اقرأ في هذا المقال
نظراً للتطور الأخير في تكنولوجيا المعلومات أو الاتصالات، يتم تثبيت أجهزة الشبكة مثل المحطات الأساسية في كل مكان، ويمكن للأجهزة الإلكترونية إرسال واستقبال البيانات من وإلى جهاز آخر عبر شبكة للسماح للمستخدمين باستخدام الشبكة بحرية في كل مكان.
أساسيات أنظمة الاتصالات المحمولة
يتطلب استخدام شبكة هوائي ومع تطور تكنولوجيا المعلومات أو الاتصالات تم تطوير تقنية الهوائي وفي السنوات الأخيرة، تم إجراء بحث لتأمين مساحة ترتيب بشكل فعال لهوائي لعنصر جهاز إلكتروني يتم توفيره للاتصال ولمنع حدوث انخفاض في أداء الإشعاع للهوائي مقدماً.
قد يشتمل الهوائي المستخدم في جهاز إلكتروني على هوائي F مقلوب (IFA) أو مشع أحادي القطب كهيكل أساسي، وقد يختلف حجم وعدد مشعات الهوائي المثبتة وفقاً للترددات التي سيتم تقديمها وعرض النطاق وأنواع الهوائيات، كما قد تكون الترددات مختلفة بالنسبة للمناطق ولكن عادةً ما يكون نطاق التردد المنخفض من حوالي (700 ميجاهرتز) إلى حوالي (990 ميجاهرتز).
وكذلك نطاق التردد المتوسط من حوالي (1700 ميجاهرتز) إلى حوالي (2100 ميجاهرتز) ونطاق التردد العالي من حوالي (2300 ميجاهرتز) إلى حوالي (2700 ميجاهرتز)، وقد يكون هو نطاقات الاتصال الأولية وبالإضافة إلى ذلك يتم استخدام خدمات اتصالات مختلفة مثل (Bluetooth)، أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو (Wi-Fi)، ولكن من الصعب تصميم هوائي يدعم جميع نطاقات الاتصال بحجم محدود من جهاز إلكتروني جهاز.
من أجل تشغيل هوائيين في نطاقات تردد مختلفة يجب تصميم الهوائيين لتقليل التأثير المتبادل عن طريق تغذية الطاقة في الهوائيات باستخدام منافذ مختلفة للترددات الراديوية (RF)، وضمان عزل معين أعلاه بين هوائيان، ويمكن وضع هوائي واحد في الطرف الأيسر للجهاز الإلكتروني بينما يمكن وضع هوائي آخر في الطرف الأيمن من الجهاز الإلكتروني.
في هذه الحالة إذا تم تصميمه بحيث تدعم الهوائيات المختلفة نطاقات التردد المنخفض عند اعتبار عرض الجهاز الإلكتروني العام كالهاتف الذكي حوالي (70 مم) حتى (80 مم)، أي (λ / 4) من نطاق التردد المنخفض كـ (900 ميجاهرتز) حوالي (80 مم)، وهو الحد الأدنى للمسافة التي يمكن عندها تأمين العزل.
ونظراً لأنّه يمكن ضمان نطاق التردد المنخفض بواسطة تقنية التبديل يمكن تنفيذ هوائي واحد بواسطة هوائي خماسي النطاقات يدعم نطاق تردد منخفض، ويمكن تنفيذ الهوائي الآخر بواسطة هوائي يدعم نطاق عالي التردد، ومع ذلك نظراً لأنّ طول الهوائي قصير فقد يتدهور أداء الهوائي بسبب تأثير جسم الإنسان عندما تمسك يد المستخدم بالجهاز الإلكتروني.
- “IFA” هي اختصار لـ “Inverted-F antenna”.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.
- “GPS” هي اختصار لـ “Global Positioning System”.
مبدأ عمل أنظمة الاتصالات المحمولة
قد يعمل الهوائي الأول والهوائي الآخر المقدم بالجهاز الإلكتروني كهوائيين منفصلين بسبب التصحيح الأرضي، وقد يؤدي الجانب الأيسر من الوسادة الأرضية وظيفة تأريض للهوائي الأول والجانب الأيمن من الوسادة الأرضية قد يؤدي وظيفة تأريض للهوائي الثاني، وبناءً على ذلك يمكن عزل الهوائيين الأول والثاني عن بعضهما البعض بحيث يمكن أداء الهوائيين الأول والثاني لا تؤثر على بعضها البعض.
قد يختلف عرض الوسادة الأرضية وفقاً لحجم المكونات المعدنية التي سيتم تركيبها في المنطقة المقابلة، وقد يكون عرض الوسادة الأرضية أكبر من العرض المادي للمنفذ لجهاز طرفي أي منفذ الناقل التسلسلي العالمي الصغير (USB) أو مقبس سماعة الرأس، وفي هذه الحالة نظراً لأنّ المنفذ الخاص بالجهاز المحيط الذي سيتم تركيبه على الوسادة الأرضية منخفض الإمكانات، فمن المحتمل أن يتم تقليل تأثير المنفذ على الهوائي.
