اقرأ في هذا المقال
- ما هي الترددات اللاسلكية RF؟
- ما هي المصطلحات الأساسية للترددات اللاسلكية؟
- ما هي المفاهيم الأساسية في الترددات اللاسلكية؟
- ماذا تتضمن التردددات اللاسلكية؟
يُعد “EMR” هو الشكل السائد للاتصالات اللاسلكية، وأحد البدائل هو استعمال الضوء كما يتن اعتماده في الألياف الضوئية، لكنّ الترددات الراديوية أكثر تنوعاً نظراً لأنّ الإشعاع الكهرومغناطيسي قليل التردد لا يتم حظره بواسطة كائنات غير شفافة.
ما هي الترددات اللاسلكية RF؟
الترددات اللاسلكية “RF”: هو استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي لنقل المعلومات بين دائرتين ليس لهما اتصال كهربائي مباشر، حيث تولد الفولتية والتيارات المتغيرة بمرور الوقت طاقة كهرومغناطيسية تنتشر في شكل موجات، ويمكن نقل البيانات التماثلية والرقمية لاسلكياً من خلال معالجة هذه الموجات وتفسيرها.
- “EMR” هي اختصار لـ “Electromagnetic Radiation”.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio frequency”.
ما هي المصطلحات الأساسية للترددات اللاسلكية؟
1- التوهين:
التوهين: هو تقليل قدرة التردد الراديوي من خلال جهاز، ويُقاس عادةً بالديسيبل ويُعطى رياضياً عن طريق:
التوهين “ديسيبل” = 10log (Pout / Pin).
2- مرشح رفض النطاق:
هو مرشح يرفض نطاقاً واحداً من الترددات ويمرر كلاً من الترددات الأعلى والأدنى.
3- مرشح ممر الموجة:
هو مرشح يجتاز نطاقاً واحداً من الترددات ويرفض الترددات الأعلى والأقل.
4- عرض النطاق:
هو عرض نطاق المرور لمرشح ممر النطاق، ويتم التعبير عن هذا عادةً على أنه فرق التردد بين نقاط “3dB” النسبية المنخفضة والعليا.
5- التردد المركزي “Fc”:
هو مقياس للتردد المركزي بين ترددات القطع العلوية والسفلية، يؤخذ عادةً على أنّه توهين نسبي ثلاثي الأبعاد، ومعلمة مهمة لمرشح النطاق الترددي ومرشحات النطاق الترددي.
6- فلتر سيراميك:
المرشحات التي تم تصميمها وتصنيعها من السيراميك التي تظهر تأثير كهرضغطية.
7- مقاومة مميزة:
عادة ما تؤخذ الممانعة المميزة للمرشح على أنها مساوية لـ “L / C”، حيث “L” هي مجموع محاثة السلسلة في “henries” و”C” هي سعة التحويل الإجمالية في الفاراد وتقاس بالأوم.
8- تردد القطع “Fco”:
تردد القطع “Fco”: هو حافة نطاق التمرير العلوية في مرشحات المرور المنخفض أو حافة نطاق التمرير السفلية في مرشح التمرير العالي، ويتم تحديده بمستوى التوهين النسبي تحت خسارة إدخال النطاق المتوسط.
9- وحدة الديسيبل:
وحدة تستخدم للتعبير عن النسبة بين مستويي طاقة موجودين عند نقطتين، وتقاس على النحو التالي:
dB = 10 LOG10 (P1 / P2).
10- التبديد:
فقدان الطاقة في المرشح بسبب خسائر مقاومة أو عازلة أو قلب.
ما هي المفاهيم الأساسية في الترددات اللاسلكية؟
1- التشوه:
التعديل غير المنتظم وغير المرغوب فيه للإشارات التي ينتج عنها تأثير نهائي غير مرغوب فيه، ويمكن أن تكون مرتبطة بالطور والسعة والنبض والتأخير.
2- النطاق الديناميكي:
هو النطاق من الحد الأدنى، وهو مستوى “3 ديسيبل” أعلى من الأرضية المولدة داخلياً للمضخم إلى الحد الأقصى لمستوى إشارة الإدخال الذي يمكن أن يقبله المكون ويضخمه دون تشويه.
3- الوظيفة الاهليلجيه:
دالة رياضية تُستخدم لإعطاء أكبر قدر ممكن من استجابة مرشح الاتساع مع عدد معين من عناصر الدائرة.
4- مرشح درجة حرارة الانجراف:
تميل المرشحات للانجراف مع الاختلافات في درجة الحرارة وهذا هو السبب في أن أفضل تصميمات المرشحات تستخدم المواد التي تحافظ على انجراف التردد، والتعرض لدرجة الحرارة الباردة يساوي زيادة في استجابة التردد وانخفاض في فقدان الإدخال.
5- الكسب:
الكسب: هو نسبة ناتج الطاقة إلى مدخلات الطاقة للمضخم بالديسيبل.
6- تأخير المجموعة:
المجموعة أو التأخير الزمني لغلاف إشارة ذات اتساع معدَّل أثناء مرورها عبر مرشح.
7- مرشح دقيق:
مرشح يجتاز الترددات العالية ويرفض الترددات المنخفضة.
8- مقاومة المدخلات:
يتم قياس المعاوقة عند طرف الإدخال للمرشح عندما يتم إنهاؤه بشكل صحيح عند طرف الناتج.
