موصل الهوائي هو موصل إلكتروني يستخدم لتوصيل معدات الترددات اللاسلكية والكابلات. وتتمثل وظيفته الرئيسية في نقل إشارات الترددات العالية.
يتميز الموصل بخصائص مطابقة مقاومة ممتازة، مما يضمن تقليل انعكاس الإشارة وفقدانها إلى أدنى حد أثناء الإرسال بين الموصل والكابل. كما يتمتع عادةً بخصائص حماية جيدة لمنع التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي من التأثير على جودة الإشارة.
تشمل أنواع موصلات الهوائي الشائعة SMA وBNC وN-type وTNC وما إلى ذلك، وهي مناسبة لمتطلبات التطبيقات المختلفة.
ستقدم لك هذه المقالة أيضًا العديد من الموصلات شائعة الاستخدام:
معدل استخدام الموصل
موصل SMA
موصل SMA المحوري للترددات الراديوية هو موصل للترددات الراديوية/الميكروويف صممته شركتا Bendix و Omni-Spectra في أواخر الخمسينيات. وكان أحد أكثر الموصلات استخدامًا في ذلك الوقت.
في الأصل، كانت موصلات SMA تستخدم على كابلات محورية شبه صلبة بقطر 0.141 بوصة، والتي تستخدم بشكل أساسي في تطبيقات الميكروويف في الصناعة العسكرية، مع حشو عازل من التفلون.
نظراً لصغر حجم موصل SMA وقدرته على العمل بترددات عالية (يتراوح نطاق التردد من التيار المستمر إلى 18 جيجاهرتز عند توصيله بكابلات شبه صلبة، ومن التيار المستمر إلى 12.4 جيجاهرتز عند توصيله بكابلات مرنة)، فإنه يكتسب شعبية متزايدة. وتستطيع بعض الشركات الآن إنتاج موصلات SMA بترددات تصل إلى 27 جيجاهرتز تقريباً. وحتى تطوير موصلات الموجات المليمترية (مثل 3.5 مم و2.92 مم) يراعي التوافق الميكانيكي مع موصلات SMA.
موصل SMA
موصل BNC
الاسم الكامل لموصل BNC هو موصل صامولة الحربة (موصل التثبيت بالضغط، وهذا الاسم يصف شكل هذا الموصل بشكل واضح)، وقد سمي بهذا الاسم نسبة إلى آلية قفل التثبيت بالحربة ومخترعيه بول نيل وكارل كونسيلمان.
موصل BNC هو موصل شائع للترددات اللاسلكية يقلل من انعكاس/فقدان الموجات. تُستخدم موصلات BNC عادةً في تطبيقات الترددات المنخفضة إلى المتوسطة، وهي شائعة الاستخدام في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، وأجهزة التلفزيون، ومعدات الاختبار، ومعدات الترددات اللاسلكية الإلكترونية.
استُخدمت موصلات BNC أيضًا في شبكات الحاسوب القديمة. يدعم موصل BNC ترددات إشارة تتراوح من 0 إلى 4 جيجاهرتز، ولكنه قادر على العمل حتى 12 جيجاهرتز باستخدام نسخة خاصة عالية الجودة مصممة خصيصًا لهذا التردد. يوجد نوعان من المعاوقة المميزة، وهما 50 أوم و75 أوم. وتُعد موصلات BNC ذات المعاوقة 50 أوم أكثر شيوعًا.
موصل من النوع N
اخترع بول نيل موصل الهوائي من النوع N في مختبرات بيل خلال أربعينيات القرن العشرين. صُممت موصلات النوع N في الأصل لتلبية احتياجات المجالين العسكري والطيران لتوصيل أنظمة الرادار وغيرها من معدات الترددات الراديوية. يتميز موصل النوع N بوصلة ملولبة، مما يوفر مطابقة جيدة للمقاومة وأداءً ممتازًا في الحماية، وهو مناسب للتطبيقات عالية الطاقة ومنخفضة التردد.
يعتمد نطاق تردد موصلات النوع N عادةً على التصميم المحدد ومعايير التصنيع. وبشكل عام، تغطي موصلات النوع N نطاق تردد من 0 هرتز (تيار مستمر) إلى 11 جيجاهرتز أو 18 جيجاهرتز. مع ذلك، تدعم موصلات النوع N عالية الجودة نطاقات تردد أعلى، تصل إلى أكثر من 18 جيجاهرتز. في التطبيقات العملية، تُستخدم موصلات النوع N بشكل أساسي في تطبيقات الترددات المنخفضة إلى المتوسطة، مثل الاتصالات اللاسلكية، والبث، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وأنظمة الرادار.
موصل من النوع N
موصل TNC
تم اختراع موصل TNC (موصل نيل-كونسيلمان الملولب) بشكل مشترك من قبل بول نيل وكارل كونسيلمان في أوائل الستينيات. وهو نسخة محسنة من موصل BNC ويستخدم طريقة توصيل ملولبة.
