محلل الهوائي

محلل هوائي يقيس نسبة الموجة الموقوفة (SWR) والمعاوقة المركبة لحمل وهمي. MFJ-269، شركة MFJ Enterprises Inc.

جهاز تحليل الهوائي أو محلل الهوائي البريطاني (المعروف أيضًا باسم جسر الضوضاء أو جسر RX أو محلل SWR أو محلل RF ) هو جهاز يستخدم لقياس معاوقة الإدخال لأنظمة الهوائي في تطبيقات الإلكترونيات الراديوية .

في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، بما في ذلك هواة الراديو ، يُعد محلل الهوائي أداة شائعة الاستخدام لضبط أداء الهوائي وخطوط التغذية بدقة، بالإضافة إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها. [ 1 ]

لطالما استُخدمت جسور الهوائيات في صناعة البث لضبط الهوائيات. يتوفر جسر يقيس المعاوقة المركبة أثناء تشغيل جهاز الإرسال، وهو أمر ضروري عمليًا عند ضبط أنظمة الهوائيات متعددة الأبراج. [ 2 ] وفي الآونة الأخيرة، أصبحت أجهزة تحليل الشبكة ذات القراءة المباشرة أكثر شيوعًا.

أنواع أجهزة التحليل

توجد عدة أجهزة مختلفة متفاوتة في التعقيد والدقة لاختبار الهوائيات وخطوط التغذية الخاصة بها. ويمكن استخدامها جميعًا لقياس الدوائر والمكونات الكهربائية الأخرى (من حيث المبدأ على الأقل). [ 3 ]

  • أبسطها هو مقياس نسبة الموجة الموقوفة (SWR) ، الذي يُشير فقط إلى درجة عدم التوافق؛ ويجب استنتاج المعاوقة غير المتطابقة الفعلية عن طريق قياس عدة ترددات قريبة وإجراء بعض الحسابات البسيطة. يتطلب مقياس نسبة الموجة الموقوفة جهاز إرسال أو مولد إشارة لتوفير إشارة اختبار طاقة ببضعة واط.
  • يمكن لجسر الهوائي القياس عند الطاقة المنخفضة، ولكنه يتطلب أيضًا إشارة اختبار مزودة؛ اعتمادًا على دائرة الجسر، يمكن استخدامه لقياس كل من المفاعلة والمقاومة عن طريق قراءة القيم المحددة على المقابض التي تم ضبطها للمطابقة.
  • يُوفر كل من جسر الضوضاء ومحلل الشبكة إشارات اختبار منخفضة الطاقة للغاية؛ وكلاهما قادر على قياس كل من المقاومة والمفاعلة، إما عن طريق الحساب أو عن طريق قراءة المقابض المُعدّلة لتحقيق التوافق. تعرض المحللات الحديثة المقاومة والمفاعلة مباشرةً، حيث تُجرى الحسابات داخليًا بواسطة معالج دقيق .

جسر الهوائي

في جسر الهوائي النموذجي، يتم ضبط مكثف الضبط ( C ) لتحقيق توازن الجسر عندما يكون المكثف المتغير على اليسار في وضع نصف التعشيق. وبذلك، سيتمكن الجسر من تحديد ما إذا كان الهوائي حملاً سعوياً أم حثياً.

تتكون دائرة الجسر من جزأين، وهما عبارة عن معاوقات مركبة تعتمد على التردد . الجزء الأول عبارة عن دائرة في جهاز التحليل تحتوي على مكونات معايرة يمكن قراءة معاوقتها الكلية على مقياس. أما الجزء الثاني فهو المجهول - إما هوائي أو مكون تفاعلي .

لقياس المعاوقة، يتم ضبط الجسر بحيث تتساوى معاوقة طرفيه . وعندما تتساوى المعاوقة، يكون الجسر متوازنًا. باستخدام هذه الدائرة، يمكن قياس معاوقة الهوائي الموصول بين ANT وGND، أو ضبط الهوائي حتى تصبح معاوقته مساوية لمعاوقة الشبكة على الجانب الأيسر من الرسم التخطيطي أدناه. يمكن تشغيل الجسر إما بضوضاء بيضاء أو بإشارة حاملة بسيطة (موصولة بـ drive). في حالة الضوضاء البيضاء ، يمكن أن يكون سعة إشارة الإثارة منخفضة جدًا، ويُستخدم مستقبل راديوي ككاشف. أما في حالة استخدام إشارة حاملة بسيطة، فيمكن استخدام كاشف ثنائي أو مستقبل، وذلك حسب مستوى الإشارة. [ 4 ] في كلتا الحالتين، يشير الصفر إلى أن الجسر متوازن.