9- فقدان الإدراج:
هو فقدان الإشارة الناتج عن إدخال مرشح في الدائرة، ولها العديد من التعريفات المختلفة وعادة ما تقاس بالديسيبل.
10- العزل:
هو النسبة معبراً عنها بالديسيبل لمستوى الطاقة في منفذ واحد مقارنة بمستوى الطاقة الناتج لمنفذ الإخراج.
11- الحد من المستوى:
هذا هو مستوى طاقة الإدخال عندما تدخل طاقة الناتج في حالة ضغط ولم تعد تصبح خطية.
ماذا تتضمن التردددات اللاسلكية؟
1- مرشح المرحلة الخطية:
مرشح حيث تكون استجابة الطور دالة خطية للتردد.
2- مقاومة الحمل:
هي الممانعة التي يجب توصيلها عادةً بطرف ناتج المرشح من أجل تلبية مواصفات المرشح، وسيقود المرشح هذا الحمل.
3- مرشح “Lowpass”:
مرشح يسمح بالترددات المنخفضة أو يمر بها ويرفض الترددات العالية.
4- مرشح العنصر المقطوع:
يتم إنتاج مرشحات العناصر المجمعة مع المحاثاتوالمكثفات، ومصطلح “Lumped” مشتق من حقيقة أنّ القيم الاستقرائي أو السعوي مجمعة في مكون، ويمكن تصميم هذه المرشحات بمساحة صغيرة جداً حتى عند الترددات المنخفضة.
5- نطاق “Passband”:
نطاق التردد، حيث تم تصميم المرشح لتمرير الإشارات.
5- تموج “Passband”:
اختلافات التوهين داخل نطاق تمرير المرشح.
6- مرحلة التحول:
تغيير طور الإشارة، لأنّها تمر عبر مرشح، ويشار إلى التأخير في وقت الإشارة بتأخر الطور، وفي الشبكات العادية يزداد تأخر الطور مع التردد ممّا ينتج عنه تأخير مغلف إيجابي.
7- التوهين النسبي:
يُقاس التوهين بنقطة التوهين الأدنى التي تؤخذ على أنّها “صفر dB”، أو التوهين النسبي يساوي خسارة الإدراج التوهين.
8- تعويض الخسارة:
النسبة بالديسيبل، ومن القدرة القصوى المرسلة لأسفل على خط النقل إلى القدرة العائدة نحو المصدر.
9- وقت البدأ:
هو طول الوقت الذي تستغرقه وظيفة الخطوة عند إخراج مرشح للانتقال من “10%” إلى “90%” من قيمة الحالة المستقرة عند الارتفاع الأولي.
10- معلمات التشتت:
تحدد معلمات الانتثار أو معلمات “S” أداء العديد من المتغيرات عند الترددات المختلفة للشبكات الكهربائية الخطية عند الخضوع لمحفزات الحالة المستقرة المختلفة، ويجب تحديد المعلومات التالية عند تحديد مجموعة من معلمات S:
- التردد.
- الممانعة الإسمية المميزة وغالباً “50 Ω”.
- تخصيص أرقام المنافذ.
- الشروط التي قد تؤثر على الشبكة.
11- مقاومة المصدر:
مقاومة الناتج للدائرة التي تقود المرشح، ومعاوقة الدائرة التي يجب أن يعمل المرشح منها أو يتم اختبارها.
12- وظيفة الخطوة:
تغير في سعة الإشارة من مستوى إلى آخر في وقت صفر.
13- نطاق “Stopband”:
هي منطقة التردد، حيث يكون من المرغوب فيه رفض جميع الإشارات أو تخفيفها بقدر ما هو عملي.
14- خط الركيزة المعلق “SSS”:
تعتمد هذه المرشحات على تقنية لوحة الدوائر المطبوعة التي يمكن تصميمها لكل من مرشحات النطاق العريض والضيق، ونطاق التردد النموذجي “500 ميجاهرتز” إلى “26 جيجاهرتز”، والنطاق الواسع لقيم المعاوقة المحتملة يجعل تقنية “Strip line” هذه مناسبة في نهاية المطاف لتصاميم التمريرات العالية والمنخفضة التي يمكن دمجها لتشكيل معددات إرسال وتمرير النطاق العريض.
- “SSS” هي اختصار لـ “Selective Solder Strip”.
15- تأخير الوقت:
مقدار الوقت الذي يستغرقه مرور إشارات معينة عبر مرشح.
16- وظيفة النقل:
تحدد وظيفة نقل المرشح كلاً من التردد وخصائص المجال الزمني المستخدمة بشكل شائع في تحليل الأنظمة، مثل مرشحات الإخراج الأحادي الإدخال.
17- الاستجابة العابرة:
استجابة النظام للتغيير من حالة الاستقرار، ومن الأمثلة على ذلك استجابة مرشح تمرير منخفض لموجة مربعة منخفضة التردد أو ارتفاع مفاجئ في الجهد أو انفجار مفاجئ للإشارة داخل نطاق تمرير.
18- نسبة الموجة الدائمة للجهد “VSWR”:
النسبة بين الحد الأقصى والحد الأدنى للموجات الواقفة في وقت الإرسال.
- “VSWR” هي اختصار لـ “Voltage Standing Wave Ratio”.
