هندسة الاتصالات

عندما يكون للشبكة الثنائية مصادر مستقلة متنوعة، حيث يتم تحديد التيار أو الجهد عبر الدائرة عن طريق جمع الاستجابات الفردية.

اخترع رالف هارتلي مذبذب "Hartley Oscillator" عام 1915م، ومن ثم أطلق عليه اسم "Hartley Oscillator".

تُعتبر الهوائيات جزءاً أساسياً من نظام الاتصال اللاسلكي، حيث أنّ الهوائي هو جهاز يغير إشارة التردد اللاسلكي إلى موجة كهرومغناطيسية مكافئة.

إنّ الهوائي يعمل كعنصر أساسي في نظام الاتصالات اللاسلكية، حيث يتطلب كل من طرفي الإرسال والاستقبال هوائي.

يُعد انتشار الموجة الأرضية بشكل عام تقنية انتشار إشارة منخفضة التردد توضح مدى ملاءمتها لمدى التشغيل الصغير فيما يتعلق بالمسافة.

يتراوح مدى التردد المسموح به في حالة انتشار موجة السماء بين "3 ميجاهرتز" إلى "30 ميجاهرتز" حيث تنعكس الموجات الكهرومغناطيسية في النطاق.

يُعد انتشار الموجات الفضائية هو نوع انتشار الموجات الراديوية التي تنتشر فيها الموجات الراديوية إمّا مباشرةً من هوائي الإرسال إلى هوائي الاستقبال.

بشكل أساسي في انتشار القناة، على الرغم من انعكاسها من طبقة الأيونوسفير أو الانزلاق فوق سطح الأرض، تنتشر الموجات من طرف إلى آخر.

يحدث الخبو متعدد المسيرات في أي بيئة يوجد فيها انتشار متعدد المسارات وهناك بعض الحركة للعناصر داخل نظام الاتصالات الراديوية.

قبل عام 1930م، كان الطيف الراديوي فوق "30 ميجاهرتز" خالياً تقريباً من الإشارات الاصطناعية، أمّا اليوم تملأ إشارات الراديو المدنية الطيف الراديوي في ثمانية نطاقات تردد.

يتم إعطاء ملف حمل تيار "RF" دورة واحدة في حلقة، ويمكن استخدامه كهوائي يسمى هوائي حلقة ستكون التيارات عبر هوائي الحلقة هذا في الطور.

إنّ ممانعة الهوائي مفهوم بسيط، حيث تتعلق الممانعة بالجهد والتيار عند دخل الهوائي، كما يمثل الجزء الحقيقي من مقاومة الهوائي القدرة التي تُشع بعيداً.

يُعد "هوائي V" نسخة محسّنة من هوائي سلك طويل يوفر كسباً واتجاهية أعلى من هوائي السلك الطويل.

يوضح الرسم البياني للإشارة في محلل الطيف خصائص الإشارة، حيث يُمثل المحور الرأسي السعة بينما يُشير المحور الأفقي إلى التردد ويُعرف باسم تمثيل مجال التردد.

يتكون هوائي الفتحة "Slot Antenna" عموماً بجعل قطع فتحة ممدود نحو "λ / 2" طول وعرض أقل جداً من "λ / 2" في صفيحة موصل معدني.

نظراً لأنّه يتم تشكيل هوائي "Microstrip" أو "Patch" باستخدام أسلوب "microstrip" عن طريق الإنتاج على لوحة دوائر مطبوعة "printed circuit board".

يعمل الهوائي المعيني بشكل عام على نطاقات عالية التردد وعالية التردد، ونطاق التشغيل موجود بين "30 ميجاهرتز" إلى "300 ميجاهرتز".

يُعد هوائي البوق "Horn Antenna" بأنّه دليل موجي يتم توسيع أحد نهاياته على شكل البوق، وبسبب هيكل الهوائي المتوهج وهناك اتجاهية أكبر.

تُستخدم الهوائيات الحلزونية "Helical Antenna" في تطبيقات في الاتصالات خارج الأرض، مثل مُرحّلات القمر الصناعي وما إلى ذلك.

تُعرف الهوائيات الفردية المختلفة التي تم تكوينها لتشكيل مجموعة الهوائي بالعناصر، كما يُعد ترتيب هوائيات متعددة كمصفوفة لتشكيل نظام واحد طريقة شائعة.

في الهوائي الواحد على الرغم من وجود اتجاهية جيدة يفشل إلى حد ما في إرسال الإشارة إلى جهاز الاستقبال دون خسائر.

يُصنف نوع الهوائي المحدد على أساس الزوايا فقط، على أنّه هوائي مستقل عن التردد، وفي مثل هذه الحالات لا تظهر كل من الممانعة ومخطط الإشعاع اعتماداً على التردد.

تحمل الهوائيات العاكسة أهمية كبيرة عندما نتعامل مع الإشارات التي تعمل في نطاقات تردد الميكروويف.

يتشكل عاكس الزاوية "A dihedral" عندما يتم توصيل لوحين موصلين بشكل عمودي، وهذا يستخدم بشكل رئيسي في الهوائيات.

تُستخدم هوائيات العدسة السطح المنحني للإرسال والاستقبال، حيث تتكون هوائيات العدسة من الزجاج.

تُشير فتحة الهوائي بالمعنى العام إلى وجود فتحة على السطح، وفتحة الهوائي هي المصطلح المستخدم للهوائيات التي تحتوي على فتحة على سطحها.

يُعتبر استقطاب الهوائي معلمة حاسمة ويجب مراعاتها عند اختيار الهوائي أو تركيبه، حيث إنّه مرتبط ببساطة بخصائص استقطاب الموجة.

إنّ المعلمات الرئيسية التي تحدد أداء نظام الهوائي في وقت إرسال الإشارة واستقبالها هي الكسب والكفاءة ومخطط الإشعاع والممانعة.

إنّ قياسات الهوائي تتوافق مع تحليل معلمات مختلفة للهوائي للحصول على فكرة عن أداء الهوائي، لهذا الغرض يُنظر إلى "AUT" بالاقتران مع هوائي المصدر.

يُعتبر قياس كسب الهوائي جانباً مهماً من جوانب قياس الهوائي، والسبب في ذلك هو أنّ كسب الهوائي له دوراً مهماً للغاية في التنبؤ بأداء الهوائي.