في تصميم هوائيات الميكروويف، يجب أن يوازن الكسب الأمثل بين الأداء والجدوى العملية. فرغم أن الكسب العالي يُحسّن قوة الإشارة، إلا أنه يُسبب مشاكل مثل زيادة الحجم، وصعوبة تبديد الحرارة، وارتفاع التكاليف. وفيما يلي أهم الاعتبارات:
1. مطابقة الربح مع التطبيق
محطة قاعدة الجيل الخامس (موجة المليمتر AAU):24-28 ديسيبل، يتطلباللحام الفراغيلوحة تبريد مائي لضمان التشغيل عالي الطاقة على المدى الطويل.
الاتصالات عبر الأقمار الصناعية (نطاق Ka):40-45 ديسيبل، بالاعتماد على تبريد الماء بواسطة أنابيب النحاس المدفونة لحل مشكلة تبديد الحرارة في الهوائيات ذات الفتحة الكبيرة.
الحرب الإلكترونية/الرادار:20-30 ديسيبل، باستخدام التبريد السائل في لحام الاحتكاك التحريكي للتكيف مع الحمل الحراري الديناميكي العالي.
اختبار التوافق الكهرومغناطيسي:10-15 ديسيبليمكن لمشتت الحرارة العادي المستخدم في اللحام أن يلبي الاحتياجات.
هوائي كاسجرين (40 ديسيبل)
هوائي بوق ذو استقطاب دائري (20 ديسيبل)
2. القيود الهندسية للكسب العالي
عنق الزجاجة في تبديد الحرارة: عادةً ما تتطلب الهوائيات التي تزيد عن 25 ديسيبل تبريدًا سائلًا (مثل اللحام الفراغي أو لوحة تبريد الماء باللحام الاحتكاكي بالتحريك)، وإلا فإن سعة الطاقة ستكون محدودة.
قيود الحجم: قد تتجاوز الهوائيات التي تزيد عن 30 ديسيبل متر واحد في نطاق Ka، ويجب تحسين التصميم الهيكلي.
عوامل التكلفة: لكل زيادة قدرها 3 ديسيبل في الكسب، قد تزيد تكلفة نظام التبريد بنسبة 20٪ - 30٪.
هوائي مسطح (30 ديسيبل)
هوائي بوق مزدوج الاستقطاب الدائري (10 ديسيبل)
3. اقتراحات التحسين
أعط الأولوية لمطابقة متطلبات التطبيق وتجنب السعي المفرط وراء المكاسب العالية.
يحدد نظام التبريد سعة الطاقة، ويجب أن تكون الهوائيات ذات الكسب العالي مزودة بنظام تبريد فعال (مثل التبريد السائل).
يجب تحقيق التوازن بين عرض النطاق الترددي والكسب. يمكن لأنظمة النطاق الضيق أن تسعى إلى كسب أعلى، بينما تحتاج أنظمة النطاق العريض إلى تقديم تنازلات مناسبة.
الخلاصة: يعتمد الكسب الأمثل على التطبيق المحدد، وعادة ما يكون بين 20-35 ديسيبل، ويجب دمجه مع تقنية تبريد متقدمة (مثل اللحام الفراغي أو تبريد الماء باللحام الاحتكاكي بالتحريك) لضمان التشغيل الموثوق.
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
تاريخ النشر: 12 يونيو 2025
