Table of Contents
فهم أساسيات الأنتينا المطلية
وفي مجال هندسة الترددات المشعة، يسعى المصممون الهوائيون باستمرار إلى تحسين كفاءة عرض النطاق الترددي والإشعاعي دون زيادة البصمة المادية للهائي، وقد برزت الهوائيات التي تحملها ستوب كحل عملي موثوق لهذه التحديات، ومن خلال إدماج الأقسام القصيرة من خط النقل الساتلي: 8212؛ ومن المعروف بالتطبيقات العقارية التي تتراوح بين الاستخدام التشغيلي(ب) و8212؛ ومن أجل هيكل الخلايا الأساسية التي تعتمدها محطات التشغيل، يمكن أن تعيد تشكيلها على نطاق واسع.
وخط الانتقال هو أساساً خط طولي يُترك فيه إما دائراً مفتوحاً أو قصيراً في نهايته البعيدة، وعندما يُلحق به هوائياً عند نقطة استراتيجية، فإن هذا الشعار يُدخل رد فعل مراقَب يلغي العناصر الرجعية غير المرغوب فيها في البلاغ المطبق رقم 8217؛ ويُسدِّد المدخلات، ويُعدّ نسقاً أنظف للارتفاع عن نطاق الكفاءة، ويترجم مباشرة إلى هذا النطاق.
رسم الخرائط ودور الطلاب
لماذا تتطابق الأمور
وكل هوائي لديه عجز في استخدام المدخلات يجب مطابقته لخط الانتقال الذي يغذيه، وعندما يحدث خطأ في المصيد، فإن جزءا من قوة الحوادث ينعكس في اتجاه المصدر، ويقلل من الطاقة التي تم تسليمها إلى الهوائي ويسبب موجات دائمة على طول خط التغذية، وهذا يعكس فقدان الطاقة في النظام، وفي التطبيقات ذات الطاقة العالية، يمكن أن يلحق الضرر بالجهاز.
كيف يخلق ستوب إلغاء تفاعلي
ويُستخدم جهاز تسجيل رقمي عن طريق إدخال كمية محددة من أجهزة إعادة التصرف(6212)؛ أي في الطرازات أو في الأسقف (Stubci) ورقم (Stubs) أقل من المناولة الفصلية (Stubic) ورقم (Stub) (Trans) (Stub) (Stub) (Stubic) (Stubic)) (G)))
One-Stub vs. Multi-Stub Matching
والتطابق بين النطاقات الواحدة هو أبسط شكل من أشكال التحميل، وكثيرا ما يكون كافيا لتطبيقات النطاق الضيقة، ولكن عندما يكون مطلوبا توسيع نطاق الترددات، يمكن وضع نوبات متعددة على طول خط الهوائي أو خط التغذية، كما أن التنبيب المزدوج يوفر مرونة أكبر، مثلا، لأن التنبيبين يمكن تعديلهما بصورة مستقلة لتغطية نطاق أوسع من عناصر التقلبات.
آليات تعزيز باندويدث
إنشاء موديوت متعددة الصواعق
ومن بين الطرق الرئيسية التي يؤدي فيها الحمل إلى زيادة عرض النطاق الترددي إدخال أساليب إضافية مبعثرة قرب التداخل 2: 817؛ وتصل إلى التداخل الأساسي، ويمكن أن يكون المشبك المصمم على النحو المناسب بمثابة جهاز ثانوي يقوم فيه الأزواج بالصدمات الكهربائية مع العنصر الرئيسي المشع، وعندما يكون طول الطول المتوقع 1 هو 8217؛ وتواتر الارتداد الذي ينتج عنه هو الشبهة التي تخلق الشبهات الرئيسية،
تحسين منتج باندويث
ويعاني نطاق الهوائي من قيود أساسية بسبب حجمه المادي بالمقارنة مع الموجات، وهائي صغير، مثل احتكار الموجات الربعية، وعادة ما يكون له نطاق ضيق من حيث الطاقة، ويزيد من حجمه الكهربائي بدرجة فعالة دون زيادة حجمه المادي، مما يؤدي إلى تحسين الحد من إنتاج الترددات الترددية، ويتخذ هذا النموذج حدا أدنى من المخزن الحالي.