تبلغ المعاوقة المميزة 50 أوم، ويتراوح نطاق تردد التشغيل الأمثل بين 0 و11 جيجاهرتز. في نطاق ترددات الميكروويف، تتفوق موصلات TNC على موصلات BNC. تتميز هذه الموصلات بمقاومة عالية للصدمات، وموثوقية فائقة، وخصائص ميكانيكية وكهربائية ممتازة، وتُستخدم على نطاق واسع في أجهزة الراديو والأجهزة الإلكترونية لتوصيل كابلات الترددات الراديوية المحورية.
موصل 3.5 ملم
الموصل ذو قطر 3.5 مم هو موصل محوري للترددات الراديوية. يبلغ القطر الداخلي للموصل الخارجي 3.5 مم، والمقاومة المميزة 50 أوم، وآلية التوصيل هي خيط 1/4-36UNS-2 بوصة.
في منتصف سبعينيات القرن الماضي، أطلقت شركتا هيوليت-باكارد وأمفينول الأمريكيتان (طورت شركة هيوليت-باكارد هذا الموصل بشكل رئيسي، بينما تولت شركة أمفينول الإنتاج الأولي) موصلًا بقطر 3.5 ملم، يعمل بتردد يصل إلى 33 جيجاهرتز، وهو أول موصل لاسلكي يُستخدم في نطاق الموجات المليمترية. وهو أحد الموصلات المحورية.
بالمقارنة مع موصلات SMA (بما في ذلك موصل "Super SMA" من شركة Southwest Microwave)، تستخدم موصلات 3.5 مم عازلاً هوائياً، وتتميز بموصلات خارجية أكثر سمكاً، وقوة ميكانيكية أفضل. لذلك، لا يقتصر تفوقها على الأداء الكهربائي فحسب، بل يشمل أيضاً متانة ميكانيكية أعلى وقابلية تكرار أفضل للأداء، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام في مجال الاختبارات.
موصل 2.92 مم
موصل 2.92 مم، والذي يُطلق عليه بعض المصنّعين اسم موصل 2.9 مم أو موصل من النوع K، ويُعرف أيضاً بأسماء أخرى مثل SMK وKMC وWMP4، هو موصل محوري للترددات الراديوية بقطر داخلي للموصل الخارجي يبلغ 2.92 مم. يتميز هذا الموصل بمقاومة 50 أوم وآلية توصيل بخيط لولبي 1/4-36UNS-2 بوصة. يشبه تركيبه تركيب موصل 3.5 مم، ولكنه أصغر حجماً.
في عام 1983، قام المهندس ويليام أولد فيلد، كبير مهندسي شركة ويلترون، بتطوير موصل جديد من النوع K بقطر 2.92 مم، وذلك بتلخيص وتطوير موصلات الموجات المليمترية السابقة (موصل النوع K هو علامة تجارية مسجلة). يبلغ قطر الموصل الداخلي لهذا الموصل 1.27 مم، ويمكن توصيله بموصلات SMA وموصلات بقطر 3.5 مم.
يتميز الموصل ذو القطر 2.92 مم بأداء كهربائي ممتاز في نطاق التردد (0-46) جيجاهرتز، وهو متوافق ميكانيكيًا مع موصلات SMA وموصلات 3.5 مم. ونتيجة لذلك، سرعان ما أصبح أحد أكثر موصلات الموجات المليمترية استخدامًا.
موصل 2.4 مم
تم تطوير موصل 2.4 مم بالتعاون بين HP (الشركة السابقة لشركة Keysight Technologies) وAmphenol وM/A-COM. يُمكن اعتباره نسخةً مُصغّرة من موصل 3.5 مم، ما يُتيح زيادةً ملحوظة في التردد الأقصى. يُستخدم هذا الموصل على نطاق واسع في أنظمة 50 جيجاهرتز، ويُمكنه العمل فعليًا حتى 60 جيجاهرتز. ولحلّ مشكلة قابلية موصلات SMA و2.92 مم للتلف، صُمّم موصل 2.4 مم للتغلب على هذه العيوب من خلال زيادة سُمك جداره الخارجي وتعزيز دبابيس التوصيل. يُتيح هذا التصميم المُبتكر لموصل 2.4 مم أداءً ممتازًا في تطبيقات الترددات العالية.
تطورت موصلات الهوائيات من تصميمات بسيطة تعتمد على الخيوط إلى أنواع متعددة من الموصلات عالية الأداء. ومع تقدم التكنولوجيا، تسعى الموصلات باستمرار إلى تحقيق خصائص صغر الحجم، وزيادة التردد، وتوسيع نطاق التردد لتلبية الاحتياجات المتغيرة للاتصالات اللاسلكية. لكل موصل خصائصه ومزاياه الخاصة في سيناريوهات التطبيق المختلفة، لذا يُعد اختيار موصل الهوائي المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة واستقرار نقل الإشارة.
تاريخ النشر: 26 ديسمبر 2023
