نظام وطريقة الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات

يتعلق نظام الاتصال لاسلكي مثل جهاز ناقل مستجيب به العديد من الهوائيات للاستخدام متعدد الترددات، كما يتألف جهاز الاتصال اللاسلكي من نظام تحكم وإلكترونيات اتصالات وذاكرة وهوائيات سابقة وكما يمكن استخدام جهاز اتصال لاسلكي به هوائي قطبي، ومع هوائي موصل حلقي واحد أو أكثر لتحقيق ترددات التشغيل المطلوبة، خيث قد يتم إقران جهاز اتصال لاسلكي به هوائي ثنائي القطب عبر هوائي موصل حلقي لتوفير تكوينات مختلفة للموصل الحلقي اعتمادًا على التردد.

أساسيات نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات

غالباً ما يكون من نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات تتبع العناصر وتحديدها مثل الطرود والحاويات وما شابه وتوصيل المعلومات المتعلقة بهذه العناصر لاسلكياً، كما تتمثل إحدى طرق التتبع وتوفير المعلومات المتعلقة بالحزم في إرفاق جهاز اتصال لاسلكي، مثل جهاز إرسال مستجيب لتعريف التردد اللاسلكي “RFID” أو أي جهاز تعريف آخر بالحزم أو العناصر.

قد تتضمن المعلومات التي يتم إرسالها بشأن العبوات أو العناصر تواريخ انتهاء الصلاحية وتواريخ  وأرقام الدُفعة ومعلومات التصنيع وما شابه ذلك، حيث قد يتم إرفاق جهاز اتصال لاسلكي بحزمة فردية أو بحاوية تحتوي على حزم متعددة أو أي عنصر آخر حسب ما يقتضيه الموقف.

كما قامت دول مختلفة بتخصيص أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي للاستخدام مع أجهزة الاتصال اللاسلكي هذه، وعلى سبيل المثال قد تستخدم بعض البلدان نطاقات تردد مركزية على “2.45 جيجاهرتز”، وقد تستخدم دول أخرى نطاقات تركز على “13.56 ميجاهرتز” أو “868 ميجاهرتز” أو “915 ميجاهرتز”، ومن المستحسن أن تكون قادراً على الاتصال بمجموعة من هذه الترددات لزيادة وظائف وفائدة جهاز الاتصال اللاسلكي.

ولكل من هذه الترددات قد يحتاج جهاز الاتصال اللاسلكي إلى هوائي مختلف، حيث تستهلك الهوائيات المتعددة بطبيعتها مساحة في جهاز الاتصال اللاسلكي، والتي تعتبر ذات قيمة في عصر التصغير هذا وتتفاقم هذه الحالة عندما يؤخذ في الاعتبار الطول الكهربائي اللازم للهوائيات التي تعمل على هذه الترددات المختلفة.

• “RFID” هي اختصار لـ “Radio Frequency Identification”.

مبدأ عمل نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات

يتم وضع هوائي ثنائي القطب عبر واحد أو أكثر من الهوائيات الموصلة ذات الحلقة المتداخلة لتحقيق ترددات تشغيل متعددة، حيث يتم توصيل علامتي تبويب موصلين بجهاز الاتصال اللاسلكي لتوفير هوائي ثنائي القطب، كما يوفر هذا الهوائي ثنائي القطب أول تردد تشغيل لجهاز الاتصال اللاسلكي، وتقترن الألسنة الموصلة أيضًا عبر هوائي موصل الحلقة المتداخلة من خلال اقتران سعوي.

كما تقترن أيضاً دائرة اتصال لاسلكي ثانية بهوائي موصل الحلقة المتداخلة ومع زيادة التردد تصبح الألسنة الموصلة عبر هوائي موصل الحلقة المتداخلة أقرب إلى الهوائي القصير، لذلك فإنّ تكوينات مختلفة لهوائي موصل الحلقة في هوائي موصل الحلقة المتداخلة يتردد صداها اعتماداً على التردد لتوفير ترددات تشغيل متعددة لجهاز الاتصال اللاسلكي.

كما يتم إقران هوائي قطبي بجهاز اتصال لاسلكي يعمل بمثابة هوائي واحد لتردد تشغيل أول، بحيث يتم وضع هوائي موصل حلقي إضافي واحد على الأقل بالقرب من هوائي القطب، لتوفير تردد تشغيل إضافي واحد على الأقل، وعلى سبيل المثال قد يكون الهوائي القطب هوائياً ثنائي القطب يتكون من علامتي تبويب موصلين مقترنين بجهاز الاتصال اللاسلكي.

ويتم وضع هوائيين موصل حلقي على مقربة من الألسنة للاقتران السعوي، ويتردد صدى كل من الهوائيات ذات الموصل الحلقي بتردد تصميمها الخاص، ونظراً لأنّ علامات التبويب التي تعمل كهوائي ثنائي القطب مقترنة أيضاً بهوائيات موصل الحلقة، فإنّ جهاز الاتصال اللاسلكي قادر على العمل عند ثلاثة ترددات ويتم تحقيق تردد التشغيل الأول من خلال هوائي ثنائي القطب.

