يشير كسب الهوائي إلى كسب القدرة الإشعاعية للهوائي في اتجاه معين بالنسبة لهوائي مصدر نقطي مثالي. وهو يمثل قدرة الهوائي الإشعاعية في اتجاه معين، أي كفاءة استقبال أو إرسال الإشارة في ذلك الاتجاه. كلما زاد كسب الهوائي، كان أداءه أفضل في اتجاه معين، وزادت قدرته على استقبال أو إرسال الإشارات بكفاءة أكبر. يُقاس كسب الهوائي عادةً بالديسيبل (dB)، وهو أحد المؤشرات المهمة لتقييم أداء الهوائي.
بعد ذلك، سأقودك إلى فهم المبادئ الأساسية لكسب الهوائي وكيفية حساب كسب الهوائي، وما إلى ذلك.
1. مبدأ كسب الهوائي
من الناحية النظرية، يُعرّف كسب الهوائي بأنه نسبة كثافة طاقة الإشارة الناتجة عن الهوائي الفعلي إلى هوائي المصدر النقطي المثالي في موضع معين في الفضاء عند نفس طاقة الدخل. يُذكر هنا مفهوم هوائي المصدر النقطي. ما هو؟ في الواقع، هو هوائي يُفترض أنه يُصدر إشارات بشكل موحد، ونمط إشعاع إشارته عبارة عن كرة منتشرة بشكل موحد. في الواقع، للهوائيات اتجاهات كسب إشعاع (يُشار إليها فيما يلي باسم أسطح الإشعاع). ستكون الإشارة على سطح الإشعاع أقوى من قيمة إشعاع هوائي المصدر النقطي النظري، بينما يضعف إشعاع الإشارة في الاتجاهات الأخرى. المقارنة بين القيمة الفعلية والقيمة النظرية هنا هي كسب الهوائي.
الصورة توضحRM-SGHA42-10نموذج المنتج الحصول على البيانات
تجدر الإشارة إلى أن الهوائيات السلبية الشائعة لدى عامة الناس لا تُحسّن من قوة الإرسال فحسب، بل تستهلكها أيضًا. ويُعزى استمرار اعتبارها ذات ربح إلى تضحيتها باتجاهات أخرى، وتركيزها على اتجاه الإشعاع، وتحسينها لمعدل استخدام الإشارة.
2. حساب كسب الهوائي
يُمثل كسب الهوائي في الواقع درجة الإشعاع المُركّز للطاقة اللاسلكية، لذا فهو يرتبط ارتباطًا وثيقًا بنمط إشعاع الهوائي. المفهوم العام هو أنه كلما كان الفص الرئيسي أضيق والفص الجانبي أصغر في نمط إشعاع الهوائي، زاد الكسب. إذن، كيف يُحسب كسب الهوائي؟ بالنسبة للهوائي العادي، يُمكن استخدام الصيغة G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} لتقدير كسبه. الصيغة:
2θ3dB، E و2θ3dB، H هما عرض شعاع الهوائي على المستويين الرئيسيين على التوالي؛ 32000 هي البيانات التجريبية الإحصائية.
ماذا يعني إذًا تزويد جهاز إرسال لاسلكي بقوة ١٠٠ ميغاواط بهوائي ذي كسب +٣ ديسيبل؟ أولًا، حوّل طاقة الإرسال إلى كسب إشارة (ديسيبل ميلي واط). طريقة الحساب هي:
100 ميغاواط = 10lg100 = 20 ديسيبل
ثم احسب إجمالي قدرة الإرسال، وهي تساوي مجموع قدرة الإرسال وكسب الهوائي. طريقة الحساب كالتالي:
20 ديسيبل ميلي واط + 3 ديسيبل ميلي واط = 23 ديسيبل ميلي واط
وأخيرًا، يتم إعادة حساب قوة الإرسال المكافئة على النحو التالي:
10^（23/10）≈200 ميجاوات
بعبارة أخرى، يمكن لهوائي مكسب +3dbi مضاعفة قوة الإرسال المكافئة.
3. هوائيات الكسب المشترك
هوائيات أجهزة التوجيه اللاسلكية الشائعة لدينا هي هوائيات شاملة الاتجاهات. يقع سطح إشعاعها على المستوى الأفقي العمودي على الهوائي، حيث يكون كسب الإشعاع أعظميًا، بينما يضعف الإشعاع فوق قمة الهوائي وأسفله بشكل كبير. يشبه الأمر إلى حد ما تسطيح خفاش الإشارة قليلًا.
إن مكسب الهوائي هو مجرد "تشكيل" للإشارة، ويشير حجم المكسب إلى معدل استخدام الإشارة.
يوجد أيضًا هوائي ذو صفيحة مشتركة، وهو عادةً هوائي اتجاهي. يقع سطح إشعاعه في المنطقة المروحية أمام الصفيحة مباشرةً، وتُضعف الإشارات في المناطق الأخرى تمامًا. يشبه الأمر إضافة غطاء كشاف ضوئي إلى مصباح كهربائي.
باختصار، تتميز الهوائيات عالية الكسب بمدى أطول وجودة إشارة أفضل، ولكنها تُقلل من الإشعاع في اتجاهات فردية (عادةً ما تكون اتجاهات ضائعة). أما الهوائيات منخفضة الكسب، فعادةً ما يكون نطاقها التوجيهي واسعًا، لكن مداها قصير. عند خروج المنتجات اللاسلكية من المصنع، يُهيئها المصنعون عادةً وفقًا لظروف الاستخدام.
أود أن أوصي ببعض منتجات الهوائي الأخرى ذات الكسب الجيد للجميع:
RM-BDHA056-11 (0.5-6 جيجاهرتز)
RM-DCPHA105145-20أ (10.5-14.5 جيجاهرتز)
RM-SGHA28-10 (26.5-40 جيجاهرتز)
وقت النشر: ٢٦ أبريل ٢٠٢٤
