عدادات نسبة الموجة الواقفة

تأتي عدادات نسبة الموجة الواقفة في مجموعة متنوعة من الأشكال، ولكنّها تستخدم بشكل أساسي لقياس (SWR)، كما يُعد فهم كيفية استخدام مقياس (SWR) أمراً سهلاً نسبياً ولكن في بعض الأحيان معرفة كيفية تفسير النتائج والقيود الخاصة بها تمكن من اكتساب المزيد من استخدام مقياس (VSWR) حيث هناك العديد من عدادات (SWR) المختلفة المتاحة، والتي غالباً ما تُستتخدم في راديو (CB) وهواة.

الحسابات الأساسية لـ VSWR:

من الممكن اشتقاق أبسط معادلة (VSWR) مباشرةً من تعريفها حيث ينص تعريف (VSWR) على أنّ (VSWR) يساوي الحد الأقصى للجهد على الخط مقسوماً على الحد الأدنى للجهد، كما تحدث تقلبات الجهد نتيجة لمكونات الجهد من القدرة الأمامية وتجميع الطاقة المنعكسة معاً.

تمكن هذه الصيغ من حساب (VSWR) الموجود في وحدة التغذية بطرق متنوعة تعتمد على المعلمات المتوفرة، كما ستتوفر المعلمات المختلفة في أوقات مختلفة اعتماداً على القياسات التي يمكن إجراؤها، كما تتيح مجموعة متنوعة من العلاقات أو الصيغ المختلفة حساب (VSWR) في ظل مجموعة متنوعة من الشروط.

أنواع أجهزة قياس VSWR:

في بعض النواحي يمكن اعتبار أنّ هناك نوعين من قياس (VSWR) يعتمدان على كيفية تنفيذها وأداة الاختبار والطريقة التي يتم بها إجراء القياسات.

1. قياسات VSWR باستخدام القدرة من المرسل:

يتم إجراء هذه القياسات باستخدام الطاقة التي يوفرها المرسل، وعادةً ما يتم تصنيعها باستخدام جهاز إرسال يعمل بمستوى طاقة معقول، وغالباً ما يتم ترك عدادات (VSWR) المستخدمة في طابور أثناء التشغيل العادي كشاشة للقراءات الحالية، وبهذه الطريقة يمكنهم تقديم مؤشر مفيد للغاية لحدوث خطأ أو ارتفاع في (VSWR) بسبب مشكلة أخرى أثناء التشغيل.

2. قياسات أداة تحفيز أداة الاختبار VSWR:

يتم إجراء اختبارات أخرى باستخدام أدوات الاختبار التي توفر محفزاً منخفض الطاقة للحمل أو النظام، وعادةً ما يتم إجراء قياسات واختبارات (VSWR) أثناء الإعداد أو التطوير وبعد ذلك فقط كما هو مطلوب، كما لا يمكن تركها في الدائرة أثناء التشغيل العادي، حيث لا يمكنها العمل مع جهاز الإرسال في الموقع وتوفير الطاقة.

قياسات VSWR المباشرة المضمنة:

1. كيفية قياس VSWR باستخدام عداد VSWR:

من الممكن الحصول على عدادات (VSWR) أو عدادات (SWR) من مجموعة متنوعة من المصادر حيث غالباً ما تكون متاحة من موردي راديو الهواة وموردي (CB) بالإضافة إلى عدد من المصادر الأخرى، كما تُعتبر عدادات (VSWR) مثالية لقياس ومراقبة نسبة جهد الموجة الواقفة عند جهاز الإرسال لضمان عدم تعرضها لمستوى عالٍ من (VSWR).

على الرغم من أنّ عدادات (VSWR) هذه ليست دائماً دقيقة بشكل خاص، إلّا أنّها يمكن أن توفر طريقة ممتازة لقياس (VSWR) بسهولة وبطريقة فعالة من حيث التكلفة، كما تتوفر مجموعة متنوعة من أجهزة قياس (VSWR) بحيث تتراوح من الوحدات الصغيرة الرخيصة جداً التي تهدف إلى استخدام (CB) من خلال نماذج عالية الجودة غالباً ما تستهدف مشغلي الراديو الهواة وغيرهم.