Frequency Tuning and Agile Designs
ومن الميزات الهامة الأخرى للهوائيات التي تحملها الأثقال القدرة على تدوين تواتر التشغيل بتغيير بارامترات الغطس، وفي التصميمات الثابتة، يتم اختيار طول الشظايا أثناء الصنع، غير أنه عن طريق إدراج أجهزة الاستديو أو أجهزة الاستديو في المزهرية في المنصات، يمكن تعديل التوابيت الكهربائي إلكترونيا، وهذه البرمجيات التي يمكن إعادة تشكيلها والتي تحملها(ب) تسمح بسلسلة واحدة من البرمجيات المادية(12).
تحسين الكفاءة من خلال خفض الخسائر
التقليل إلى أدنى حد من الخسائر في الأرواح والأوعية والدايليكتريين
ويعرف الكفاءة في نظام الهوائي على أنها نسبة الطاقة المشعّة إلى طاقة المدخلات، وأي قوة لا تشع، تُنثر على أنها حرارة في الموصلات أو المواد الغذائية، وتحسن الهوائيات المحملة بالدراسة الكفاءة بالدرجة الأولى بضمان أن تعمل الهوائيات في نقطة تطابق مع التركيب الجيد، وعندما تكون المطابقة ضعيفة، تُعمم الطاقة في خط التغذية وفي طور الارتفاع.
القضاء على الحاجة إلى شبكات المطابقة الضائعة
وكثيرا ما يتطلب تطابق النطاق العريض شبكات معقدة من الموصلات والمكثفات وخطوط النقل، وفي الترددات المصغرة، يمكن أن تكون المكونات المقطوعة خسارة كبيرة بسبب المقاومة الطفيلية ودواعي الصمود الذاتي، أما الطلاب فيمكن أن يوزعوا، من ناحية أخرى، عناصر ذات أثر على الوسم تكون أقل من ذلك، وذلك بالاستعاضة عن شبكة متداخلة مع المئات من التطبيقات ذات الحجم الكبير.
الأثر على أنماط الإشعاع
ويُعتبر أن هناك جانباً من جوانب تحميل الأنبوب كثيراً ما يُغفل أثره على نمط الإشعاع " آنتينا " (Metenna) (Stt8217)، وعندما تكون مطابقة الازدحام ضعيفة، فإن التواريخ على هيكل الهوائي تصبح غير موحدة، مما يمكن أن يشوه النمط ويقل المكاسب، ويظهر أن هناك مجموعة من الأنينوبات التي لا تُعدل بشكل واضح، تُنتج نمطاًاً من التوزيع الحالي.
معايير التصميم والنظرات العملية
ستوب لينغث وموقعه
أما المتغيران الأهمان في التصميم في الهوائي المحمل بالزبائن هما طول نقطة الإصطدام ومكان نقطة الإلحاق بالنسبة للتغذية، ويحدد طول الطول الترددي الذي يقدم فيه الإنبوب رد الفعل المرغوب فيه، أما بالنسبة للنقطة القصيرة المدى التي ينتج فيها البرمجيات ذات التأثيرات الأقوى، فإن المدخلات التي يُدخلها في كثير من الأحيان تكون أقل من نقطة التكرير ونقطة التكسير.
اختيار المواد وتبديلها
ويمكن اختلاق الهوائيات التي تحملها الطلاب باستخدام تقنيات موحدة في لوحات الدوائر المطبوعة، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة ومكررة، كما أن اختيار المواد الفرعية يؤثر على الأداء الكهربائي وعلى القدرة على العمل الآلي، كما أن المواد ذات الكفاءة المنخفضة مثل سلسلة روجر 4000 أو خطوط التصاميم القائمة على القوة الشرائية تُفضل على تطبيقات عالية التردد لأنها تقلل من الخسائر في المغذيات.
