הנדסה שכוחים תקשורת כיוונים

כאשר אסון מכה, התקשורת הופכת לעמוד השדרה של הישרדות.מגיבים חירום, צוותי חיפוש והצלה, וארגונים הומניטריים תלויים בקישורים ברורים, בלתי מופרעים לתאם מאמצים, לשתף מידע ביקורתי, ובסופו של דבר להציל חיים. בין הכלים הרבים שפורשים כדי לענות על דרישות אלה, אנטנות יאגי לעמוד על האמינות והיעילות הייחודית שלהם.

הבנת עיצוב יאגי אנטנה ומבצע

[האנטנה] יאגי, הידועה רשמית כמערך Yagi-Uda לאחר הממציאים היפניים שלה, Hidetsugu Yagi ו- Shintaro Uda, היא מערכת אנטנה כיוון המורכבת מאלמנטים מקבילים רבים מסודרים לאורך בום.בלבו מונח על ידי האותות הנעה:0 מונעים ממנו באופן משמעותי את ה-FLT:1 - באופן חד-פעמי למחצה - המחובר ישירות לקו החזית, או יותר, לעומת 1F2 מקודש יותר, ממטר:

(הפיזיקה של הפעולה תלויה בהפיכה הדדית: האלמנטים הטפיליים חוזרים אנרגיה המתקבלת מהיסוד המונע, כל אחד עם שינוי שלב תלוי אורך ומצוץ.האורך הקצר של הבמאי הופך אותו ל- 3 קיבוליבי, מה שגורם לו להוביל את השלב הנוכחי ולמשוך את הדבורה קדימה; המשקף הארוך יותר הוא אינדוקדקטיבי ומשקף אנרגיה לאחור של אורך של ספקטרום ו-fate (Facten) למקסימום את יחס גלטרנטיבות (aphrephream-Fretrephrephrephreative) ל-Edance) ל-Frephate) ו-Edancedancedancedancedancedancedancedancedance) ל-Frepherta2 (aphrephrephrephream-Fer (Rate) ל-Ferpherpherphreamback) ל-Ferta) ל-Ferta) ל-Edance) ל-Flasterta Re: Affate).

מפתח ביצועים: קבל, פתיחות, ו Beamwidth

בתקשורת חירום, כל חומרני.אנטנות יאגי בדרך כלל מספקים רווחים בין 6 ל-15 dBi, ריכוז אנרגיה קורנת לתוך קרן צרה.Get באה לידי ביטוי ב decibels יחסית לרדיורסטר אלומיניום, ומספרים גבוהים יותר מתרגמים ישירות לעוצמה קורנת יעילה יותר. A 10-element Yagi יכול בקלות לספק 12 dBi של רווח קדימה על VHF או UHF, למעשה משדר כוח יעיל יותר מאשר כוח מופעל.

פתיחות, מידת היכולת של אנטנה להתמקד באנרגיה בכיוון אחד, משפר ישירות את תקציב הקישור ולהפחית את ההתערבות של ערוץ משותף.ה-FLT:0 half-power beamwidthalFLT:1 - רוחב זווית זווית זווית זווית שבה לצבור טיפות על ידי 3 dB - טווחים איטיים מ 30 עד 60 מעלות, בהתאם למספר המנהלים.

חשוב באותה מידה הוא יחס רוחב:0 (ב) ל-backdal desphFLT ( 1:1), אשר יכול לעלות על 20 dB על יאגיs מעוצבים היטב.התמדה של אותות אחוריים מדכאת השתקפות של הרים או מבנים ומגבילה את החשיפה של האנטנה להתערבות שמקורה מאחורי התחנה.

בחירת Band for Emergency יאגי אנטנות

בחירת הלהקה הנכונה של תדר היא חשובה כמו האנטנה עצמה.מרבית מערכות התקשורת הפועלות ב-VHF (14448 MHz) ולהקות UHF (420-450 MHz) אך HF (3-30 MHz) ו-23- 23- ס"מ (1.2 GHz) מופיעות גם בתפקידים מיוחדים.

