5G هوائي الشبكة
لماذا تعد مطابقة المعاوقة ضرورية
الوقت المقدر للقراءة: 15 دقيقة
الفرق الأكبر بين تردد الراديو تكمن أهمية الترددات اللاسلكية (RF) والأجهزة في مطابقة المعاوقة، والسبب في ذلك هو انتقال المجالات الكهرومغناطيسية. وكما نعلم جميعًا، فإن المجال الكهرومغناطيسي هو التفاعل بين مجال كهربائي ومجال مغناطيسي. يحدث الفقد في وسط النقل لأن المجال الكهربائي يُسبب تذبذبات في تأثيره على الإلكترونات. كلما زادت تكرار كلما زاد عدد دورات الموجات الكهرومغناطيسية في خط نقل ذي طول متساوٍ، زاد تردد تغيرات التيار. ونتيجةً لذلك، يزداد فقدان الحرارة الناتج عن التذبذبات، مما يؤدي إلى خسائر أكبر في خط النقل.
عند الترددات المنخفضة، نظرًا لأن الطول الموجي أطول بكثير من خط النقل، فإن الجهد والتيار على خط النقل في الدائرة يظلان دون تغيير تقريبًا، وبالتالي فإن خسارة خط النقل صغيرة جدًا.
وفي الوقت نفسه، إذا حدث انعكاس أثناء إخراج الموجة، فإن تراكب الموجة المنعكسة مع موجة الإدخال الأصلية قد يؤدي إلى انخفاض في جودة الإشارة ويقلل أيضًا من كفاءة نقل الإشارة .
سواء كنت تعمل على الأجهزة أو أنظمة الترددات الراديوية الهدف هو تحقيق الأفضل نقل الإشارة ولا أحد يريد أن تضيع الطاقة في الدائرة.
عندما تكون مقاومة الحمل مساوية للمقاومة الداخلية لمصدر الإشارة، يمكن للحمل الحصول على أقصى طاقة خرج. وهذا ما يُشار إليه عادةً بمطابقة المعاوقة.
من المهم ملاحظة أن المطابقة المترافقة تهدف إلى نقل الحد الأقصى للطاقة.
وفقًا لصيغة معامل انعكاس الجهد (Gamma = Z_L - Z_0Z_L + Z_0)، فإن (Gamma) لا يساوي 0 في هذا الوقت، مما يعني وجود انعكاس للجهد.
في حالة المطابقة الخالية من التشويه، تكون المعاوقات متساوية تمامًا، فلا يوجد انعكاس للجهد. مع ذلك، لا تصل قدرة الحمل إلى الحد الأقصى في هذه الحالة.
خسارة العودة (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
نسبة الموجة الدائمة للجهد (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
العلاقة بين نسبة الموجة الدائمة و
كفاءة النقل
كما هو موضح في الجدول أدناه:
تتضمن مطابقة المعاوقة عملية حسابية شاقة. لحسن الحظ، لدينا مخطط سميث، وهو أداة أساسية لمطابقة المعاوقة. مخطط سميث عبارة عن رسم تخطيطي يتكون من عدة دوائر متقاطعة. عند استخدامه بشكل صحيح، يُمكّننا من الحصول على معاوقة مطابقة لنظام يبدو معقدًا دون أي حسابات. كل ما نحتاجه هو قراءة البيانات وتتبعها على طول الخطوط الدائرية.
## طريقة مخطط سميث
1. بعد توصيل مكون المكثف على التوالي، تتحرك نقطة المعاوقة عكس اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة المقاومة الثابتة التي توجد عليها.
2. بعد توصيل مكون المكثف التحويلي، تتحرك نقطة المعاوقة في اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة التوصيل الثابت التي توجد عليها.
3. بعد توصيل مكون المحث على التوالي، تتحرك نقطة المعاوقة في اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة المقاومة الثابتة التي توجد عليها.
4. بعد توصيل مكون محث التحويلة، تتحرك نقطة المعاوقة عكس اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة التوصيل الثابت التي توجد عليها.
5. بعد توصيل مكون مفتوح جزئيًا، تتحرك نقطة المعاوقة في اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة التوصيل الثابت التي توجد عليها.
6. بعد توصيل مكون قصير الطرف، تتحرك نقطة المعاوقة عكس اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة التوصيل الثابت التي توجد عليها.
7. بعد توصيل مكون خط النقل المتسلسل، تتحرك نقطة المعاوقة في اتجاه عقارب الساعة على طول دائرة الموجة المستقرة الثابتة.