يُعد أساس عداد (VSWR) هو مقرن اتجاهي، وهذا يختبر كمية صغيرة من الطاقة في اتجاه واحد ثم يستخدم الصمام الثنائي لتصحيح ذلك وبعد ذلك يتم تطبيقه على عداد، كما يمكن استخدام قارنتين واحدة لكل اتجاه أو يمكن استخدام واحد وهذا يمكن تبديله، ونظراً لأنّ قارنات الاتجاه حساسة للتردد فتأكد من أنّ مقياس (VSWR) قادر على العمل على الترددات المطلوبة.

2. استخدام مقياس القدرة الاتجاهية لقياسات VSWR:

يمكن استخدام شكل من أشكال عداد الطاقة يسمى مقياس القدرة الاتجاهية، كما يستخدم هذا بشكل أساسي نفس المفهوم الأساسي الذي يستخدمه مقياس (VSWR)، حيث يتم أخذ عينات من القوة الأمامية والمعكوسة باستخدام مقرن اتجاهي، ومع ذلك فهو يهدف إلى توفير قياسات (RF) دقيقة وستتم معايرته بالواط، وسيكون قابلاً للتحويل بين الاتجاهين الأمامي والخلفي.

عدادات القدرة الاتجاهية تستخدم مقرنة اتجاهية، وغالباً ما تتم معايرة أداة التوصيل لنطاق من الترددات المعينة، كما يحتوي (Bird 43 Thruline) الشهير على عناصر توصيل مختلفة تُستخدم هذه لترددات مختلفة، وبهذه الطريقة يمكنه تغطية نطاق واسع من الترددات مع الحفاظ على دقته، كما تُستخدم العدادات المضمنة الأخرى تقنيات أخرى لضمان الدقة عبر الترددات المستخدمة.

تعيين وتطوير قياس VSWR:

يتم تنفيذ النوع الثاني من قياس (VSWR) بواسطة أدوات اختبار توفر حافزاً صغيراً للهوائي أو الحمل، كما إنّهم يكتشفون الاستجابة ومن هذا المنطلق يمكنهم تقديم معلومات حول أداء الهوائي، بما في ذلك (VSWR) الخاص به.

1. أداة تحليل الشبكة المتجهية – Vector Network Analyzer:

يمكن لمحلل شبكة المتجه أن يوفر أحد أكثر أشكال اختبار الشبكة شمولاً، بالنظر إلى الإرسال عبر الشبكة ومقاومة المدخلات والعديد من الجوانب الأخرى، فهي قادرة على إجراء قياسات (VSWR) شاملة للغاية، وعادةً ما تكون أجهزة تحليل الشبكة المتجهية أدوات اختبار معقدة للغاية، وتلك التي تعمل بتردد يصل إلى عدة جيجاهرتز باهظة الثمن نسبياً، لكنها قادرة على توفير قياسات تعطي نظرة ثاقبة جداً لخصائص الهوائي.

2. محلل الهوائي – Antenna analyzer:

هناك عدة أنواع مختلفة من محلل الهوائي في السوق، كما تحتوي بعض الأجهزة الأكثر تكلفة على عدادات (VSWR) مدمجة قادرة على إعطاء شكل عبر الخط لقياس (VSWR) بالإضافة إلى تحليل الهوائي باستخدام تقنيات أخرى.

الإعداد النموذجي لمقياس SWR:

عند النظر في كيفية استخدام مقياس (VSWR)، تكون معظم الإرشادات غامضة إلى حد ما وغالباً ما توضح بالتفصيل الموصل الذي سيتم توصيله بالهوائي وأي موصل بجهاز الإرسال، أمّا الإعداد الأساسي لمقياس (VSWR) يتم توصيل عداد (VSWR) في وحدة التغذية من جهاز الإرسال إلى الهوائي، وعادةً ما يكون موجوداً في نهاية جهاز الإرسال لوحدة التغذية للراحة، وبالتالي يمكن مراقبة (VSWR) الفعلي كما يراه جهاز الإرسال.

أسهل طريقة لتحقيق ذلك هي توصيل قابس الهوائي المتصل عادةً بجهاز الإرسال بمقبس مقياس (VSWR) المسمى (ANTENNA)، ثم استخدام سلك توصيل قصير لتوصيل المقبس الذي يحمل علامة (TX) أو (TRANSMITTER) على مقياس (VSWR) بجهاز الإرسال.

