هوائيات Adcock

هوائيات “Adcock” هي في الأساس ترتيبات من هوائيات رأسية متعددة في مسافات منفصلة على مسافة معينة، حيث تم اقتراحه من قبل مهندس من أصل بريطاني يدعى لينت أدكوك عام 1916م وهكذا سمي هذا الهوائي باسمه.

ما هو هوائي Adcock؟

هوائي “Adcock”: هو هوائي يحتوي على ترتيبات هوائيين رأسيين يفصل بينهما مسافة صغيرة، كما تستخدم الهوائيات لغرض إرسال أو استقبال موجات الراديو الاتجاهية، ومع ذلك في المستوى الأولي، تم استخدامه بشكل رئيسي لغرض استقبال الإشارة، كما يعمل كمكون أساسي لأنظمة الملاحة الراديوية.

أمّا بالنسبة للموجات المستقطبة رأسياً، فإنّها تعمل بنفس طريقة عمل الهوائي الحلقي، كما أنّه يُعد مشابه للهوائي الحلقي، وهنا أيضاً يكون التيار الناتج في هوائي “Adcock” يساوي فرق متجه للجهود المستحثة في الهوائيين الرأسيين الموجودين فوق الأرض، لكنّ موجات السماء المستقطبة أفقياً التي تصل إلى الأجزاء الأفقية من الهوائي تُلغى بسبب وجود نفس الحجم والمرحلة.

في الأساس، في مثل هذا الترتيب يتم استخدام أنبوب معدني توضع بداخله الأسلاك الأفقية، كما يعمل هذا الأنبوب كدرع للأسلاك باتجاه موجات الراديو الواردة، وهذا يجعل هوائي “Adcock” غير حساس للموجات المستقطبة أفقياً، وبذلك يجعلها خالية من الأخطاء المتعلقة بالاستقطاب، وهذا يدل على أنّ ترتيب الدائرة لهوائي “Adcock” يجعله يظهر طبيعة خالية من تأثير الموجات المستقطبة أفقياً القادمة إلى الأسفل.

يتميز نظام هوائي “Adcock” بنظامين لهوائيين لهما قواعد هندسية مختلفة الحجم مرتبة بشكل مركز فيما يتعلق ببعضها البعض، حيث يشتمل نظام الهوائي الخارجي على ضعف عدد الهوائيات الفردية مقارنة بالنظام الداخلي، كما يتم ترتيب اثنين من هذه الهوائيات الخارجية دائماً بشكل متماثل فيما يتعلق بخط شعاعي عبر مركز النظام بأكمله وواحد من الهوائيات للنظام الداخلي، ويتم إزاحة الهوائيات بشكل زاوي بمقدار “1r / n” والخط الشعاعي، حيث يمثل “n” عدد الهوائيات في النظام الخارجي، وفي كل حالة يتم توصيل الهوائيين الخارجيين المرتبين على هذا النحو بالتوازي مع بعضهما البعض.

مقارنة بين الهوائي الحلقي وهوائي Adcock:

في هوائي “Adcock” مع التدريع المناسب والتوازن، للترددات التي تزيد عن “5 ميجاهرتز” يمكن تحقيق المحمل المطلوب حتى مسافة “160 كم”، ومع ذلك عندما يتم النظر في نفس الشروط للهوائي الحلقي فإنّه يفشل تماماً، ولكن إنّ الهوائي الحلقي له عدة دورات، في حين أنّ هوائي “Adcock” يمتلك هوائيات طويلة مثل هذه المنعطفات، وبالتالي فإنّ الارتفاع التقريبي لهوائي “Adcock” هو نفس الارتفاع الفردي للهوائي الحلقي، لذلك عند النظر في جميع منعطفات الهوائي الحلقي، من حيث الجهد المستحث، فإنّ هوائيات “Adcock” أدنى إلى حد ما من الهوائيات الحلقية.

وبعد ذلك من أجل الحصول على جهد مستحث بشكل أفضل من الهوائي الحلقي، يجب أن يكون لهوائيات “Adcock” حجم مادي كبير جداً للحصول على ناتج قابل للمقارنة، وإلى جانب ذلك هناك نقطة أخرى وهي أنّ الهوائي الحلقي يُظهر ممانعة حثية داخلية معتدلة ويمكن ضبطه بسهولة للرنين مع المنعطفات المناسبة في الحلقة واستخدام السعة المتغيرة بأقل خسارة ممكنة، وبينما يعمل “Adcock” كمصدر للطاقة يمتلك مقاومة داخلية عالية بالسعة، وبالتالي من أجل ضبطه على الرنين يجب استخدام ملف الحث العالي، ولكن هذا سيضيف قدراً كبيراً من الخسارة إلى الدائرة.

