ما هو الهوائي في الاتصالات اللاسلكية？

الهوائي عبارة عن محول يحول الإشارات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية للإرسال، والعكس، يحول الموجات الكهرومغناطيسية المستقبلة مرة أخرى إلى إشارات كهربائية. وهو جسر لنقل واستقبال الإشارات اللاسلكية ويلعب دوراً حيوياً في إنشاء روابط الاتصال.

مبدأ العمل

الانتقال:عندما يتم تطبيق إشارة التيار المتردد على الهوائي، فإنه يولد مجال كهرومغناطيسي متناوب حول الهوائي. ينتشر هذا المجال إلى الخارج على شكل موجات كهرومغناطيسية، تشع الطاقة في الفضاء. تحمل خصائص الموجات الكهرومغناطيسية، مثل التردد والسعة والطور، المعلومات الموجودة في الإشارة الكهربائية الأصلية.

استقبال:عندما تصطدم الموجات الكهرومغناطيسية بالهوائي، فإنها تولد تيارًا متناوبًا في الهوائي. يحتوي هذا التيار على المعلومات التي تحملها الموجات الكهرومغناطيسية. ثم ينقل الهوائي هذا التيار إلى جهاز الاستقبال، حيث تتم معالجة الإشارة لاستخراج المعلومات الأصلية.

وظيفة

نقل واستقبال الإشارات: يتيح إمكانية نقل الإشارات من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال لمسافات طويلة دون الحاجة إلى موصلات مادية. يعد هذا أمرًا ضروريًا لأنظمة الاتصالات اللاسلكية المختلفة، بما في ذلك الهواتف المحمولة والبث الإذاعي والتلفزيوني والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والشبكات المحلية اللاسلكية (WLANs).

الاتجاهية والتحكم في الكسب: يمكن تصميم الهوائيات بحيث يكون لها أنماط اتجاهية محددة، مما يعني أنها تستطيع تركيز الطاقة المرسلة في اتجاه معين، أو استقبال إشارات من اتجاه معين بشكل أكثر كفاءة. ويساعد ذلك على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء وزيادة نطاق وجودة الاتصالات. على سبيل المثال، يمكن للهوائي الاتجاهي تركيز الإشارة في اتجاه معين، مما يعزز قوة الإشارة في تلك المنطقة ويقلل التداخل من الاتجاهات الأخرى.

اختيار التردد:تم تصميم هوائيات مختلفة للعمل ضمن نطاقات تردد محددة. يمكنهم إرسال واستقبال الإشارات بشكل انتقائي على ترددات محددة، مما يجعل الاستخدام الفعال للطيف وتمكين أنظمة اتصالات متعددة من العمل في وقت واحد دون التدخل مع بعضها البعض.

أنواع الهوائي

هوائيات شاملة الاتجاهات:تشع هذه الهوائيات وتستقبل الإشارات بالتساوي في جميع الاتجاهات في المستوى الأفقي. يتم استخدامها غالبًا في التطبيقات التي تتطلب الاتصال في اتجاهات متعددة، مثل محطات قاعدة الهاتف المحمول التي تحتاج إلى تغطية مساحة كبيرة.

الهوائيات الاتجاهية:لديهم نمط إشعاع مركّز ويقومون بإرسال واستقبال الإشارات في المقام الأول في اتجاه محدد. تشمل الأمثلة الهوائيات المكافئة وهوائيات ياغي. غالبًا ما يتم استخدامها في وصلات الاتصال من نقطة إلى نقطة، مثل الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والوصلات الخلفية اللاسلكية لمسافات طويلة، لتحقيق مكاسب عالية ونقل لمسافات طويلة.

700-930MHz هوائي الألياف الزجاجية متعدد الاتجاهات عالي الكسب

هوائيات التصحيح: هذه هي هوائيات لوحات الدوائر المطبوعة المسطحة (PCB) التي تُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة اللاسلكية الحديثة نظرًا لصغر حجمها وشكلها المنخفض وسهولة التكامل. توجد عادةً في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ونقاط الوصول اللاسلكية.