العوامل البيئية والقابلية للاعتماد
وفي عمليات النشر في العالم الحقيقي، يجب أن تصمد الهوائيات المحملة بحمولة شديدة أمام تفاوتات الحرارة، والرطوبة، والهتز، وغيرها من الضغوط البيئية، ويجب أن تظل أبعاد الغطس مستقرة على مدى درجة حرارة التشغيل لتجنب الانجراف في الترددات، كما أن استخدام المواد ذات المعامل المنخفضة للتوسع الحراري وضمان وجود مفاصل قوية للموثوقية الطويلة الأجل، وفي التطبيقات الخارجية، كثيرا ما تكون تركيبة الإشعاعات الحيوانات المزودة في زراعي في زراعي في زراعي
اتحادات الطلاب المتقدمين
استيعاب غير متكافئة وغير متكافئة
وفي حين أن العديد من التصميمات المحملة بالزبائن المتناظرة ذات طول متساو، فإن التشكيلات غير المتناظرة توفر درجات إضافية من الحرية، إذ يمكن للمصمم أن يخلق فترة أطول من الأخرى، ظفرتين متميزتين يمكن أن يُخصصا بشكل مستقل، وهذا النهج مفيد لتغطية نطاقين منفصلين من الترددات ذات هيكل هوائي واحد، مثلا، خلية ذات نطاق ضيق.
الهياكل الأرضية الموزعة والمطروحة
ولا يقتصر تحميل الطلبة على العنصر المشع وحده، ويمكن تطبيق مبادئ مماثلة على الطائرة الأرضية عن طريق تلفيق الطوابق أو العيوب التي تعمل كعناصر تفاعلية موزعة، ويمكن تحليل هذه الهياكل الأرضية المعيبة باستخدام نفس النظرية المتحركة، وتوفير وسيلة إضافية لمراقبة الاختراق وربط النطاق الترددي.
التكامل مع مفاهيم الميتامتيريا
وقد أدت التطورات الأخيرة في الميثاماتيريا إلى تطوير هوائيات تضم هياكل فرعية للمسافات، وتتقاسم الهوائيات التي يُحملها الطلاب بعض أوجه التشابه المفاهيمي مع التصميمات المُلهمة بالميثاماتيري، ولا سيما في الطريقة التي تستخدم بها عناصر تفاعلية موزعة لتشكيل الاستجابة الكهرومغناطيسية، وقد نجح المهندسون في الجمع بين الحملات التي تُشَب بأجهزة قياسية واسعة النطاق.
تطبيقات عبر النظم الحديثة اللاسلكية
4G and 5G Cellular Networks
وقد أدى بدء تشغيل 5G إلى مطالب غير مسبوقة على أداء الهوائي، ويجب أن تغطي هوائيات محطة قاعدية النطاقات المتعددة الترددات في وقت واحد مع الحفاظ على كفاءة عالية وتشوه منخفض في الاختلاط، وتستخدم على نطاق واسع في هذه النظم الهوائيات التي تحملها الطلاب، لأنها يمكن تصميمها على تشغيل أكثر من 600 ميغاهيرتز إلى 6 جيهرتز مع وجود نظام VSWR أفضل من 1.5:1.
الاتصالات الساتلية والفضاء
وفي النظم الفضائية، تكون كل جرام من الوزن وكل ملليوات من الطاقة ثمينة، وتوفر الهوائيات التي تحملها ستوب حلا عالي الكفاءة لا يتطلب شبكات مطابقة للجملة، وتستخدم في كوبسات وسواتل الاتصالات ومختبرات الفضاء العميق لتوفير وصلات موثوقة تزيد على درجات الحرارة الواسعة، وقدرة على تطويع الأنتينا بتكييف الطول الأمثل للتكامل.