(FLT:0VHF YagisFLT:1) מציעים איזון של טווח וחדירה מכשול. אורך הגל הארוך שלהם (ב 2 מטר) מאפשר אותות להתכופף סביב גבעות ובניינים יותר טוב מאשר UHF, מה שהופך אותם אידיאליים עבור שטחים כפריים הרריים. A 3 עד 5-element VHF Yagi יכול בקלות לספק 8-10 dBi רווח, ואת האלמנטים גדולים מספיק כדי להיות לא מחוספס עבור פריסה ניידת.

(FLT:0)UHF YagisFLT:1 לספק רווח גבוה יותר עבור אורך מוזן מסוים כי אורך הגל הקצר שלהם מאפשר אלמנטים נוספים באותו מרחב פיזי.הם מצטיינים בסביבות עירוניות בנויות שבו רב-פתאט הוא חמור, והם משמשים לעתים קרובות עבור קישורים נתונים (רדיו ארז, DN רשתות mesh) הדורשים נתיבי אות נקיים.

(FLT:0)HF YagissFLT:1 הם מסיביים ובקושי ניידים, אבל במקרי חירום קיצוניים שבו כל החוזרים המקומיים נמצאים למטה, אנטנה HF כיוון (כגון שלושה-element Yagi במשך 20 מטרים) יכולים לקפיץ אותות מן האנדוספרה כדי להגיע למרכזי פיקוד מרוחקים.

עבור רוב פעולות השדה, VHF Yagi עם 5-7 אלמנטים הוא המקום המתוק. ארגונים כמו FLT:0Amate Radio חירום ServiceARES (S) , 1 בדרך כלל ממליץ אנאנטות כאלה עבור הגמישות שלהם וקלות הטיפול.

הערך הייחודי של יאגי אנטנות בתגובת משבר

כאשר הוריקן דופק למגדלים סלולריים, רעידת אדמה מחלחלת לכבלים אופטיים בסיבים, או לשחפת אש פראית בכל האזורים, תשתיות תקשורת מסורתיות נכשלות במהירות. ברגעים אלה, מערכות רדיו אנלוגיות ודיגיטליות משתלטות, ובחירת האנטנה יכולה לעשות את ההבדל בין מסר חלש, גס ונחישות גבישית.

כיוונים הם נכס הליבה.בניגוד אנטנות אטומיות כי קורנות באותה מידה בכל הכיוונים האופקיים, אגן יאגי אנרגיה לעבר נקודה מסוימת. פעולות חירום לעתים רחוקות צריך כיסוי 360 מעלות מאנטנה אחת; במקום זאת, הם דורשים קישורים נקודה חזקה עד לנקודה בין צו תקרית קדימה למחנה בסיס, או בין אזור נחיתה לבין הר-על-ידי כוח ריכוז, טווח גומי אמין 5 ק"מ יכול להגיע עם קוגני פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח, או יותר מ אנטה 5 ק"מ יכול להגיע ל -2, או יותר מגובה של 5 ק"מ פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח יותר מגובה 5 ק"מ -2, 000 אנטנה פתוח עם שטח פתוח עם שטח פתוח יותר מגובה של 5 ק"מ -2, או בין שטח שטח שטח שטח שטח, 000 אנטה על פני שטח שטח, 000, 000, 000 יכול להגיע עם שטח נחיתה ו-אט, 000 על פני שטח פתוח עם שטח נחיתה ו-אט, 000, 000, 000 טון פתוח יותר מגובה של 5 ק"מ -2 יכול להגיע עם שטח נחיתה ו-ידי תחנת רדיו פתוח יותר מגובה של 5 ק"מ -2 יכול להגיע עם שטח נחיתה ו

עמידות בתנאים החרשים

(סביבות חירום הן בלתי סלחנות.אנטנות עלולות להיחשף לגשם טורני, תרסיס מלח, רוחות גבוהות וטמפרטורות קיצוניות.אנטנות יאגי, עם אלומיניום פשוט שלהם או בניין סיבים, הם חזקים מטבעם.אין רשתות מורכבות התאמה או חלקי שדה נעים עדינים.

