تطور هوائيات محطات البث: من الجيل الأول إلى الجيل الخامس

تقدم هذه المقالة مراجعة منهجية لتطور تكنولوجيا هوائيات محطات البث عبر أجيال الاتصالات المتنقلة، من الجيل الأول إلى الجيل الخامس. وتتتبع كيف تحولت الهوائيات من أجهزة إرسال واستقبال إشارات بسيطة إلى أنظمة متطورة تتميز بقدرات ذكية مثل تشكيل الحزمة وتقنية MIMO الضخمة.

**التطور التكنولوجي الأساسي حسب الجيل**

| العصر | التقنيات الرئيسية والاختراقات | القيمة الأساسية والحلول |

| **1G** | هوائيات متعددة الاتجاهات، تنوع مكاني | وفرت تغطية أساسية؛ وحسّنت وصلة الإرسال عبر التنوع المكاني مع الحد الأدنى من التداخل بسبب التباعد الكبير بين المحطات. |

| **2G** | هوائيات اتجاهية (تقسيم القطاعات)، هوائيات ثنائية الاستقطاب | زيادة السعة ونطاق التغطية؛ مكّن الاستقطاب المزدوج من استبدال هوائيين بهوائي واحد، مما يوفر المساحة ويتيح نشرًا أكثر كثافة. |

| **3G** | هوائيات متعددة النطاقات، إمالة كهربائية عن بعد (RET)، هوائيات متعددة الحزم | دعم نطاقات تردد جديدة، وخفض تكاليف الموقع والصيانة؛ ومكّن من التحسين عن بعد وضاعف السعة في النقاط الساخنة. |

| **4G** | هوائيات MIMO (4T4R/8T8R)، هوائيات متعددة المنافذ، تصميمات هوائي-RRU متكاملة | تحسين كبير في كفاءة الطيف وسعة النظام؛ معالجة التعايش متعدد النطاقات ومتعدد الأوضاع مع التكامل المتزايد. |

| **5G** | وحدة الهوائي النشط MIMO الضخمة | حلت التحديات الرئيسية المتمثلة في ضعف التغطية وارتفاع الطلب على السعة من خلال المصفوفات واسعة النطاق وتشكيل الحزمة الدقيق. |

وقد تم دفع هذا المسار التطوري من خلال الحاجة إلى تحقيق التوازن بين أربعة متطلبات أساسية: التغطية مقابل السعة، وإدخال طيف جديد مقابل توافق الأجهزة، وقيود المساحة المادية مقابل متطلبات الأداء، والتعقيد التشغيلي مقابل دقة الشبكة.

بالنظر إلى المستقبل، سيواصل عصر الجيل السادس (6G) مساره نحو تقنية MIMO فائقة الضخامة، حيث من المتوقع أن يتجاوز عدد عناصر الهوائيات الآلاف، مما يعزز مكانة تقنية الهوائيات كحجر الزاوية في شبكات الجيل القادم من الاتصالات المتنقلة. ويعكس هذا الابتكار في تقنية الهوائيات بوضوح التطور الأوسع نطاقاً في صناعة الاتصالات المتنقلة.