- إنضم
- 18 نوفمبر 2021
- المشاركات
- 4,453
- مستوى التفاعل
- 20,571
- النقاط
- 0
- المستوي
- 4
- الرتب
- 4
مفهوم الرادار وأساسيات عمل الرادار
الجزء الثانى
الهوائي ( Antenna )
الهوائي هو جهاز كهربائي يحول الطاقة الكهربائية إلى موجات راديو والعكس
و يتم استخدام الهوائي ليس فقط على الرادار ولكن أيضا على أجهزة التشويش و أنظمة التحذير الراداري ونظام الاتصالات
و تتمثل وظيفة الهوائي أثناء الإرسال في تركيز طاقة الرادار من جهاز الإرسال في حزمة على شكل يشير إلى الاتجاه المطلوب اما أثناء الاستقبال تتمثل وظيفة الهوائي في جمع طاقة الرادار العائدة الموجودة في إشارات الصدى وتوصيل هذه الإشارات إلى جهاز الاستقبال و غالبا ما تتميز الهوائيات بشكل شعاعها وكفاءتها.
هوائي ثنائي القطب ( Dipole Antenna )
الهوائي ثنائي القطب أو المزدوج هو أبسط فئة من الهوائي وأكثرها استخداما
و يتكون من عنصرين موصلين متطابقين مثل الأسلاك المعدنية أو القضبان والتي عادة ما تكون متناظرة ثنائيا
و يتم تطبيق تيار القيادة من جهاز الإرسال أو لاستقبال الهوائيات حيث يتم أخذ إشارة الخرج إلى جهاز الاستقبال بين نصفي الهوائي
و يتم توصيل كل جانب من خط التغذية بجهاز الإرسال أو الاستقبال بأحد الموصلات
وتعتبر ثنائيات الأقطاب هي هوائيات رنانة مما يعني أن العناصر تعمل كرنانات مع موجات ثابتة من التيار الراديوي تتدفق ذهابا وإيابا بين نهاياتها
لذلك يتم تحديد طول العناصر ثنائية القطب من خلال الطول الموجي لموجات الراديو المستخدمة
ثنائيات الأقطاب هي هوائيات متعددة الاتجاهات وبالتالي غالبا ما تستخدم في أنظمة الاتصالات
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
هوائي أحادي القطب ( Monopole Antenna )
الهوائي أحادي القطب هو نصف هوائي ثنائي القطب مثبت بشكل عمودي على نوع من الأسطح الموصلة يسمى المستوى الأرضي.
و الاتجاهية لهوائي أحادي القطب هي ضعف اتجاهية هوائي ثنائي القطب ضعف الطول لأنه لا يوجد إشعاع يحدث تحت المستوى الأرضي
وبالتالي يكون الهوائي ضعف التوجيه بشكل فعال و نظرا لارتفاع الاتجاهية يمكن للهوائي أحادي القطب أن يرسل موجة لمسافة أبعد مع قدرة إرسال مماثلة
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
هوائي ياغي أودا ( Yagi-Uda Antenna )
هوائي Yagi هو هوائي اتجاهي يتكون من عدة عناصر متوازية في خط
و غالبا ما تتكون من عنصر تغذية واحد أو عنصر مدفوع و عادة ما يكون هوائي ثنائي القطب أو هوائي ثنائي القطب مطوي
هذا هو العضو الوحيد من الهياكل السابقة الذي يتم إثارته بالفعل (جهد مصدر أو تيار مطبق) بقية العناصر طفيلية فهي تعكس أو تساعد على نقل الطاقة في اتجاه معين.
و غالبا ما يكون هوائي التغذية هو الثاني من النهاية كما هو موضح في الصورة التالية كما غالبا ما يتم تغيير حجم هوائي التغذية هذا لجعله رنينا في وجود العناصر الطفيلية
ويعتبر العنصر الموجود على يسار عنصر التغذية هو العاكس و يكون العنصر العاكس أطول قليلا من عنصر التغذية و عادة ما يكون هناك عاكس واحد فقط
و تؤدي إضافة المزيد من العاكسات إلى تحسين الأداء بشكل طفيف للغاية
و يعتبر هذا العنصر مهما في تحديد النسبة الأمامية إلى الخلفية (الكسب في الاتجاه الأقصى إلى الاتجاه المعاكس) للهوائي
اما العناصر الموجودة على يمين عنصر التغذية هي عناصر المخرج وغالبا ما تكون أقصر قليلا من عنصر التغذية
و يحتوي هوائي Yagi على مدى تردد تشغيل ضيق للغاية وغالبا ما يكون الحد الأقصى للكسب حوالي 17 ديسيبل.