أجهزة قياس الجهد والتيار المعقدة

يقيس نوع ثانٍ من محللات الهوائيات الجهد المركب عبر الهوائي والتيار الداخل إليه. ثم يستخدم المشغل أساليب رياضية لحساب المعاوقة المركبة، أو يقرأها من مقياس معاير أو شاشة عرض رقمية. تُسمى الأجهزة الاحترافية من هذا النوع عادةً محللات الشبكة . [ 5 ]

لا تتطلب أجهزة التحليل الحديثة من المشغل ضبط أي مقابض R و X كما هو الحال في أجهزة التحليل الجسرية. تتميز العديد من هذه الأجهزة بقدرتها على مسح التردد تلقائيًا عبر نطاق واسع، ثم عرض خصائص الهوائي على شاشة بيانية. أما القيام بذلك باستخدام جهاز جسري يدوي التشغيل فسيكون مُستهلكًا للوقت، إذ يتطلب تغيير التردد وضبط المقابض عند كل تردد للحصول على التطابق المطلوب.

طرق الطاقة العالية والمنخفضة

تتضمن العديد من أجهزة الإرسال مقياس نسبة الموجة المرتدة (SWR) في دوائر الإخراج، ويعمل هذا المقياس عن طريق قياس الموجة المنعكسة من الهوائي إلى جهاز الإرسال ، والتي تكون ضئيلة عند ضبط الهوائي بشكل صحيح. قد تُشكل الطاقة المنعكسة من هوائي غير مضبوط بشكل جيد حملاً غير مناسب على جهاز الإرسال، مما قد يُلحق به الضرر. يتطلب مقياس نسبة الموجة المرتدة (SWR) حوالي 5-10  واط من الإشارة الخارجة من الراديو لتسجيل الطاقة المنعكسة (إن وُجدت)، ثم يُشير فقط إلى درجة عدم التطابق النسبية، وليس إلى المعاوقة التفاعلية والمقاومة الموجودة في نهاية خط تغذية الهوائي.

لا يتطلب محلل الهوائي ذو المعاوقة المركبة عادةً سوى بضعة ميلي واط من الطاقة لتطبيقها على الهوائي، ويُصدر إشارته الخاصة، دون الحاجة إلى أي إشارة اختبار من جهاز إرسال. ويُجنّب استخدام إشارة اختبار منخفضة الطاقة تلف المحلل عند اختبار هوائي غير متطابق. [ 5 ] إضافةً إلى ذلك، ونظرًا لانخفاض طاقة إشارته، يُمكن استخدام المحلل لترددات خارج نطاقات الإرسال المرخصة لمشغله، وبالتالي قياس أداء الهوائي عبر نطاق ترددات غير مقيد.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ويلسون، مارك جيه؛ ريد، دانا جي، محرران. (2007). دليل الرابطة الأمريكية لهواة الراديو للاتصالات اللاسلكية . نيوينغتون، كونيتيكت: الرابطة الأمريكية لهواة الراديو . ISBN 978-0-87259-976-5المرجع الشامل لهندسة الترددات اللاسلكيةرقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 978-0-87259-976-5
  2. باتيسون، جون. "استخدام جسر معاوقة التشغيل" . مجلة راديو ( نسخة إلكترونية). نيو باي ميديا. مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2016. رائد تكنولوجيا الراديو 
  3. هالاس، جويل ر. (W1ZR) (أغسطس 2016). "محللات الهوائيات - الأساسيات". مجلة QST . الرابطة الأمريكية لهواة الراديو . الصفحات 32-34 . ISSN 0033-4812 .  {{cite magazine}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  4. كار، جوزيف ج. (11 ديسمبر 2000). "الفصل 17: بناء واستخدام جسر ضوضاء الترددات الراديوية". أسرار تصميم دوائر الترددات الراديوية ( الطبعة الثالثة). ماكجرو هيل / تاب إلكترونيكس. ص 319. ISBN    0-07-137067-6،رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 978-0071370677
  5. 1 2 كار، جوزيف ج. (1 أكتوبر 1999). "الفصل 5: محللات الطيف والشبكة؛ الفصل 12: قياسات الهوائي وخطوط النقل". الاختبار والقياس العملي للترددات الراديوية: دليل فني ( الطبعة الأولى). نيونس. الصفحات 102، 319. ISBN     0-7506-7161-0،رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 978-0-7506-7161-3