تُحوّل هوائيات الموجات الدقيقة الإشارات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية (والعكس صحيح) باستخدام هياكل هندسية دقيقة. ويعتمد تشغيلها على ثلاثة مبادئ أساسية:
1. تحويل الموجات الكهرومغناطيسية
وضع الإرسال:
تنتقل إشارات التردد اللاسلكي من جهاز الإرسال عبر أنواع موصلات الهوائي (مثل SMA وN-type) إلى نقطة التغذية. تُشكّل عناصر الهوائي الموصلة (الأبواق/ثنائيات الأقطاب) الموجات في حزم اتجاهية.
وضع الاستلام:
تتسبب الموجات الكهرومغناطيسية الواردة في توليد تيارات في الهوائي، والتي يتم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات كهربائية للمستقبل
2. التحكم في الاتجاهية والإشعاع
تُحدد اتجاهية الهوائي تركيز الشعاع. يُركز الهوائي عالي الاتجاهية (مثل البوق) الطاقة في فصوص ضيقة، ويتحكم فيه:
الاتجاهية (dBi) ≈ 10 log₁₀(4πA/λ²)
حيث A = مساحة الفتحة، λ = الطول الموجي.
تحقق منتجات هوائيات الميكروويف مثل الأطباق المكافئة اتجاهية تزيد عن 30 ديسيبل لروابط الأقمار الصناعية.
3. المكونات الرئيسية وأدوارها
| عنصر | وظيفة | مثال |
|---|---|---|
| عنصر مشع | يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كهرومغناطيسية | رقعة، ثنائي القطب، فتحة |
| شبكة الأعلاف | يوجه الموجات بأقل خسارة | الدليل الموجي، خط الشريط الدقيق |
| المكونات السلبية | تعزيز سلامة الإشارة | محولات الطور، المستقطبات |
| الموصلات | واجهة مع خطوط النقل | 2.92 مم (40 جيجاهرتز)، 7/16 (طاقة عالية) |
4. التصميم المخصص للتردد
< 6 جيجاهرتز: تهيمن هوائيات الميكروستريب على الحجم الصغير.
> 18 جيجاهرتز: تتميز أبواق الموجات الموجهة بالأداء المنخفض الخسارة.
العامل الحاسم: مطابقة المعاوقة عند موصلات الهوائي تمنع الانعكاسات (VSWR <1.5).
التطبيقات في العالم الحقيقي:
5G Massive MIMO: مجموعات شرائح صغيرة مع مكونات سلبية لتوجيه الحزمة.
أنظمة الرادار: تضمن الاتجاهية العالية للهوائي تتبع الهدف بدقة.
اتصالات الأقمار الصناعية: تحقق العاكسات المكافئة كفاءة فتحة تبلغ 99%.
الخلاصة: تعتمد هوائيات الميكروويف على الرنين الكهرومغناطيسي، ودقة أنواع موصلات الهوائي، واتجاهية الهوائي المُحسّنة لإرسال واستقبال الإشارات. تدمج منتجات هوائيات الميكروويف المتقدمة مكونات سلبية لتقليل الفقد وزيادة المدى إلى أقصى حد.
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
وقت النشر: ١٥ أغسطس ٢٠٢٥
