الإخبارية
المعرفة الأساسية بقياس الهوائي
المدة المقدرة 25 دقيقة لإنهاء القراءة
المعرفة الأساسية لقياس الهوائي يتضمن جوانب متعددة، بما في ذلك وظائف الهوائي، ومعلمات الأداء، طرق القياس وبيئات الاختبار. وفيما يلي تفصيلا شرح المعرفة الأساسية لقياس الهوائي:
1م وظيفة الهوائي
يعد الهوائي مكونًا رئيسيًا في اللاسلكي أنظمة الاتصالات، ومن وظائفها الأساسية ما يلي:
الإشعاع الاتجاهي أو استقبال الراديو الإشارات الموجية: في حالة الإرسال، يقوم الهوائي بتحويل الترددات العالية الطاقة الكهرومغناطيسية في خط النقل إلى موجات كهرومغناطيسية في مساحة حرة في الحالة المستقبلة، تكون الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء الحر تحويلها إلى طاقة كهرومغناطيسية عالية التردد في خط النقل.
تحويل الطاقة: تحتاج الهوائيات إلى ذلك تحويل طاقة الأمواج الموجهة التي ينشرها نظام التغذية بكفاءة إلى طاقة موجة موجهة طاقة الموجات الكهرومغناطيسية، أو تحويل الموجة الكهرومغناطيسية المستلمة الطاقة إلى الإشارات الحالية.
⢠الاتجاهية: يمكن للهوائيات أن تشع أو استقبال الموجات الكهرومغناطيسية بطريقة اتجاهية، وتركيزها فيها الاتجاه المطلوب قدر الإمكان.
الاستقطاب: يجب أن يكون الهوائي قادرًا على ذلك تبعث أو تستقبل موجات كهرومغناطيسية ذات استقطاب محدد.
2、 الأداء معلمات الهوائي
معلمات أداء الهوائي مؤشرات مهمة لقياس أدائها، ومن أهمها:
الكسب: يشير إلى قدرة الهوائي لتضخيم الإشارة المستقبلة، وعادة ما تكون مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالاتجاهية.
الاتجاهية: تصف الإشعاع شدة قدرة الهوائي في اتجاه معين بالنسبة له حالة الإشعاع متعدد الاتجاهات.
الكفاءة: تشمل إشعاع الهوائي الكفاءة والكفاءة الشاملة، مع الأخذ في الاعتبار الخسائر الهوائي والأخير يأخذ بعين الاعتبار الخسائر الإجمالية مثل الموصل والعازل الكهربائي خسائر الهوائي.
الممانعة: نسبة الجهد إلى التيار عند طرف إدخال الهوائي، وهو حمل نظام التغذية و يتطلب مطابقة مقاومة جيدة مع نظام التغذية.
نسبة الموجة الدائمة (VSWR): تعكس درجة التطابق بين الهوائي ونظام التغذية.
الاستقطاب: طريقة الاستقطاب بواسطة وهو هوائي يصدر أو يستقبل موجات كهرومغناطيسية.
نطاق تردد التشغيل: التردد النطاق الذي يمكن للهوائي أن يعمل ضمنه بشكل طبيعي.
3、 هوائي طريقة القياس
يتم قياس معلمات الهوائي يتم إجراؤها عادةً باستخدام أدوات مثل أجهزة قياس شدة المجال والطاقة أجهزة القياس، أو أجهزة قياس المعاوقة، أو أجهزة تحليل الشبكات، بالإضافة إلى الاختبارات المتخصصة المعدات مثل الهوائيات القياسية. وتشمل طرق القياس:
قياس نمط اتجاه الإشعاع: باستخدام طريقة الهوائي الثابت أو طريقة الهوائي الدوار، قم بقياس الإشعاع شدة الهوائي في اتجاهات مختلفة وسحب الإشعاع نمط الاتجاه.
قياس الكسب: استخدام المقارنة الطريقة، قارن بين الهوائي الذي تم اختباره وهوائي قياسي ذي كسب معروف تحديد كسب الهوائي الذي تم اختباره.
قياس المعاوقة: استخدم طريقة الجسر، طريقة خط القياس، أو طريقة تردد الاجتياح لقياس المدخلات مقاومة الهوائي.
