قد يشتمل نظام كيفية ضبط جهاز الاتصالات على نظام توليف لجهاز اتصال به هوائي، حيث يشتمل نظام الضبط على عنصر ضبط أول واحد على الأقل، ومتصل بعنصر إشعاع واحد على الأقل من الهوائي لضبط هوائي، حيث يعتمد ضبط عنصر ضبط أول واحد على الأقل على حالة استخدام واحدة على الأقل مرتبطة بجهاز الاتصال ومعلومات الموقع المرتبطة بجهاز الاتصال، وشبكة مطابقة بها عنصر قابل للضبط لمدة ثانية واحدة على الأقل مقترناً بنقطة تغذية الهوائي، حيث تتلقى الشبكة المطابقة إشارات تحكم لضبط عنصر قابل للضبط لمدة ثانية واحدة على الأقل لضبط الشبكة المطابقة.
أساسيات ضبط جهاز الاتصالات
تستخدم الأجهزة اللاسلكية الحالية متعددة الترددات على سبيل المثال أجهزة الراديو هيكل هوائي يحاول الإشعاع بكفاءة مثالية على نطاق تردد التشغيل بالكامل، ولكن لا يمكنه فعل ذلك إلّا عبر مجموعة فرعية من الترددات، ونظراً لقيود الحجم وأسباب التصميم الجمالي يضطر مصمم الهوائي إلى المساومة على الأداء في بعض نطاقات التردد، وكجهاز لاسلكي يمكن أن يكون الهاتف المحمول الذي يعمل عبر نطاق من الترددات المختلفة مثل (800 ميجاهرتز) إلى (2200 ميجاهرتز).
لن يشع الهوائي بكفاءة على جميع الترددات بسبب طبيعة التصميم وسيختلف نقل الطاقة بين الهوائي ومضخم الطاقة والمستقبل في الراديو بشكل كبير، وبالإضافة إلى ذلك يتأثر أداء الهوائي ببيئة التشغيل الخاصة به، كما توجد حالات استخدام متعددة لأجهزة الراديو والتي تتضمن شروطاً مثل وضع هوائي الهاتف بجوار رأس المستخدم، أو في جيب المستخدم أو غطاء الهوائي بيد يمكن أن يضعف بشكل كبير كفاءة الجهاز اللاسلكي.
علاوة على ذلك تستخدم العديد من أجهزة الراديو الحالية دائرة بسيطة تتكون من مكونات ذات قيمة ثابتة تهدف إلى تحسين نقل القدرة من مضخم القدرة إلى الهوائي أو من الهوائي إلى المستقبل، ولكن نظراً لأنّ المكونات المستخدمة ثابتة في القيمة، فهناك دائماً حل وسط عند محاولة تغطية نطاقات تردد متعددة وحالات استخدام متعددة.
يمكن أن يكون لكل جهاز هوائي مع عنصر قابل للضبط متصل بالعناصر المشعة للهوائي، ويمكن أن يكون العنصر القابل للضبط من أنواع مختلفة، مثل الدائرة المتكاملة المنبثقة السلبية (PTIC) التي تحتوي على واحد أو أكثر من المكثفات القابلة للضبط كهربائياً، ويمكن ضبط الهوائي مباشرة على التردد لتحريك تردد الرنين للعنصر المشع، ومن خلال القيام بذلك يمكن ضبط حجم (VSWR) الذي يقدمه الهوائي لجهاز الإرسال والاستقبال ويمكن الاحتفاظ به ضمن نطاق يسهل مطابقته مع جهاز الإرسال والاستقبال.
- “PTIC” هي اختصار لـ “Passive Tunable Integrated Circuit”.
- “VSWR” هي اختصار لـ “Voltage Standing Wave Ratio”.
مبدأ عمل ضبط جهاز الاتصالات
يمكن دمج الضبط على الهوائي مع شبكة مطابقة قابلة للضبط مثل وضعها عند نقطة تغذية للهوائي لتحقيق مكاسب أكبر في الكفاءة الكلية للهوائي، مقارنة باستخدام أي من طرق الضبط هذه بشكل منفصل، ويمكن ضبط العنصر القابل للضبط على الهوائي باستخدام منهجية الحلقة المفتوحة مثل ضبطه بدقة كدالة للنطاق أو التردد الذي يعمل فيه جهاز الإرسال والاستقبال.
كما يمكن أيضاً استخدام معايير أخرى في الجمع مع معلومات النطاق أو التردد أو بدلاً منها، بما في ذلك التكوين الميكانيكي الانزلاق لأعلى أو لأسفل أو حالات الاستخدام الأخرى والمدخلات الأخرى، مثل حالة جهاز الكشف عن قرب ومعلومات موضع مقياس التسارع، ويمكن أن تختلف حالات الاستخدام ويمكن أن تشمل تشغيل الهاتف بمكبر الصوت والفتح بالوجه، كما يمكن ضبط العنصر القابل للضبط على الهوائي لوضع جهد التردد الراديوي الموجود في مكون قياس بالقرب من الهوائي، مثل الكاشف ضمن نطاق محدد مسبقاً.
