الكسب نحو الأمام للهوائي

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

نُعرِّف الكسب نحو الأمام لهوائيّ على أنه النسبةُ -مُقدَّرةً بالديسيبل- لقدرة الـ ERP في اتّجاهه المُفضَّل (الفصّ الرئيس) لهوائيٍّ ثنائي القطبيّة في اتّجاهه المُفضَّل.

يمكن لبعض الهوائيّات المتخصّصة وعند تردّداتٍ عاليةٍ جداً وفوق علويّة (أي أعلى من حوالي 30 ميغا هرتز) أن تُبدِيَ قيماً للكسب نحو الأمام مساويةً لـ 20 dBd أو أكثر.

يمكن لهوائيّات الصحن الكبيرة عند تردّدات الموجات المكروية التي تتجاوز 3 جيغا هرتز تقريباً أن تعطيَ قيماً للكسب نحو الأمام كبيرةً تصل لـ 35 dBd. في الحالة العامة، كلّما ارتفع التردّد وقَصُر الطول الموجيّ، وجدنا الأمرَ عمليّاً أكثرَ في نصب هوائيّاتٍ بقيمٍ استثنائيّة للاكتساب نحو الأمام. 

 

– نسبةُ الأمام إلى الخلف

تعطينا نسبةُ الأمام إلى الخلف لهوائيّ أحادي الاتّجاه (اتجاه واحد) -ويُرمَز لها اختصاراً بـ f/b– مقارنةً بالديسيبل (dB) لقدرةالـ ERP في مركز الفصّ الرئيس مع نسبتها في الاتّجاه المعاكِس تماماً لمركز الفصّ الرئيس.

يُبيِّن الشكلُ 12-7 الرسمَ البيانيّ للاتّجاهيّة في المستوي H لهوائي أحادي الاتّجاه افتراضيّ يتّجه نحو الشمال. نستطيع استنتاجَ نسبةِ الـ f/b عبر المقارنة بين قدرتي الـ ERP في اتّجاهَي الشمال (0°) والجنوب (180°).

إذا مثّل كلُّ زوجٍ من تقسيماتِ الشكل الدائريّة والمشتركةِ في المركز والمتجاورة فرقاً في مستوى الإشارة مُساوياً لـ 5 ديسيبل، فإن نسبةَ الـ f/b في حالتنا هذه تُساوي 15 ديسيبل (ثلاث تقسيمات).

 

– نسبةُ الأمام إلى الجانب

تزوِّدنا نسبةُ الأمام إلى الجانب للهوائيّ -ويُرمَز لها اختصاراً بـ f/s– بتعبيرٍ آخر عن اتّجاهيّة منظومة هوائي. يُعبَّر عن نسبة الـ f/s -كما في حالة الـ f/b– بالديسيبل (dB).

نقارِن قدرةالـ ERP في مركز الفصّ الرئيس مع قدرةالـ ERP في مركزَي الفصَّين الجانبيَّين (الفصّان اللذان يصنعان زاويةً قائمةً مع الاتّجاه المُفضَّل). لننظر مرّةً أخرى في الشكل 12-7.

نستطيع في هذه الحالة استنتاجَ قيمتَي الـ f/s عبر المقارنة بين مستويَي الـ ERP في اتّجاهَي الشمال والشرق (f/s اليد اليمنى) أو بين مستويَي الـ ERP في اتّجاهَي الشمال والغرب (f/s اليد اليسرى). تساوي كلتا النسبتَين القيمةَ التقريبيّةَ لـ 17.5 ديسيبل (ثلاث تقسيمات موحدّة المركز ونصف تقسيمة، في المخطّط).

 

فكرة مفيدة:  تكون نسبتا الـ f/s لليد اليمنى ولليد اليسرى متساويتَين في أغلب الهوائيّات العامِلة في الفضاء الحرّ بدون عوائق مجاوِرة. عمليّاً، مع ذلك، تكون النسبتان مختلفتَين بسبب وجود أشياء ناقِلة كهربائيّاً بالقرب من الهوائيّ تُشوِّه النمطَ الاتّجاهيّ.   

 

– مسألة 12-6 :

افترضْ أن كلَّ زوجٍ من الدوائر متّحدة المركز والمتجاورة يمثِّل فرقاً بـ 10 ديسيبل. ما هي نسبة الـ f/s في هذا الهوائيّ؟

الحلّ: 

يقع مركزا الفصَّين الجانبيَّين بمقدار ثلاث دوائر ونصف إلى الداخِل من مركز الفصّ الرئيس. لذلك، تساوي نسبةُ الـ f/s في هذ المثال تقريباً 35 ديسيبل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]