الهوائيات ذات الكسب العالي ضرورية للاتصالات الراديوية بعيدة المدى ، وعلم الفلك الراديوي ، والرادارات عالية الاستبانة ، وما إلى ذلك. لذا ، فإن الكسب العالي الأكثر استخدامًا الهوائيات هي هوائيات عاكسة لأنها يمكن أن تحقق بسهولة مكاسب تزيد عن 30 ديسيبل للترددات الأعلى وترددات الميكروويف. لذا فإن تصميم العاكسات للعديد من التطبيقات يمكن أن يؤدي إلى تقدم مذهل في تطوير التقنيات التحليلية والتجريبية المتطورة من خلال تشكيل الأسطح العاكسة وتحسين الإضاءة على فتحاتها لزيادة الكسب. لذا تتناول هذه المقالة نظرة عامة على ملف هوائي عاكس - العمل مع التطبيقات.
ما هو عاكس الهوائي؟
تعريف هوائي العاكس هو ؛ هوائي مصمم لعكس الإشارات الكهرومغناطيسية الواردة الصادرة من مصدر منفصل. تم تصميم هذا الهوائي بشكل أساسي ليعمل عند ترددات الميكروويف العالية. وهو الأكثر شيوعًا في أنظمة هوائي المركبات الفضائية نظرًا لخفة وزنه وبساطته. هذه هوائي مصنوع من عاكسات مختلفة يكون سطحها قطعي أو مكافئ أو كروي أو إهليلجي. لذلك ، فإن القطع المكافئ هو الهوائي الأكثر استخدامًا. ال مخطط هوائي عاكس هو مبين أدناه.
كيف يعمل الهوائي العاكس؟
مبدأ تشغيل هوائي عاكس هو ؛ يعمل هذا الهوائي على نطاق عالي من ترددات الميكروويف. تعمل الموجة الكهرومغناطيسية عند هذا التردد كموجة ضوئية ، لذلك تنعكس هذه الموجة الضوئية بمجرد اصطدامها بالسطح. ومع ذلك ، فإن هذا الهوائي عبارة عن مزيج من سطح عاكس وعنصر تغذية مما يعني أنه يلزم استخدام سطح عاكس مع عنصر هوائي لإثارة العنصر العاكس. لذلك فهو يتكون من كل من العنصر النشط والسلبي.
يسمى الهوائي المستخدم في الإثارة بـ العنصر النشط بينما يُعرف العنصر الذي يشع الطاقة المنبعثة مرة أخرى من خلال العنصر النشط بالعنصر المنفعل أو السطح العاكس. لذلك ، فإن العنصر النشط هو التغذية بينما العنصر السلبي هو العاكس.
بشكل عام ، يلعب هذا الهوائي دورًا أساسيًا في انتشار الموجات الراديوية لأنه يغير مخطط إشعاع العنصر المشع. تعمل هذه الهوائيات بطريقة يتم فيها توجيه طاقة التغذية إلى السطح العاكس الموجود في موضع مناسب. علاوة على اكتساب الطاقة ، يوجهها العاكس في الاتجاه الصحيح.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن الهوائيات ذات الكسب العالي تعمل بترددات الميكروويف ولها حجم مادي صغير يوفر الاتجاه المفضل. على الرغم من توفير العديد من التكوينات الهندسية ، إلا أن هناك بعض الأشكال الشائعة حيث يتشكل السطح العاكس للهوائي. بناءً على ذلك ، يتم تصنيف الهوائيات العاكسة.
أنواع الهوائي العاكس
يتم تصنيف الهوائيات العاكسة إلى أنواع مختلفة مثل القضيب والمستوي والزاوية والأسطوانية والكروية والقطع المكافئ ، ويتم مناقشة كل نوع أدناه.
عاكس الطائرة
يحتوي الهوائي العاكس المستوي على هوائي أولي وسطح عاكس مفيد جدًا لإصدار الطاقة الكهرومغناطيسية في الاتجاه المفضل ، ولكن لا يمكن تجميع الطاقة في الاتجاه الأمامي. يُعرف هذا العاكس أيضًا بعاكس الألواح المسطحة ويعتبر أحد العاكسات البسيطة التي توجه الموجة الكهرومغناطيسية في الاتجاه المناسب.
في هذا الهوائي ، يتم ترتيب الصفيحة المعدنية المستوية على مسافة معينة من نقطة التغذية. بالنسبة لموجات الراديو الداخلية ، فهي تعمل كمرآة مستوية وتسمح لها بتجربة الانعكاس من خلالها. يواجه العاكس المستوي صعوبة في موازاة الطاقة الكلية في الاتجاه الأمامي. لذلك ، للتعامل مع خصائص النمط والمقاومة والاتجاهية وكسب النظام ، يتم استخدام استقطاب العنصر النشط مع موضعه حول الوجه العاكس.
عاكس الزاوية
يشتمل هوائي عاكس الزاوية على ما لا يقل عن اثنين أو ثلاثة أسطح مستوية موصلة تتقاطع مع بعضها البعض. لذلك في هذا النوع من الهوائي ، يكون عنصر التغذية إما ثنائي القطب أو مجموعة من ثنائيات الأقطاب الخطية. يستخدم هوائي عاكس الزاوية بشكل أساسي لتحقيق موازاة الطاقة الكهرومغناطيسية في الاتجاه الأمامي. لذلك فهو يستخدم لقمع الاشعاع في الاتجاهين الجانبي و الخلفي.