4 بيئة الاختبار
من أجل قياس بدقة معلمات أداء الهوائي، فمن الضروري توفير مثالية بيئة الاختبار، والتي تتطلب عادة:
¢ أرض مسطحة ومفتوحة: لا توجد حواجز معدنية أو عاكسات لتقليل التأثير على انتشار الموجات الكهرومغناطيسية.
«مسافة الاختبار الكافية: المسافة يجب أن يكون بين الهوائي الذي تم اختباره والهوائي المساعد أكبر من الحد الأدنى لمسافة اختبار الهوائي لتقليل أخطاء القياس الناجمة عن اختلافات الطور للموجات الكهرومغناطيسية الساقطة على فتحة العدسة هوائي تم اختباره. ⢠غرفة غير عاكسة (الميكروويف غرفة كاتمة للصدى): بطانة الغرفة مصنوعة من أسنان حادة الشكل المواد الماصة، والتي يمكنها امتصاص معظم الطاقة الكهرومغناطيسية حادثة على جدران الغرفة الستة ومحاكاة ظروف اختبار المساحة الحرة حسناً.
مبدأ الهوائي
يتضمن مبدأ الهوائي بشكل أساسي الإشعاع واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية، وكذلك تحويلها الطاقة بين الموجات الموجهة وموجات الفضاء الحر. وفيما يلي تفصيلا شرح مبدأ الهوائي:
1、 تعريف و الوظيفة
التعريف: الهوائي هو جهاز قادر على ذلك تشع الموجات الكهرومغناطيسية بشكل فعال في اتجاه محدد في الفضاء أو استقبال الموجات الكهرومغناطيسية بشكل فعال من اتجاه محدد في الفضاء.
الوظيفة: تلعب الهوائيات دورًا أساسيًا في أنظمة الاتصالات اللاسلكية المسؤولة عن تحويل الترددات العالية التيارات (أو الموجات الموجهة) إلى موجات كهرومغناطيسية وتشعها إلى الفضاء، أو استقبال وتحويل الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء إلى التيارات عالية التردد.
2م العمل المبدأ
1. الحث الكهرومغناطيسي و الإشعاع الكهرومغناطيسي:
مبدأ عمل الهوائي هو تعتمد بشكل أساسي على مبادئ الحث الكهرومغناطيسي والكهرومغناطيسي إشعاع. عندما يمر تيار عالي التردد عبر الهوائي، فإنه يتولد المجالات الكهربائية والمغناطيسية المختلفة حوله. بحسب ماكسويل نظرية المجال الكهرومغناطيسي، "المجال الكهربائي المتغير يولد أ المجال المغناطيسي، والمجال المغناطيسي المتغير يولد تيارًا كهربائيًا المجال." من خلال إثارة ذلك بشكل مستمر، يتم نشر الإشارة اللاسلكية حققت.
في نهاية الإرسال، الهوائي يحول التيار عالي التردد إلى موجات كهرومغناطيسية ويشعها في الفضاء؛ في الطرف المتلقي، يلتقط الهوائي الموجات الكهرومغناطيسية الفضاء وتحويلها إلى تيارات عالية التردد.
2. تحويل الطاقة:
يعمل الهوائي كمحول للطاقة، استكمال تحويل الطاقة بين الموجات الموجهة (أو عالية التردد التيارات) وموجات الفضاء الحر. يقوم هوائي الإرسال بتحويل الموجات الموجهة إلى موجات فضائية حرة، بينما يقوم هوائي الاستقبال بتحويل موجات الفضاء الحرة إلى موجات موجهة.
3. الاتجاهية والاستقطاب:
الهوائيات لها اتجاهية معينة و يمكن أن تشع أو تستقبل الموجات الكهرومغناطيسية بطريقة اتجاهية. هذا يعني أن الهوائي يتمتع بقدرات إشعاع أو استقبال أقوى اتجاهات محددة، في حين أضعف القدرات في اتجاهات أخرى.
وضع الاستقطاب للهوائي هو ومن خصائصه المهمة أيضًا والتي تحدد الاستقطاب حالة الهوائي عند إرسال أو استقبال الموجات الكهرومغناطيسية.