كما يتم تحقيق تردد التشغيل الثاني من خلال اقتران سعوي بين جهاز الاتصال اللاسلكي وأحد هوائيات موصل الحلقة، حيث يتم تحقيق التردد من خلال اقتران سعوي بين جهاز الاتصال اللاسلكي وهوائي موصل الحلقة الآخر وينطبق على ترتيب هوائي أحادي القطب، حيث تقترن علامة تبويب موصلة واحدة بجهاز الاتصال اللاسلكي، وبالإضافة إلى ذلك يتم توفير مستوى أرضي ومقارنته بجهاز الاتصال اللاسلكي.

تطور نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات

تشتمل الاختلافات في نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات على استخدام هوائي ثنائي القطب غير متماثل مقترن بحلقات ذات أشكال وأحجام مختلفة، وبالمثل فإنّ التلاعب بالمستوى الأرضي قد يوفر أيضاً الاختلافات المرغوبة، وكما يقترن هوائي ثنائي القطب غير متماثل بهوائيات حلقية مختلفة الحجم ومستوى أرضي موضوع أسفل هوائي ثنائي القطب، حيث يتم شق مستوى الأرض لتقليل التفاعل بين الهوائيات الحلقية وتتضمن إحدى الحلقات حلقة متداخلة وتشتمل الحلقة على هوائي ذداع منخفض التردد.

تم توجيه جهاز الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات لتوفير وظائف متعددة الترددات لجهاز اتصال لاسلكي مثل جهاز إرسال واستقبال، كما يتم توصيل أو إرفاق جهاز اتصال لاسلكي بجهاز أو سلعة تصنيع أو مادة أخرى لتوصيل المعلومات إلكترونياً ولاسلكياً فيما يتعلق بالجهاز أو منتج الصنع أو أي مادة أخرى، كما يستخدم نوعاً محدداً من جهاز الاتصال اللاسلكي يسمى مرسل مستقبل الترددات الراديوية.

كما يتم استخدام “مرسل مستجيب” بالتبادل مع “جهاز اتصال لاسلكي”، ومع ذلك لا يقتصر على استخدام جهاز إرسال واستقبال مثل جهاز الاتصال اللاسلكي، وبعض أجهزة الاتصالات اللاسلكية مثل جهاز إرسال واستقبال لاسلكي “IR / RF”، ولديه إمكانية الإرسال والاستقبال ويمكن استخدامه في نظام الاتصال اللاسلكي متعدد النطاقات.

كما تتمتع أجهزة الاتصالات اللاسلكية الأخرى بالقدرة على استخدام الطاقة المستلمة للاتصال مرة أخرى كعلامة تحديد تردد الراديو، كما يمكن أيضاً استخدام مثل هذه الأجهزة السلبية ويمكن أن يكون جهاز الاتصال اللاسلكي أي نوع من الأجهزة التي تسمح باستقبال الاتصالات اللاسلكية والإلكترونية وقادرة على الاتصال استجابة لها.

قد يكون المرسل المستجيب مصنوعاً من البلاستيك أو مادة مناسبة أخرى ويتألف من نظام تحكم وإلكترونيات اتصالات لاسلكية ومجموعة هوائي وذاكرة، كما تستقبل إلكترونيات الاتصالات اللاسلكية المعلومات لاسلكياً من خلال واحد على الأقل من الهوائيات الموجودة في مجموعة الهوائي، كما تقوم إلكترونيات الاتصالات اللاسلكية باستيعاب المعلومات المستلمة وتوصيلها إلى نظام التحكم.

يتلقى نظام التحكم هذه المعلومات ويتحكم في تشغيل في أحد التجسيدات، ونظام التحكم عبارة عن دائرة متكاملة، أو نوع آخر من المعالجات الدقيقة أو إلكترونيات وحدة التحكم الدقيقة التي تتحكم في عمليات جهاز الإرسال والاستقبال، ونظام التحكم متصل بإلكترونيات الاتصالات اللاسلكية للتواصل واستقبال الإرسال.

قد يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال أيضاً على مغناطيس للمساعدة في ملحق المرسل المستجيب بجزء السطح المغناطيسي، كما قد يكون جزء السطح المغناطيسي مادة موصلة أو قد يكون مادة غير موصلة، وقد يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال أيضاً على مصدر الطاقة الخاص به، مثل بطارية أو مكثف خزان للطاقة اللازمة لتنفيذ العمليات داخل جهاز الإرسال والاستقبال.

كما أنّ جهاز مرسل مستجيب ذو رقاقة واحدة تم تضمينه بجهاز إرسال واستقبال يحتوي على بطاريته الخاصة كمصدر طاقة لمجموعة متنوعة من الوظائف، بحيث تسمح البطارية لجهاز الإرسال والاستقبال بأن يتم تحويله إلى جهاز منارة يعمل بالطاقة الذاتية، وينقل بشكل دوري كلمة البيانات المشفرة الخاصة به دون الحاجة إلى وجود إشارة ناقل.

• “IR / RF” هي اختصار لـ “Radio-Frequency/infrared”.