עלויות-אווירה וגישה

מגבלות תקציב הן מציאות עבור מחלקות אש מתנדבים, צוותי תגובה חירום קהילתיים (CERTs), וארגונים הומניטריים. אנטנות מסחריות בעלות ערך שווה ערך יכול לעלות אלפי דולרים, אבל ניתן לרכוש 5-element VHF Yagi עבור חלק מהמחיר הזה או אפילו בנוי מחומרים זמינים באמצעות תוכניות קוד פתוח.

אסטרטגיות להורדת חירום עבור צוותי חירום

פריסה יעילה של אנטנה יאגי דורשת יותר מ פשוט לצרף אותה למבוך. ביצועי האנטנה מושפעים מאוד מהגובה מעל הקרקע, אוריינטציה ומכשולים מסביבה.

(FLT:0) בחירת: ⁇ FLT:1 בכל פעם שניתן, לבחור מיקום גבוה עם קו ברור של ראייה לתחנת היעד.אפילו כמה מטרים של גובה נוסף יכול להרחיב באופן דרמטי את האופק רדיו. Portable Teleescoping רצועות סיבים להגיע 10 עד 15 מטרים הם ציוד סטנדרטי עבור קבוצות תגובה מהירה רבות.

(FLT:0) הערכה וקוטביזציה: FLT:1 כי יאגי הם כיוון מאוד, מכוון מדויק הוא לא ניתן להשגה. A מצפן ומפה טופוגרפית, או יותר טוב עם GPS ויישומים ראיית נזימוטמוט, עוזר לבסס את האיתחול הראשוני על תקשורת, קוטמנט כמעט אוניברסלי על VHF ו- UHF, כך שהאלמנטים חייבים להיות רכוב על בסיס רוחבי 5 מעלות צלזיוס, גם לאחר אות מסחר.

(FLT:0) שימוש במ"מ כוח אות: 1 מפעילי שדה רבים מסתמכים על מטר שדה סטרג' או ה- S-מטר של רדיו כדי להגיע לאות.לדיוק מקסימלי, כמה קבוצות משתמשות כעת רדיו מוגדר תוכנה קומפקטית (SDR) מתכנס למחשב נייד כדי להציג ספקטרום מפל, ומאפשר להם לראות את הרגע המדויק של האותות עם המטרה.

(FLT:0Grounding and Lightning: FLT:1) למרות הדחיפות, לעולם אל הזנחה בטיחות. לפרוס מהיר אין פירושו אחד פזיז. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⁇ ⁇ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

עבודה עם חוזרים ו- Yagis

במקרי חירום רבים, יאגי מכוון לחזרה מרחוק ולא לתחנה אחרת.אנטנות חוזרות בדרך כלל מנטאליות, כך שיאגי בסוף המשתמש יוצר קישור חזק בעוד הכוח הגבוה של חוזר וגובה להבטיח הילוך מוצק.שילוב זה שימושי במיוחד כאשר הרדיו של המשתמש הוא כוח נמוך. Agi מכוון לחזור על עצמו עוזר גם להפחית את הרתיעה - את ההידרדרות של אותו קולטן חזק על ידי אותות חזקים על ידי אותו אנטנות חזקות על ידי אותו רגעי ראייה אחרת.

כאשר עובדים עם חזרות, ודא כי הקיטוב של יאגי מתאים את חוזר.רוב החוזרים משתמשים בקוטב אנכי; אם אלמנטים Yagi רכובים אופקית, אובדן האות יכול לעלות על 20 dB. לאשר עם מפעיל חוזר אם אפשרי.

