تقوم هوائيات الميكروويف بتحويل الإشارات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية (والعكس صحيح) باستخدام هياكل مصممة بدقة عالية. ويعتمد تشغيلها على ثلاثة مبادئ أساسية:
1. تحويل الموجات الكهرومغناطيسية
وضع الإرسال:
تنتقل إشارات الترددات الراديوية من جهاز الإرسال عبر أنواع موصلات الهوائي (مثل SMA، النوع N) إلى نقطة التغذية. تقوم العناصر الموصلة للهوائي (الأبواق/ثنائيات الأقطاب) بتشكيل الموجات إلى حزم موجهة.
وضع الاستقبال:
تُحدث الموجات الكهرومغناطيسية الساقطة تيارات في الهوائي، والتي يتم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات كهربائية لجهاز الاستقبال.
2. التوجيه والتحكم في الإشعاع
تحدد خاصية توجيه الهوائي تركيز الحزمة. يعمل الهوائي ذو التوجيه العالي (مثل الهوائي البوقي) على تركيز الطاقة في فصوص ضيقة، وفقًا لما يلي:
التوجيه (dBi) ≈ 10 log₁₀(4πA/λ²)
حيث A = مساحة الفتحة، λ = الطول الموجي.
تحقق منتجات هوائيات الميكروويف مثل الأطباق المكافئة توجيهية تزيد عن 30 ديسيبل لوصلات الأقمار الصناعية.
3. المكونات الرئيسية وأدوارها
| عنصر | وظيفة | مثال |
|---|---|---|
| عنصر مشع | يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كهرومغناطيسية | رقعة، ثنائي القطب، فتحة |
| شبكة التغذية | يوجه الموجات بأقل قدر من الفقد | دليل الموجة، خط الميكروستريب |
| المكونات السلبية | تحسين سلامة الإشارة | مُغيّرات الطور، والمستقطبات |
| الموصلات | التفاعل مع خطوط النقل | 2.92 مم (40 جيجاهرتز)، 7/16 (طاقة عالية) |
4. تصميم خاص بالتردد
< 6 جيجاهرتز: تهيمن هوائيات الميكروستريب لصغر حجمها.
> 18 جيجاهرتز: تتفوق أبواق الموجات الموجهة في الأداء منخفض الفقد.
العامل الحاسم: مطابقة المعاوقة عند موصلات الهوائي تمنع الانعكاسات (VSWR <1.5).
تطبيقات عملية في العالم الحقيقي:
تقنية MIMO الضخمة من الجيل الخامس: مصفوفات الميكروستريب مع مكونات سلبية لتوجيه الحزمة.
أنظمة الرادار: تضمن خاصية التوجيه العالي للهوائي تتبع الهدف بدقة.
الاتصالات عبر الأقمار الصناعية: تحقق العاكسات المكافئة كفاءة فتحة تبلغ 99%.
الخلاصة: تعتمد هوائيات الميكروويف على الرنين الكهرومغناطيسي، وأنواع موصلات الهوائيات الدقيقة، وتوجيه الهوائي الأمثل لإرسال واستقبال الإشارات. وتدمج منتجات هوائيات الميكروويف المتقدمة مكونات سلبية لتقليل الفقد وزيادة المدى.
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
تاريخ النشر: 15 أغسطس 2025
