خطوط الإرسال “البث”
2013 تبسيط علم الإلكترونيات
ستان جيبيليسكو
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
يمكننا استخدامُ خطِّ بث (Transmission Lines) تردّد راديوي RF من أجل نقل إشارةٍ من مكانٍ لآخر، عادةً من مُرسِل لا سلكي إلى هوائي، أو من هوائي إلى مُستقبِل لا سلكي.
يحمل خطُّ البث المثالي الإشارةَ -التي توجَد بشكل حقل كهرو مغنطيسي EM– دون إشعاعِ أيِّ جزءٍ منها، وكذلك دون التقاط أيّ طاقة كهرو مغنطيسيّة خارجيّة.
أكثرُ أنواع خطوط البث شيوعاً هي الخطوط ذات الأسلاك المتوازية، والخطوط المحوريّة، والمُوجّهات الموجيّة.
– خطّ الإرسال ذو الأسلاك المتوازية
تُقدِّمِ "المُوصلة الزوجية" أو "الكبل الشريطي" من هوائي مُستقبِل لتلفزيون قديم الطراز TV إلى جهاز التلفزيون مثالاً عن خطِّ إرسالٍ ذي أسلاك متوازية.
وكما توضِّح التسمية، يضمّ خطّ الإرسال ذو الأسلاك المتوازية سلكَين متطابقَين يمتدّان بموازاة أحدهما الآخر، ويبعدان عن بعضهما البعض بمسافةٍ ثابتة. يُدعى أحياناً خطّ الإرسال هذا بالخطّ المتوازِن لأن الناقلَين يحملان تيّارَين بتردّد راديوي RF متساويَين ومتعاكسَين، بحيث يوازِن حقلاهما الكهرو مغنطيسيّان أحدهما الآخر نظريّاً، مّما يمنع الخطَّ من إشعاع الإشارات أو اعتراضها.
(عمليّاً، لا تكون الموازَنةُ أبداً كامِلةً بشكلٍ مُطلَق، ولكننا نقترب من الوضع المثالي في منظومة هوائي تشتغل مع هذا النوع من خطوط الإرسال). تُبقي شريطةٌ عازِلةٌ أو مجموعةٌ من "خطوطٍ مستعرِضة" المسافةَ الفاصلةَ بين الناقلَين ثابتةً.
– الخطّ المحوري
تُشكِّل الكابلاتُ المُستخدَمةُ في شبكات التلفزيون المجتمعيّة، وفي وصلات الإنترنيت، وفي غالبيّة محطّات مذياع الهُواة أمثلةً عن خطّ الإرسال المحوري، الذي يُدعى غالباً خطّاً غيرَ متوازِ (Unbalanced Line) لأن ناقِلَيه يحملان تيّارَي تردّد RF مختلفَين.
يأخذ أحدُ الناقلَين شكلَ سلكٍ وحيدٍ يمتدّ في الداخِل على طول محورِ ضفيرةٍ اسطوانيّةٍ ذاتِ أسلاكٍ دقيقةٍ أو أنبوبٍ معدنيّ طويل يُشكِّل الناقِلَ الآخر. تُبقي طبقةٌ عازِلة من مادّة بلاستيكيّة رغويّة أو صلبة -عادةً من البولي إيتيلين- المسافةَ بين الناقلَين ثابتةً.
يمنع الناقِلُ الخارجيُّ – أو الدِّرع الحاجِب – في منظومةٍ تعمل بشكلٍ جيّد، مُستخدِمةً كبلاً محوريّاً، حقولَ الـ EM الداخليّة من الإفلات، كما ويُبقي حقولَ الـ EM الخارجيّة غيرَ المرغوب بها بعيدةً عن الدخول.
– المُوجِّه الموجي
تجد المُوجِّهاتُ الموجيّة استخداماً رائجاً عند تردّدات الموجات المكروية والتردّدات فوق العلوية UHF (فوق 300 ميغا هرتز تقريباً). يضمّ المُوجِّه الموجي النموذجي أنبوباً معدنيّاً مُجوَّفاً بمقطعٍ عرضانيٍّ دائريِّ أو مستطيلِ الشكل، عادةً.
يجب على المُوجِّه الموجي (Waveguide) المستطيل الشكل – من أجل انتشارٍ فعّال للحقل الكهرو مغنطيسي- امتلاكُ أبعادٍ للمقطع العرضاني تقيس على الأقلّ 0.5 طول موجة، ومن الأفضل أن تتجاوَز 0.7 طول موجة.
ينبغي على قطر المُوجِّه الموجي الدائريّ الشكل ألاّ يقلّ عن 0.6 طول موجة، ويُفضَّل أن يتجاوز 0.7 طول موجة. إذا أردنا لموجِّه موجيٍّ أن يعمل جيّداً، علينا منعُ داخلِه من مُراكمة العوائق من أيّ نوعٍ كانت (مثل التكثُّف، أو الغُبار، أو بيوت العنكبوت، أو الحشرات).
[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]