מחקרים: יאגי אנטנות ב- Real-world Emergencies

במהלך תוצאות ההוריקן מריה בשנת 2017, מפעילי רדיו חובבניים ברחבי פורטו ריקו פרסמו אנטנות יאגי ניידות כדי לחבר מחדש קהילות מבודדות.עם שירותי סלולרי ואינטרנט שנמחקו, מתנדבים הקימו VHF Yagis זמניים על גבי הגבעות, המקשרים בתי חולים לאספקת מרכזי הפצה ב-40 ק"מ של שטח ההרוס.הרווח הגבוה של אנטנה כיוון לפצות על נזק חלקי לאתרים חוזרים ומאפשרים לתחנות המופעלות סוללות לפעול ללא ימים.

במבצעי חיפוש הרים והצלה, צוותים לעתים קרובות לשאת 4 קומפקטיים יישוגים המפלים לתוך תרמיל. כאשר מטיילים מדווחים חסרים בשטח אלפיני מרוחק, מצילים יוצרים קישור למער הבסיס חוזר על השימוש ב- Yagi הצביע לאחור לעבר הציוויליזציה.הכיוון עובר חתכים דרך מזג אוויר נולד סטטי ומרחיב באופן דרסטי את טווח אמין של תקשורת לוויינים, המבטיח למעשה קואורדינטאורדינטאורדינטים בתוך קירות עמוקים.

דוגמה בולטת נוספת מגיעה מ-2018 קמפ אש בקליפורניה, שם מתנדבי ARES השתמשו באנטנות Yagi כדי ליצור עמוד השדרה זמני של מיקרוגל באמצעות רשת נתונים של רדיו חובבנית (AREDN) כמה גבוה-gain Yagis על מאפים ניידים סיפקו קישור נתונים 45-Mbps בין שני פוסטים פקודה אירוע מופרדים על ידי 12 קילומטרים של קניונים מלאים עשן, המאפשרים משאבים בזמן אמתי מעקב.

במחוז הכפרי שלנו, הדרך היחידה להגיע למרכז המבצעים של המדינה לאחר שהטורנדו היה עם יאגי על הקוטב של צייר באורך 20 מטרים, היה לנו קו מבט מעבר לעמק, והאנטנה הזאת נתנה לנו קשר איתן כאשר שום דבר אחר לא היה." ~ רכז תקשורת מתנדבים, מרכז התקשורת של מידנ"ל 1LT:1.

Yagi Antenna Construction and Customization for Field Use

עבור צוותים המעדיפים לבנות ולא לקנות, בניית יאגי היא תרגיל מתגמל ועלויות חיסכון בעלויות.

  • (FLT:0) בחירה אווירית: 1FLT:1 6061-T6 aluminium אמבטיות צ'קוזי מציע את יחס הכוח הטוב ביותר למשקל.עבור אלמנטים אשר חייב לקפל, להשתמש בירכיים פליז או בבריונים אל-חלד כדי להימנע קורוזיים גליוניים.
  • (FLT:0)Elementing: FLT:1 באמצעות ה-boom עולה עם חומרת אל-חלד-הטפל מספקת את המגע החשמלי אמין ביותר. Alternatively, מסלק את האלמנטים מהבום (באמצעות ממריצים פלסטיים) יכול לשפר את רוחב הפס ולצמצם את סחף SWR הקשור למזג האוויר.
  • (ב) ,0) חיבור גלוי: (FLT:1) השתמש במשחק גמא, T-match, או רכיב מונע מתקפל פשוט כדי להתאים את ה- 50-ohm coax. Seal את כל הקשרים עם קלטת מפיצה עצמית וחותמת coax.
  • (FLT:0) יכולת: ⁇ FLT:1 בנתה את האנטנה בחלקים עם בני זוג; 6-element VHF Yagi ניתן לפרוץ לשלושה חלקים של 1 מטר לתחבורה.

התאמה גם מרחיבה אופטימיזציה לתדירות. A Yagi יכול להיות מכוון עבור להקה מסוימת צר (למשל, 146-MHz פשוטx תדירות) כדי למקסם את הרווח, או להרחיב (עלות של כמה רווחים) כדי לכסות את כל 2 מטר הלהקה. בהקשרים חירום, עיצוב פס רחב הוא לעתים קרובות מעדיף לאפשר הפעלה על מספר חזרות ללא תיקון.