شبكة الإنترنت للأشياء والأجهزة ذات الطاقة المنخفضة
وكثيرا ما تعمل أجهزة الإيوت على طاقة البطارية وتحتاج إلى هوائيات مدمجة وفعالة على حد سواء، ويمكن طباعة الهوائيات التي تحملها ستوب على متن الجهاز مباشرة (Di8217)؛ وأجهزة الدوائر الكهربائية، وادخار تكاليف الفضاء والتجمع، ووساط التردد الواسع النطاق يكفل أن تؤدي الهوائي بشكل جيد عبر نطاقات الترددات المتعددة، مثل 868 ميغارتز، و915 ميغارتز، و2-4 هرتز.
البث الإذاعي والسلامة العامة
وتتطلب نظم الاتصالات اللاسلكية ونظم الاتصال المتعلقة بالسلامة العامة هوائيات قادرة على التعامل مع مستويات عالية من الطاقة وتوفر تغطية متسقة على المناطق الواسعة، ويُستخدم الاحتكارات والأشرطة التي يُحملها الطلاب عادة في هذه النظم لأنها مُزدَّدة وكفؤة وقادرة على العمل على نطاق النطاق الكامل للتردد فوق العالي جداً والتردد العالي جداً، ويقلل انخفاض الضغط على جهاز الإرسال (#8217)؛ ويحدث النهائي المضخم، ويحسن البنية التحتية العامة.
المحاكاة والتقدير والتعظيم
محاكاة المغناطيسية الكاملة
ويعتمد تصميم الهوائي الحديث اعتماداً كبيراً على محاكاة الموجات الكاملة مثل جهاز الأنسيز HFSS، أو الاستوديو S CST، أو جهاز تحديد الاصطناعي، أو جهاز تحديد الأشعة المحتوي على البصيرة، وهي أدوات تتيح للمهندسين أن يصمموا الهوائيات المحملة بدقة عالية، بما في ذلك آثار الانقسام المتبادل بين المصابيح، والإشعاع من الأسطوانات، والخسائر في النموذج الفرعي.
قياس باندويث والكفاءة
والمقياس القياسي لثبات الهوائي هو نطاق التردد الذي يقل فيه معدل الترددات عن 2.1 (ما يعادل فقدان العائد أفضل من - 10 دب) وهذا يقاس باستخدام محلل للشبكة متصل بتغذية الهوائيات، ويقاس الكفاءة باستخدام نظام قياسي مكيف، يستخدم في كثير من الأحيان كبسولة قماش النسيج أو حجرة للتحقق من الارتداد.
عملية التصميم المكرر
وعادة ما ينطوي تصميم الهوائي المزدحم على حلقة متكررة من المحاكاة والتلفيق والقياس، ويبدأ المهندس بمقياس جغرافي أولي يقوم على الحسابات النظرية ثم يصقلها من خلال المحاكاة، وعندما يتم العثور على تصميم واعد، يتم وضع نموذج أولي واختباره، وإذا انحرف الأداء المقاس عن المحاكاة، يجري تحديث النموذج بحيث يلبي الآثار المتكررة لعملية التصنيع.
مقارنة بين استخدام القرعة في إطار تقنيات تعزيز الضمادات الأخرى
شبكات المواظبة المأهولة
والشبكات المطابقة للمبالغ المقطوعة هي شبكات متماسكة وبسيطة التصميم، ولكنها تعاني من خسائر أكبر في ترددات الموجات الدقيقة بسبب الكمية المحدودة من المحولات والمكثفات، وتنتج عن تحميل الأستلام خسائر أقل ومناولة أعلى في الطاقة، مما يجعلها أفضل من تطبيقات عالية الأداء، غير أن العناصر المقطوعة يمكن أن تكون أكثر مرونة بالنسبة لمطابقة النطاقات الواسعة جدا لأنها يمكن تعديلها على نطاق مستمر.