في بعض الحالات، يمكن استخدام وحدة مطابقة أو توليف الهوائي حيث يتم وضعها بالقرب من جهاز الإرسال، وغالباً ما يكون من الأنسب وضع (ATU) بالقرب من جهاز الإرسال لأنّ امتلاك جهاز بعيد غالباً ما يعني الحصول على الطاقة إليه ومقاومة الطقس وهذا يضيف تكلفة كبيرة، أمّا عند إضافة وحدة ضبط وضبط (ATU) أو هوائي إلى الإعداد، يتم استخدام النظام.

من خلال وضع عداد (VSWR) بين المرسل و(ATU)، يتم مراقبة (VSWR) الذي تراه وعادةً ما تكون هذه هي النقطة الأكثر أهمية لمراقبة (VSWR) لأنّ مستويات (VSWR) العالية يمكن أن تلحق الضرر بمضخمات الطاقة إذا لم يتم دمج الحماية أو يمكن أن يؤدي إلى تراجع دوائر الحماية عن الطاقة.

كيفية استخدام عداد SWR:

• البحث عن قناة أو تردد واضح حيث يجدر الاستماع لفترة قصيرة في حالة تعذر سماع محطة واحدة في اتجاهين.

• تقليل الطاقة وذلك بتقليل طاقة النواتج من جهاز الإرسال، كما يجب القيام بذلك في حالة وجود (VSWR) ضعيف وسيقلل من احتمالية الضرر المحتمل لمخرجات جهاز الإرسال.

• ضبط مفتاح الوضع حيث يجب ضبط مفتاح الوضع على وضع يتم فيه توفير إنتاج ثابت، فعلى سبيل المثال (CW أو AM أو FM) وبهذه الطريقة يتم إعطاء قراءة ثابتة، أمّا بالنسبة إلى (CW) مورس يجب الضغط باستمرار على المفتاح.

• ضبط عداد (VSWR): يُعد (Srt) مفتاح عداد (VSWR) على اللوحة الأمامية إلى (FORWARD)، وأدر مفتاح الضبط أو (CAL) لأسفل، وهذا يمنع التحميل الزائد على العداد.

• ضبط القراءة الأمامية: مع إرسال جهاز الإرسال اضبط المقبض الموجود على (CAL) أو مقبض الضبط بحيث يتم الحصول على قراءة كاملة الحجم.

• قم بتبديل العداد إلى الخلف: مع معايرة المقياس للطاقة الأمامية قم بتبديل العداد إلى موضعه العكسي واقرأ (VSWR).

• إيقاف الإرسال: من الممارسات الجيدة التوقف عن الإرسال في أسرع وقت ممكن، وهذا يقلل من احتمال التداخل مع المحطات الأخرى ويقلل من الحمل الزائد على ناتج جهاز الإرسال إذا كان (VSWR) ضعيفاً.

• التحقق من الترددات الأخرى: في حالة استخدام نطاق واسع من الترددات أو القنوات، يجب التحقق من قراءات (VSWR) للترددات أو القنوات الأخرى التي سيتم استخدامها لأنّ (VSWR) سيتغير عبر نطاق من الترددات.

تذكر: عند الإرسال بقدرة كاملة غالباً ما يكون من المفيد ترك عداد (VSWR) في الدائرة، ولكن معايرته للحصول على ناتج طاقة أعلى، كما تعني تغييرات الطاقة أنّ الطاقة الأمامية تحتاج إلى إعادة تعيين باستخدام مقبض (CAL).

نصائح استخدام مقياس SWR:

• تأكد من توصيل موصلات العداد بشكل صحيح: تأكد من توصيل اتصال (ANTENNA) بالهوائي، وارتباطات اتصال (TX أو TRANSMITTER) بجهاز الإرسال، في الاتجاه الآخر ستبدو المواضع الأمامية والخلفية على المفتاح وكأنّها معكوسة.

• لا تعمل في (SWR) عالية: احرص على عدم العمل في (SWR) عالية حيث يمكن أن يؤدي إلى تلف جهاز الإرسال، وفي بعض الأحيان وحدة التغذية.

• تأكد من أنّ جهاز القياس لديه نطاق تردد صحيح: عدادات (VSWR) مصممة بشكل نموذجي للعمل على نطاق تردد معين، كما قد يعني استخدامها خارج هذا النطاق أنّها غير حساسة بدرجة كافية وقد يكون من الصعب تحقيق الانشقاق الكامل في الاتجاه الأمامي.