להתגבר על אתגרים משותפים ומגבלות

עבור כל החוזקות שלהם, אנטנות יאגי אינן תרופה אוניברסלית.הטבע הכיוון שלהם, בעוד מועיל עבור קישורים לטווח ארוך, הופך להיות אחריות כאשר תחנת היעד נעה או כאשר יחידות מפוזרות רבות חייבות להיות במגע ללא ריצוף. בתרחיש של אש פראית, מכבי האש על רגל עשויים לנוע ללא משפט; יאגי קבוע מכוון לעבר רזרבה מרוחק לא יכול לעקוב אחריהם.

גישה היברידית פותרת זאת לעתים קרובות.הודעה פקודה אירוע עשוי להשתמש ב-gain Yagi עבור הקישור החיוני אל echelon הבא, תוך שמירה על אנטנה חד-צדדית או יותר כדי לתקשר עם מוחזקים בקרבת מקום ויחידות ניידות.אנטנה מתגים או דופלקסרים מאפשרים מעבר בין השניים.בנוסף, יאגיים קלים מוזגים עם אנטנה (אפילו "מחילה" ידני) לתת במהירות את המפעילים כדי להפעיל את היכולת.

מכשולים פיזיים כגון יערות צפופים, מבנים, או שטח סלעי יכולים לזרז אותות וליצור התערבות רב-פתים. בסביבות כאלה, הורדת התדירות (למשל, המעבר מ UHF ל- VHF) או באמצעות קיטוב מעגלי יכול לעזור, אבל לפעמים הפתרון הוא להעלות את האנטנה גבוהה יותר או ללקט את התחנה.

Polarization Mismatch ו- Multipath

לעתים קרובות אחד נראה עניין הוא אי התאמה של קיטוב. בעוד רוב התקשורת חירום להשתמש קוטב אנכי, השתקפות של מבנים או שטח יכול לסובב את הגל, וכתוצאה מכך אות פול קוטבי מעורב. A Yagi עם אלמנטים אופקיים יחוו אובדן משמעותי כאשר מקבל אותות כאלה.בתחומים בנוי, כמה קבוצות לשאת צלב קטן (ד קוטביציה) או מודל מקוטב מעגלי להקטנת זה, פשוט לתקן את הקיטוב יותר מאשר לסבך את פריסה קלה.

השוואת יאסי אנטנות עם חלופות לשימוש חירום

אנטנות יאגי תופסות נישה מסוימת בתוך ערכת הכלים של התקשורת.עיצובים כיוון אחרים, כגון מערך dipole dipole של יומן ביו-משפטי, מציעים רוחב פס רחב יותר אך בדרך כלל רווח נמוך יותר עבור אורך מוזן מסוים.אנטנות אפילבוליות מספקות אפילו רווח גבוה יותר בתדרי מיקרוגל אבל הם הרבה פחות ניידים ודורשים מכוונים מאוד.

אנאנטנות אנכיות מאוישנות, בעוד שפשוט יותר לפרוס, לא יכולות להתאים את העיכוב ההתערבות או הרחבה של Yagi. עבור קישורים נקודה לנקודה-לנקודתית מעל 10 ק"מ, יאגי הוא כמעט תמיד הבחירה העליונה.זה דורש לא תוספת של הדגימה, ומכיוון שהוא מתמקד אנרגיה, הוא מקטין את הכוח המעביר הדרוש, משמר את חיי הסוללה - שיקול דעת חירום.

תחזוקה ומוכנות: הבטחת פעילות אמינה

אנטנה המאוחסנים במרתף לח במשך שנים אינה צפויה להופיע כאשר צוותי תקשורת חירום חייבים לשלב בדיקות אנטנה ובדיקות במחזורי אימונים קבועים.