هذا العاكس هو نسخة معدلة من عاكس المستوي لإظهار أقصى قدر من الإشعاع في الاتجاه الأمامي. في الغالب ، يتم تعديل شكل عاكس المستوى من خلال الجمع بين ورقتين مستويين لتشكيل زاوية. تُستخدم هذه لتحسين قدرة توجيه الطاقة الكهرومغناطيسية في الاتجاه الأمامي لتقليل كسب الموجة المنعكسة.
عاكس أسطواني
يُعرف عاكس الهوائي الذي تم إنشاؤه بشكل أسطواني بعاكس أسطواني. يسمح لك الشكل الأسطواني للعاكس ببساطة بتركيز الإشارة على سطح الهوائي. تُستخدم هذه العواكس على نطاق واسع حيثما تكون التغطية الرأسية ذات الزاوية العريضة والحزم السمتية الحادة ضرورية مثل مصادر الخطوط والهوائيات الملاحية المحمولة جواً.
عاكس كروي
تم تصميم العاكس الكروي بسطح كروي مشابه لعاكس أسطواني مما يعني أن هذه العاكسات هي عناصر من الأسطح الكروية. حجم العاكس في هذا الهوائي هو نصف الكرات. تستخدم هذه بشكل أساسي في موازاة الطاقة من العناصر النشطة نحو الاتجاه الأمامي.
عاكس مكافئ
يُعرف نوع الهوائي العاكس المصمم في هيكل مكافئ باستخدام خصائص القطع المكافئ بأنه عاكس مكافئ. في هذا الهوائي ، يوجد العنصر النشط الذي يركز المحور الرئيسي لعكس الموجة المشعة في اتجاه موازٍ للمحور الرئيسي.
كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه ، فإن الموجات التي ينتجها هوائي البوق تقع فوق العاكس. يعكسها هذا العاكس ببساطة ليشكل واجهة موجة مستوية. يتم إلغاء هذه الموجات في اتجاهات أخرى بسبب اختلافات المسار والطور. وبهذه الطريقة ، يتغير هوائي عاكس القطع المكافئ من موجة كروية إلى موجة مستوية.
عاكس رود
يُعرف نوع الهوائي الذي يحتوي على عاكس على شكل قضيب باسم هوائي عاكس للقضيب. يتم استخدام عاكس من نوع قضيب بشكل أساسي في أ هوائي Yagi-Uda . يتم ترتيب هذا العاكس على مسافة معينة في الجزء الخلفي من العنصر الدافع داخل الهوائي وعمومًا ، يكون طوله أعلى من طول العنصر المدفوع وهو نصف موجي ثنائي القطب. يوفر العاكس الموجود في الهوائي تفاعلاً حثيًا وبالتالي يوجه المجال المشع في الاتجاه العكسي إلى العنصر الدافع لتقليل الخسائر بسبب الموجة المنعكسة. لذلك فهو يساعد في تحسين المكسب.
مزايا
ال مزايا الهوائي العاكس تشمل ما يلي.
- هذه متعددة الاستخدامات.
- لديهم أداء إشعاعي رائع.
- الهوائي من النوع المكافئ له كسب عالي واتجاهية عالية.
- العاكس المكافئ يقلل الفصوص الصغيرة.
- كمية الطاقة المهدرة منخفضة إلى حد ما مقارنة بالهوائيات الأخرى.
- يوفر المرونة أثناء ترتيب عنصر التغذية.
- يوفر عاكس القطع المكافئ تعديلًا سهلاً للشعاع.
سلبيات
ال عيوب الهوائيات العاكسة تشمل ما يلي.
- يجب أن يكون هوائي العاكس متوازناً ليبقى بعيداً عن إعاقة نقطة التغذية.
- يعتبر تصميم الهوائي من النوع المكافئ إجراءً معقدًا.
- يمكن أن تحدث تشوهات السطح في هوائي عاكس القطع المكافئ في طبق كبير للغاية. لذلك يمكن تقليل ذلك بشبكة عريضة بدلاً من السطح المستمر.
- حجم الهوائي هذا كبير جدًا والتكلفة الإجمالية مرتفعة أيضًا.
- لتحقيق أفضل نتائج الأداء ، يجب وضع التغذية بالضبط في بؤرة الهوائي المكافئ. هذا صعب التحقيق عمليا.
التطبيقات
ال تطبيقات الهوائي العاكس ه تشمل ما يلي.
- تم استخدام الهوائي العاكس على نطاق واسع في الاتصالات الساتلية والرادارات والقياس عن بعد في الفضاء السحيق وعلم الفلك الراديوي والاستشعار عن بعد.
- نوع العاكس هو جزء أساسي من الاتصالات وأنظمة الرادار.
- تُستخدم هذه الهوائيات على نطاق واسع في الاتصالات من نقطة إلى نقطة ، والاستشعار عن بعد ، والاتصال عبر الأقمار الصناعية ، والقياس عن بُعد في الفضاء السحيق ، وبث الإشارات التلفزيونية.
- أنواع العاكسات قابلة للتطبيق في علم الفلك الراديوي ورادار الطقس وأنظمة المركبات الفضائية.
- يمكن تحسين أداء الهوائي بواسطة العاكسات. لذلك يتم استخدام هوائي عاكس لتحسين الاتجاهية.
- يستخدم هذا الهوائي في تطبيقات المركبات الفضائية.
وهكذا ، هذا هو لمحة عامة عن العاكس هوائي - العمل مع التطبيقات. تُعرف هذه الهوائيات باسم هوائيات الميكروويف وعادة ما يكون نطاق تردد التشغيل الذي يوفره هذا الهوائي أعلى من 1 ميجاهرتز ، لذا تُستخدم هذه الهوائيات في التطبيقات اللاسلكية. إليك سؤال لك ، ما هي وظيفة الهوائي؟