علاوة على ذلك إذا تم إدخال قابس في منفذ بجهاز طرفي فقد يتأثر التحميل بالسعة وخسائر العزل التي تحدث في الهوائي، ومع ذلك نظراً لإدخال القابس في موقع به إمكانات منخفضة إذا تم تركيب منفذ لجهاز طرفي على الوسادة الأرضية فمن المحتمل أن يتم تقليل التأثير.
كما قد يشكل التصحيح الأرضي طولاً كهربائياً لمشعاع الهوائي الأول ويمكن أن يشكل طولاً كهربائياً لمشع للهوائي الثاني، كما قد يعمل التصحيح الأرضي أيضاً على نحو مشع للهوائي الأول ومبرد من الهوائي الثاني، كما إنّ المنافذ الخاصة بالأجهزة الطرفية قد تقع بين الخط الأرضي الأول والخط الأرضي الثاني.
عندما يشتمل الجهاز الإلكتروني على خطين أرضيين أو أكثر قد توجد الوحدة الداخلية بين الخطوط الأرضية وقد تكون الوحدة الداخلية جزء متصل بالخارج، وعندما تكون الوحدة الداخلية عبارة عن مقبس سماعة رأس فقد يؤدي التغيير في الطول الكهربائي للهوائي الأول أو الهوائي الثاني، بسبب إدخال قابس سماعة الرأس إلى تدهور أداء الهوائي، ولكن قد يتم تقليل التأثير عن طريق التخلص من مقبس سماعة الرأس بين الخط الأرضي الأول والخط الأرضي الثاني.
علاوة على ذلك عندما يكون هناك تأثير لسلك من تكوين آخر مرتب بجوار الهوائي، مثل وحدة الناقل التسلسلي العالمي الصغير (USB)، أو مكبر الصوت أو ميكروفون يمكن تقليل التأثير على الهوائي عن طريق ترتيب وحدة (USB) أو السماعة أو الميكروفون بين الخط الأرضي الأول والخط الأرضي الثاني.
- “USB” هي اختصار لـ “Universal Serial Bus”.
تطور عمل أنظمة الاتصالات المحمولة
قد يتم توصيل الهوائي الأول بجزئين أرضيين عبر مسارات مختلفة وقد يعمل كهوائي متعدد النطاقات، كما قد يتم توصيل الهوائي الثاني بجزئين أرضيين عبر مسارات مختلفة، وقد يعمل كهوائي متعدد النطاقات وعلاوة على ذلك قد يقوم الهوائي الأول بالاتصال على مجموعة من نطاقات التردد وفقاً لطول الخط الأرضي المتضمن في الجزء الأرضي الأول والجزء الأرضي الثاني من الهوائي الأول.
وبالمثل قد يقوم الهوائي بالاتصال في مجموعة من نطاقات التردد وفقاً لطول الخط الأرضي المتضمن في الجزء الأرضي الأول والجزء الأرضي الثاني للهوائي الثاني، كما قد يكون طول الخط الأرضي للأرض يتم تصميمه بحيث يتم إجراء الاتصال في نطاق تردد مرغوب فيه باستخدام الهوائي الأول أو الهوائي الثاني.
يمكن للهوائي الأول إجراء اتصالات في نطاقات تردد مختلفة وفقاً لطول كهربائي من وحدة التغذية للهوائي الأول إلى الأرض، وبالمثل قد يقوم الهوائي الثاني بإجراء اتصالات في مختلف نطاقات التردد وفقاً لطول كهربائي من وحدة التغذية للهوائي الثاني إلى الأرض، كما قد يكون موضع نقطة تغذية وحدة التغذية أو موضع نقطة التغذية مصمم بحيث يتم إجراء الاتصال في نطاق تردد مرغوب فيه باستخدام الهوائي الأول أو الهوائي الثاني.
قد يكون للهوائي الأول والهوائي الثاني ترددات طنين مختلفة وفقاً للسعات للعناصر السعة لوحدة التغذية المتصلة بالهوائي الأول والمغذي متصل بالهوائي الثاني، كما قد يتم تأريض الأطراف المتقابلة للرادياتير للهوائي وقد يتم توصيل وحدة التغذية بالنقطة الوسطى للرادياتير للهوائي، وعلاوة على ذلك يمكن تأريض الأطراف المتقابلة للرادياتير للهوائي، وقد يتم توصيل وحدة التغذية بالنقطة الوسطى للرادياتير للهوائي كما يمكن تضمين العنصر السعوي في وحدة التغذية.