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
هوائي عاكس الزاوية ( Corner Reflector Antenna )
هوائي عاكس الزاوية هو نوع من هوائيات الرادار التي تستخدم غالبا لأجهزة إرسال ترددات VHF و UHF
و يتكون من عنصر مدفوع (يمكن أن يكون ثنائي القطب أو صفيف Yagi) مثبت أمام شاشتين عاكستين مستطيلتين مسطحتين متصلتين بزاوية عادة تكون 90 درجة
و يمكن أن تكون الشاشة العاكسة عبارة عن صفيحة معدنية أو عنصر شبكي (للرادار منخفض التردد) لتقليل الوزن وتحسين مقاومة الرياح للهيكل
هوائي عاكسات الزاوية لديه كسب معتدل من 10-15 ديسيبل وعرض نطاق ترددي واسع
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
الهوائي اللوغاريتمي الدوري ( Log-periodic Antenna )
تتكون مصفوفة ثنائي القطب اللوغاريتمية الدورية من عدد من العناصر ثنائية الأقطاب نصف الموجة ذات الطول المتزايد تدريجيا
ويتكون كل منها من زوج من القضبان المعدنية و يتم تثبيت ثنائيات الأقطاب بالقرب من بعضها البعض في خط واحد متصلة بالتوازي مع خط التغذية بمرحلة متناوبة
و على الرغم من أن السجل الدوري يشبه تصميمات Yagi متعددة العناصر في المظهر إلا أنها تعمل بطرق مختلفة جدا
و تؤدي إضافة عناصر إلى Yagi إلى زيادة اتجاهها (الكسب) بينما تؤدي إضافة عناصر إلى LPDA إلى زيادة استجابة التردد (عرض النطاق الترددي)
كما يعد تردد التشغيل الواسع للغاية أحد المزايا الرئيسية لمصفوفة ثنائية القطب لوغاريتمية دورية مقارنة بأنواع الهوائيات الأخرى
و يعتبر طول العنصر في مصفوفة سجل الدوري ثنائي القطب مرتبط لوغاريتميا
حيث يعتبر طول أطول عنصر هو 1/2 من الطول الموجي لأدنى تردد بينما طول أقصر عنصر هو 1/2 من الطول الموجي لأعلى تردد
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
الهوائي الحلزوني ( Helical Antenna )
الهوائي الحلزوني هو هوائي يتكون من سلك موصل ملفوف على شكل حلزوني و عادة يتم تركيب هوائيات حلزونية على مستوى أرضي
ويكون خط التغذية متصل بأسفل اللولب والمستوى الأرضي و يمكن أن تعمل الهوائيات الحلزونية في أحد الوضعين الرئيسيين - الوضع العادي أو الوضع المحوري.
الوضع العادي / الحلزونى العريض : و فيها تكون أبعاد الحلزون صغيرة مقارنة بالطول الموجي لتردد الإرسال
و يعمل الهوائي بشكل مشابه لثنائي القطب القصير كهربائيا أو أحادي القطب
ويكون نمط الإشعاع على غرار هذه الهوائيات متعدد الاتجاهات مع أقصى إشعاع بزوايا قائمة على محور الحلزون
ويكون الإشعاع مستقطب خطيا بالتوازي مع المحور الحلزوني و تستخدم هذه للهوائيات المدمجة لأجهزة الراديو المحمولة والمتنقلة ثنائية الاتجاه
الوضع المحوري / الحلزونى النهائي : وفيها تكون أبعاد الحلزون قابلة للمقارنة مع الطول الموجي لتردد الإرسال
و يعمل الهوائي كهوائي اتجاهي يشع شعاعا من أطراف الحلزون
و على طول محور الهوائي يشع موجات الراديو المستقطبة بشكل دائري وغالبا ما تستخدم هذه للاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )
هوائي معيني ( Rhombic Antenna )
الهوائي المعيني هو هوائي سلكي اتجاهي عريض النطاق يتكون من واحد إلى ثلاثة أسلاك متوازية معلقة فوق الأرض في شكل معيني (ماسي)
مدعوما بأعمدة أو أبراج في كل رأس يتم توصيل الأسلاك به بواسطة عوازل و كل جانب من الجوانب الأربعة له نفس الطول
وعادة ما يكون طوله الموجي واحدا على الأقل (ë) أو أكثر.
و غالبا ما تستخدم الهوائيات المعينية للاتصال والعمل حول النطاق HF.
نمط الإشعاع ( Radiation Pattern )