ترتيبات مختلفة من هوائي Adcock:

إنّ أبسط هوائي “Adcock” يشتمل على هوائيين عموديين في الترتيب، ومع ذلك يمكن ترتيب هذين الهوائيين بطرق مختلفة من أجل تحقيق الغرض من تحديد الاتجاه عند ترددات مختلفة، وبشكل عام في مدى التردد بين “2 ميجاهرتز” إلى “30 ميجاهرتز”، بسبب الموجات المستقطبة أفقياً، يوجد خطأ في الاستقطاب في هوائي حلقة، وبالتالي للتغلب على هذا يتم استخدام هوائيات “Adcock” المرتفعة من النوع “H”، وهذا موضح في الشكل أدناه:

هنا يتم فصل ثنائيات الأقطاب الرأسية بمساعدة الدعم الأفقي، حيث يتم تكوين اتصال متقاطع لخطوط النقل في المركز، وتجدر الإشارة إلى أنّه مع زيادة المسافة بين الأرض والأطراف السفلية لهيكل الهوائي يحدث انخفاض في خطأ الاستقطاب، وعلاوة على ذلك يوضح الشكل أدناه النصف العلوي من الهوائي المرتفع من النوع H:

كما نرى في الشكل أعلاه، فإنّ الجزء الأفقي من الهيكل قريب جدًا من الأرض، وعند النظر إلى الحالة المثالية للأرض كموصل مثالي، سيكون الاستقطاب صفراً، ومع ذلك إنّ الأرض ليست موصلاً مثالياً، فإنّ الاستقطاب الأفقي سيؤدي إلى بعض الجهد في الجزء الأفقي، وهذا يؤدي إلى حدوث خطأ في الاستقطاب، ومع ذلك مع استخدام التدريع المناسب في الجزء الأفقي من الهيكل، يمكن تقليل خطأ الاستقطاب كما هو موضح في الشكل أدناه.

لكن في بعض الأحيان يتم وضع الجزء الأفقي من ترتيب “Adcock” تحت الأرض، كما أنّه عندما يكون الجزء الأفقي من الترتيب غير محمي، يكون الاستقطاب مرتفعاً إلى حد ما، ولكن في حالة الحماية يتم تقليل استقطاب هوائي “Adcock” إلى النصف، بينما إذا تم وضع الجزء الأفقي من الترتيب في الأرض، فهذا يقلل من الاستقطاب أكثر.

ومع ذلك، في هذه الحالة يُظهر مقدار خطأ الاستقطاب الاعتماد على العمق الذي وُضع فيه الجزء الأفقي جنباً إلى جنب مع توصيل الأرض وترددها، وعلاوةً على ذلك يتم إنشاء نوعين آخرين من هوائيات “Adcock”، والتي تعتبر نسخة معدلة من نوع “H” المرتفع “Adcock”، حيث يظهر هوائي Adcock المتوازن أدناه:

يتم تشكيل ذلك عن طريق تقليل طول الأطراف الرأسية السفلية للترتيب وهذا يسهل تقليل المسافة بين الأرض والجزء الأفقي من الهيكل، وأيضاً يتم استخدام سعات منفصلة لتعويض الممانعة، حيث قد تم اختيار هذا، بحيث تظهر مقاومة الأطراف العلوية والسفلية التي تنتقل إلى نقطة المركز التكافؤ، وعلاوةً على ذلك يتم تعديل النوع، حيث يتم توفير الاقتران المتبادل الفردي لكل هوائي رأسي فيما يتعلق بدائرة الخرج. هذا موضح أدناه:

هنا، بسبب الاقتران المتبادل تزداد الممانعة بين الهوائي الرأسي والمغذيات الأفقية وبالتالي يتم تقليل خطأ الاستقطاب، لذلك تكون كفاءة نظام هوائي “Adcock” تعتمد على غربلة الجزء الأفقي من الترتيب.

ما هي هوائيات Adcock ذو الحلقة الصغيرة؟

الحلقة الصغيرة جيدة على الموجة الأرضية أو الزوايا المنخفضة جداً، لكن الحلقة الصغيرة تفتقر تماماً تقريباً إلى تعريف فارغ للموجة السماوية، وهوائي “Adcock” وبافتراض أنّه يمكن بناؤه بشكل صحيح، لديه نمط تحديد اتجاه أفضل بكثير، حيث تتمثل الصعوبة الرئيسية في إنشاء “Adcock” في نظام التغذية، ونظراً لأنّ العناصر ذات مقاومة عالية جداً، ولأنّ الصاري الداعم وخط التغذية يجب أن يدخلوا هوائي “Adcock” داخل المنطقة النشطة للهوائي، فقد يكون الوضع الشائع مشكلة.

الدوران الكهربائي في هوائيات Adcock:

يمكن دمج هوائيين حلقيين أو اثنين من هوائيات “Adcock” من خلال أي نظام يغير المستويات النسبية لجعل المكافئ التقريبي لهوائي واحد يمكنه الدوران “180 درجة”، حيث يغير مقياس الزوايا بشكل أساسي نسبة مستويات الإشارة من الهوائيين الحلقيين، كما يمكن لمقياس الجهد أن يفعل الشيء نفسه، باستثناء أنّ مقياس الزوايا له انقلاب طوري بمقدار “180 درجة” عندما يعبر تيار واحد مستوى الصفر، حيث سيكون مقياس الجهد بالإضافة إلى مفتاح الانعكاس المكافئ الكامل لمقياس الزوايا.