يمكن تحديد النطاق بناءً على معرفة الطاقة التي يتم إرسالها بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بالهاتف، ويمكن استخدامه لإنشاء مقاومة إدخال الهوائي ضمن نطاق نسبة موجة الجهد الدائمة (VSWR) التي من شأنها أن تسمح بشبكة مطابقة قابلة للضبط، مثل كما يقترن عند نقطة تغذية للهوائي لتحسين مطابقة المعاوقة بين الهوائي وجهاز الإرسال والاستقبال.
كما يمكن أن يشتمل على “حلقتين” منفصلتين من خوارزمية الحلقة المغلقة ممّا يسمح بضبط العنصر القابل للضبط للهوائي في خوارزمية حلقة مغلقة باستخدام التغذية المرتدة من الكاشف، وبمجرد استقرار هذه الحلقة يمكن ضبط شبكة المطابقة القابلة للضبط باستخدام المعلومات من مقرنة الاتجاه والكاشف ويمكن أن يتم استخدام معلومات من كاشف ومقرن اتجاهي في خوارزمية حلقة مغلقة مدمجة.
يمكن للخوارزمية أن تقوم في نفس الوقت بضبط العناصر القابلة للضبط على الهوائي وشبكة المطابقة القابلة للضبط مع زيادة جهد التردد الراديوي على خسارة العودة والشكل الآخر لمعلمات الجدارة التي تحددها مدخلات المقرن الاتجاهي، ويمكن أن تستخدم المعلومات التي تم الحصول عليها من الكاشف أو المقرن الاتجاهي باستخدام واحد أو أكثر من المنهجيات، ويمكن أن تتضمن المنهجيات استخدام مشتقات أو منحدرات جهد التردد اللاسلكي في أجهزة الكشف التي تستجيب للتغيرات في إشارات التحكم للعناصر القابلة للضبط.
تطور عمل ضبط جهاز الاتصالات
يمكن إجراء فصل الهوائي الأول بين مجموعة من الهوائيات لتقليل اقتران الهوائي الأول بهوائي آخر أو أكثر ويمكن أن يؤدي فصل الهوائي الأول إلى تحسين أداء واحد أو أكثر من الهوائيات الأخرى، كما يستلزم نظام توليف لجهاز اتصال به هوائي، ويشتمل نظام التوليف على عنصر ضبط أول واحد على الأقل متصل بعنصر إشعاع واحد على الأقل من الهوائي لضبط الهوائي، حيث يتم ضبط واحد على الأقل يعتمد العنصر القابل للضبط الأول على حالة استخدام واحدة على الأقل مرتبطة بجهاز الاتصال.
وكذلك معلومات الموقع المرتبطة بجهاز الاتصال وشبكة مطابقة بها عنصر قابل للضبط لمدة ثانية واحدة على الأقل مقترناً بنقطة تغذية للهوائي، حيث تكون المطابقة تستقبل الشبكة إشارات تحكم لضبط العنصر القابل للضبط لمدة ثانية واحدة على الأقل لضبط الشبكة المطابقة، ويستلزم طريقة تشمل ضبط هوائي لجهاز اتصال عن طريق ضبط عنصر ضبط واحد على الأقل لجهاز الاتصال، والمتصل بعنصر إشعاع واحد على الأقل من الهوائي.
ظوحيث يتم ضبط العنصر الأول على الأقل يعتمد العنصر القابل للضبط على حالة استخدام مرتبطة بجهاز الاتصال، وضبط شبكة مطابقة لجهاز الاتصال عن طريق ضبط عنصر قابل للضبط لمدة ثانية واحدة على الأقل من الشبكة المطابقة التي تقترن بين الهوائي وجهاز الإرسال والاستقبال لجهاز الاتصال، حيث يعد ضبط العنصر القابل للضبط الثاني عملية حلقة مغلقة تعتمد على معلمة تشغيلية لجهاز الاتصال.
كما يستلزم نظام ضبط يتضمن ذاكرة ووحدة تحكم، بحيث تمت برمجة وحدة التحكم لتلقي معلومات كفاءة الهوائي المرتبطة بهوائي واحد أو أكثر من مجموعة هوائيات جهاز اتصال، وتلقي معلومات عزل الهوائي المرتبطة بهوائي واحد أو أكثر من مجموعة الهوائيات، وضبط جزء على الأقل من المجموعة الهوائيات بناءً على معلومات كفاءة الهوائي ومعلومات عزل الهوائي.
يمكن أن تستخدم النماذج النموذجية مجموعات من عمليات الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة مثل ضبط عنصر قابل للضبط بناءً على حالة الاستخدام ومعلمة التشغيل المقاسة، أي المقاسة بواسطة كاشف بالقرب من الهوائي أو المقاسة بواسطة اتجاهي المقرنة بين الشبكة المطابقة وجهاز الإرسال والاستقبال، وفي أمثلة أخرى يمكن أن يستخدم الضبط عملية واحدة ثم التبديل إلى عملية أخرى مثل استخدام ضبط الحلقة المغلقة، ثم التبديل إلى ضبط الحلقة المفتوحة بناءً على عوامل معينة مرتبطة بجهاز الاتصال.
