أخبار - الهوائي الحلزوني المستوي: متى يصبح عرض النطاق الترددي مهماً حقاً

اسأل أي مهندس هوائيات عن أداء النطاق العريض، وستجد على الأرجح أن الهوائيات الحلزونية المستوية ستُذكر في بداية الحديث. هذه الهياكل المسطحة الدائرية - ذات الأذرع المنحنية للخارج كبصمة الإصبع أو المجرة - تُسهم في حل مشاكل عرض النطاق الترددي منذ خمسينيات القرن الماضي، ولا تزال تُستخدم حتى اليوم.

ما هو الهوائي الحلزوني المستوي؟

بأبسط تعبير،هوائي حلزوني مستوٍيتكون من ذراعين معدنيين أو أكثر محفورين على ركيزة عازلة رقيقة، تتفرع حلزونيًا من نقطة تغذية مركزية. يهيمن تصميمان: الحلزون الأرخميدسي، حيث تنتشر الأذرع بمعدل ثابت، والحلزون اللوغاريتمي، حيث ينمو المنحنى أُسّيًا. يحقق كلا التصميمين الهدف نفسه - عرض نطاق ترددي واسع للغاية - ولكن من خلال هندسة مختلفة قليلاً.

يكمن السر في مفهوم "المنطقة النشطة". عند تردد معين، تشع منطقة حلقية محددة من الهوائي الحلزوني - حيث يتطابق محيطها مع الطول الموجي - بشكل فعال. بتغيير التردد، تتحرك المنطقة النشطة ببساطة إلى الداخل أو الخارج على طول أذرع الهوائي. لا يتأثر الهوائي بالتردد الذي تستخدمه؛ فهو يستمر في العمل.

لماذا نختار الحلزون المستوي؟

1. أداء النطاق العريض للغاية

هذه هي الميزة الرئيسية. يمكن لهوائي حلزوني مصمم جيدًا أن يعمل بنسب تردد تصل إلى 10:1 أو حتى 20:1 - من بضع مئات من الميغاهرتز إلى عشرات الغيغاهرتز - باستخدام تغذية واحدة. بالنسبة للأنظمة التي تحتاج إلى تغطية نطاقات متعددة دون الحاجة إلى تبديل الهوائيات، يُعد هذا نقلة نوعية.

2. دائريالاستقطاب الطبيعي

تُشعّ الهوائيات الحلزونية استقطابًا دائريًا بطبيعتها، فلا حاجة إلى مستقطبات خارجية أو تعقيدات إضافية. وهذا ما يجعلها مناسبة تمامًا للاتصالات عبر الأقمار الصناعية، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأي تطبيق آخر يُشكّل فيه عدم تطابق الاستقطاب أو دوران فاراداي مصدر قلق.

3. تصميم منخفض وخفيف الوزن

نظراً لطباعتها على ركائز رقيقة، تتميز اللوالب المستوية بأنها مسطحة وخفيفة الوزن. ويمكن تركيبها بشكل متساوٍ على الأسطح، أو ملاءمتها للهياكل المنحنية، أو دمجها مباشرة في الأنظمة التي يمثل فيها الحجم مشكلة.

4. نمط متسق عبر عرض النطاق الترددي

على عكس بعض الهوائيات واسعة النطاق التي تغير شكل شعاعها بتغير التردد، تحافظ الهوائيات الحلزونية على نمط ثابت نسبيًا - عادةً ما تكون حزمًا ثنائية الاتجاه عمودية على مستوى السطح. هذه القدرة على التنبؤ مهمة عند تصميم تغطية الشبكة.

أين ستجدهم

• الحرب الإلكترونية والمراقبة: تعتمد الأنظمة التي تحتاج إلى كشف الإشارات أو التشويش عليها أو اعتراضها عبر نطاق واسع من الترددات على الهوائيات الحلزونية. إذا كنت لا تعرف مصدر التهديد أو التردد الذي سيستخدمه، فأنت بحاجة إلى هوائي لا يتأثر بذلك.

•النطاق العريضالمراقبة والاختبار: في مختبرات التوافق الكهرومغناطيسي ومحطات مراقبة الطيف، تعمل اللوالب كمرجع موثوق لقياس الهوائيات والأنظمة عبر نطاقات متعددة بإعداد واحد.

• الاتصالات عبر الأقمار الصناعية ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS): إن الاستقطاب الدائري المتأصل وعرض النطاق الترددي الواسع يجعلان الهوائيات الحلزونية خيارًا قويًا للمحطات الأرضية والهوائيات الفضائية، خاصة عندما تكون هناك حاجة لتغطية نطاقات تردد متعددة.

• الرادار المخترق للأرض: النبضات القصيرة تعني نطاق ترددي واسع. تتعامل الرادارات الحلزونية مع الإشارات الشبيهة بالنبضات المستخدمة في تصوير ما تحت السطح دون تشويش أو تشويه.

فكرة من المختبر

قال أحد الزملاء ذات مرة: "مع الهوائي الحلزوني، أنت تضحي بالكسب مقابل عرض النطاق الترددي، وفي معظم الأحيان، تكون هذه تضحية عادلة". كان محقًا. في عالمٍ تتسم فيه الإشارات بعدم القدرة على التنبؤ وتتغير فيه تخصيصات الترددات باستمرار، يُعد امتلاك هوائي لا يتأثر بالتردد ميزةً تستحق ثمنها.

هوائيات حلزونية مستوية من نوع RFMiso

نُقدّم هوائيات حلزونية مستوية تغطي نطاقات ترددية من UHF إلى الموجات المليمترية، مع خيارات للدعم التجويفي والركائز المُخصصة. سواءً كنت تُنشئ نظام حرب إلكترونية أو تُجهّز محطة مراقبة واسعة النطاق، فلدينا تصميم مُناسب.