مرصد الديليكتري
ويمكن أن تحقق الجهات المعنية بإدارة الموارد البشرية نطاق واسع وكفاءتها العالية، ولكنها عادة أكبر وأكلفة لصناعة الهوائيات التي تحملها الأجهزة المطبوعة، كما أن إدماج هذه الجهات في دوائر الطائرات العمودية أكثر صعوبة، كما أن الهوائيات التي تحملها الأساتذة، نظراً لكونها مخططة بالكامل، يسهل تصنيعها وإدماجها مع عناصر أخرى من هذا النوع في نفس الاستراتيجية الفرعية.
Log-Periodic and Fractal Antennas
ويمكن أن توفر الهوائيات ذات الفتحة العالية والكسرية نطاق واسع للغاية، وكثيرا ما تغطي القاطرات المتعددة، إلا أنها أكبر من ذي قبل وأكثر تعقيدا في تصميمها من الهوائيات التي تحملها الأثقال، وبالنسبة للطلبات التي يكون فيها الاحتياج إلى عرض النطاق الترددي متوسطا (مثلا، 10-50% من عرض النطاق الترددي)، فإن التحميل في شكلها يوفر حلا بسيطا وأكثر ترابطا.
ولفهم النظرية الكهرومغناطيسية الأساسية، توفر جمعية الإينتينا والبروبات التابعة للEEE موارد تعليمية ممتازة وورقات بحثية عن تقنيات مطابقة الحوض، وبالمثل، فإن النص الكلاسيكي " نظرية آنتينا: التحليل والتصميم " من جانب بلانيس لا يزال مرجعاً موثوقاً للمهندسين الذين يتطلعون إلى تنفيذ التصميمات المحملة على نحو مكثف في النظم العملية.
الاتجاهات المستقبلية والاتجاهات الناشئة
ولا يزال مجال الهوائيات المحملة بالزبائن يتطور مع توافر مواد جديدة وتقنيات للتصنيع، فالصناعة المضافة مثلا تتيح إنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد تكون صعبة أو مستحيلة إنتاجها مع العمليات التقليدية الخرف، ويمكن إدماج هذه الطائرات ذات الصبغة الثلاثية الأبعاد مباشرة في هيكل الهوائي، مما يوفر قدرا أكبر من الرقابة على الاستجابة السريعة.
كما يقوم الباحثون باستكشاف استخدام خوارزميات التعلم الآلاتي من أجل تحقيق الحد الأمثل من وضع ورسم الخرائط في مجاموس الهوائيات المعقدة، ومن خلال تدريب الشبكات العصبية على مجموعات كبيرة من البيانات المتعلقة بنتائج المحاكاة، يمكن التنبؤ بالتشكيل الأمثل لمجموعة معينة من الاحتياجات أسرع بكثير من عمليات المسح المتماثل التقليدية، وهذا النهج يبشر بالتعجيل بدورة تصميم التطبيقات التي تحملها رسوما جمركية.
وأخيرا، فإن إدماج الهوائيات المحملة بالزبائن مع العناصر النشطة، مثل المضخمات والمتحولات التدريجية، أصبح أكثر شيوعا في نظم الإبلاغ المتطورة، ومن خلال الاشتراك في تصميم الدائرة النشطة والمشعة المحملة بالزبائن، يمكن للمهندسين أن يحققوا مستويات غير مسبوقة من الأداء من حيث النطاق الترددي والكفاءة وإعادة التشكيل، وهذا النهج الكلي يمثل الحدود الهندسية التالية في فترة زمنية لاحقة.
خاتمة
ويوفّر التزحلق على الأنابيب المحملة بالطلاب نهجاً مثبتاً وشفوياً لتحسين نطاق التردد وكفاءة نظم الترددات الترددية، وبتصميم دقيق لطول ووضع واحد أو أكثر، يمكن للمهندسين أن يحققوا تطابقاً بين المقاييس التي تتنافس أو تتجاوز التقنيات الأكثر تعقيداً مع الحفاظ على هيكل مدمج وخفيض، وتتراوح التطبيقات بين أجهزة لاسلكية يومية وبين البنية التحتية الحيوية للسواتل والبث.