  • (FLT:0) בדיקה אלימה: 1FLT ( 1) בדוק עבור אלמנטים מצופים או מקודדים, סדקים בפריחה, וחדירה למים בנקודות חיבור.
  • (FLT:0) המשכיות אלקטרורית: 1FLT) לבדוק כי האלמנט המונע והזינה לשמור על התנגדות נמוכה.מבחן הומטר פשוט יכול לחשוף הפסקות נסתרות שיגרמו ל- SWR גבוה.
  • מדד FLT:0 SWR:FLT 1 (מבחן האנטנה עם סמן SWR או רשת וקטור מנתח רשת על תדרי התפעול המיועדים.A SWR מעל 2.0 מצביע על בעיה שיש לפתור לפני השימוש בשטח.
  • (FLT:0) טיפול לשוני: FLT:1 כבל קואקסיאלי הוא נקודת כשלון נפוצה.ספק עבור קיאקים, לחות בתוקפנות, ומחברים רופפת.שימוש באיכות גבוהה, ישירות-קיבה מדורגת כבלים וקשרים עמידים מזג אוויר עם קלטת מזיכימה עצמית יכול למנוע כישלונות שדה רבים.
  • (FLT:0)Spare Part מלאי:FLT:1 לשמור על כאב של מרכיבים בסיסיים - דגימה אתוס, U-bolts, אלמנטים חסונים ואפילו אנטנה גיבוי מלא - כי במאי מגור חזק יכול להפוך את המערכת לבלתי אפשרית.

אימון צריך לכלול גם תרגילים מציאותיים שבו מפעילי להרכיב, מטרה, לבדוק את Yagi בתוך הגבלת זמן קפדנית, סימולטור הלחץ של אירוע בפועל.

מגמות וחדשנות עתידיים

ההתקדמות בחומרים מדע וטכנולוגיה רדיו דיגיטלית מעצבת את הדור הבא של אנטנה יאגי. Ultralight מרוכבים ועצב - סגסוגתmemory מאפשרות אנאנטות שניתן לנטוע בגלגלים קומפקטיים וצצים לתוך מערך נוקשה בתוך שניות - אידיאלי עבור ערכות תרמילאות. חלק מהטיפוסים משלבים רדיו מוגדר תוכנה (SDR) מדבק ישירות לתוך האנטנה, ומשלבים עם ניתוח עצמי מבוסס על ידי ספקטרום אוטומטי של ספקטרום "ת" (ת" (תחוללדוגמא) המבוסס על ידי ספקטרום אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט "ת תדרים" (SDR) של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט "ת" (SDR) של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט "ת" (SDR) של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט "ת" (SDR) של פורמט אוטומטי של פורמט "ת" (SDR) של פורמט" (SDR) של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט אוטומטי של פורמט "ת ספקטרום" (SDR) של פורמט "ת" (SDR) של תוכנה מוגדרת פורמט "ת ספקטרום" (SDR) של פורמט

בינתיים, השילוב של יאגי מארגן לתוך צומת רשת מרשים הוא צובר עמודה.בתסריט פוסט-דיסקסטר, מספר רב של צומת כל אחד עם צומת בכיוון יאגי יכול ליצור עמוד השדרה ארוך טווח, נושא קול, טקסט ואפילו הזרמת וידאו כדי לתאם מאמצי הצלה.

לבסוף, קהילת הרדיו חובבנית ממשיכה להתנסות עם מסגרות Yagi מודפסות תלת מימד ואלמנטים CNC-machined, הורדת המחסום לעיצובים מותאם אישית לתדירות וסביבות ספציפיות.חדשנות קוד פתוח זו מבטיחה כי אנטנות יאגי יישארו רלוונטיות, הסתגלות, נגיש לתקשורת חירום במשך עשרות שנים.

מסקנה

אנטנה יאגי מגלמת סינרגיה נדירה של פשטות וביצועים.ב הכאוס שעוקב אחר אסון טבע או משבר מעשה ידי אדם, הם מציעים קרן של בהירות תלויה - טכנולוגיה שמדיקה כבר כמעט מאה שנים ועדיין נותרה חיונית.הרווחה הגבוהה שלהם, הישירות, החיסבת, והיעדר יכולת עמידה בהם כמרכיב חיוני של כל תוכנית תקשורת חירום.