3 نوع الهوائي و الخصائص
يمكن تصنيف الهوائيات وفقًا لـ معايير تصنيف مختلفة، بما في ذلك طبيعة العمل والغرض والهوائي الخصائص، توزيع التيار، نطاق التردد، الموجة الحاملة، الشكل.
تشمل أنواع الهوائيات الشائعة قاعدة الهاتف المحمول هوائيات المحطة، هوائيات البث، هوائيات الرادار، هوائيات WIFI، هوائيات الهاتف المحمول هوائيات الهاتف، وما إلى ذلك. كل هوائي له سيناريوهات تطبيق محددة و خصائص الأداء.
4م تصميم الهوائي والتحسين
الشكل والحجم والمادة وغيرها عوامل الهوائي يمكن أن تؤثر جميعها على أدائه. ولذلك فإن تصميم تحتاج الهوائيات إلى النظر بشكل شامل في عوامل متعددة، بما في ذلك تردد التشغيل، اتجاه الإشعاع، وضع الاستقطاب، متطلبات الكسب، الخ
في عملية التصميم، برامج المحاكاة يستخدم عادةً للمحاكاة والتحسين لضمان قدرة الهوائي على ذلك تلبية متطلبات التصميم.
ما هو الهوائي؟
الهوائي هو جهاز إلكتروني يستخدم ل تشع أو تستقبل الموجات الكهرومغناطيسية بشكل فعال في الاتصالات اللاسلكية. وهو مكون لا غنى عنه في الأنظمة اللاسلكية، وهو المسؤول عن تحويل الموجات الموجهة (مثل تدفق التيار في خطوط النقل) إلى موجات الراديو (موجات كهرومغناطيسية تنتشر في الفضاء الحر)، أو تحويل موجات الراديو إلى موجات موجهة.
الوظائف المحددة للهوائي تشمل:
1. الإشعاع والاستقبال: في طرف الإرسال، يقوم الهوائي بتحويل التيارات عالية التردد إلى تيارات إلكترونية الأجهزة إلى موجات الراديو ويشع هذه الموجات في الفضاء المحيط. في الطرف المتلقي، يلتقط الهوائي موجات الراديو في الفضاء ويحولها وتحويلها إلى تيارات عالية التردد لمزيد من المعالجة بواسطة الأجهزة الإلكترونية.
2. تحويل الطاقة: الهوائيات هي وسيلة لتحويل الطاقة، والتي يمكن تحويل الطاقة الكهربائية من الأجهزة الإلكترونية إلى طاقة موجات الراديو، أو تحويل طاقة موجات الراديو إلى طاقة كهربائية.
3. الاتجاهية: هناك العديد من الهوائيات مصممة مع اتجاه محدد، مما يعني أنها يمكن أن تكون أكثر فعالية تشع أو تستقبل موجات الراديو في اتجاهات محددة. يمكن للهوائيات الاتجاهية تساعد على تحسين كفاءة الاتصال، وتقليل التداخل، وزيادة مسافة الاتصال.
4. الاستقطاب: استقطاب يشير الهوائي إلى اتجاه المجال الكهرومغناطيسي الذي يوجد فيه يشع أو يستقبل موجات الراديو. وتشمل طرق الاستقطاب الشائعة الاستقطاب الأفقي، الاستقطاب العمودي، الاستقطاب الدائري، و الاستقطاب الاهليلجي. قد تكون طرق الاستقطاب المختلفة مختلفة المزايا والقيود في الاتصال.
5. مطابقة المعاوقة: من أجل إرسال واستقبال موجات الراديو بشكل فعال، يجب أن تكون الهوائيات ذات مقاومة متطابقة مع خطوط النقل (مثل المغذيات). وهذا يعني أن الإدخال يجب أن تتطابق مقاومة الهوائي مع المقاومة المميزة للهوائي خط نقل لتقليل انعكاس الطاقة وفقدانها أثناء النقل.
هناك أنواع مختلفة من الهوائيات، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، الهوائيات ثنائية القطب والهوائيات الحلقية والهوائيات المكافئة الهوائيات، الهوائيات الحلزونية، هوائيات المصفوفة، إلخ. كل هوائي له مميزاته الخاصة سيناريوهات التطبيق وخصائص الأداء، مثل الربح، الاتجاهية، والاستجابة الترددية، ووضع الاستقطاب، وما إلى ذلك
