تأثير الالتقاط

📅 آخر تحديث: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

في جهاز استقبال الراديو ، تُعرف ظاهرة الالتقاط بأنها عملية استقبال يتم فيها فك تشفير الإشارة الأقوى فقط من بين إشارتين أو أكثر يتم استقبالها ضمن نطاق تردد جهاز الاستقبال . وبالتالي، تُمكّن ظاهرة الالتقاط من إعادة استخدام التردد نفسه بفرض مسافة فاصلة كافية، على سبيل المثال، تُستخدم ظاهرة التقاط AM مع اتصالات AM في خدمة AM(R)S (خدمة الاتصالات المتنقلة الجوية)، أو بين أجهزة إرسال FM-BC لظاهرة التقاط FM. كما تُمكّن ظاهرة الالتقاط أجهزة إرسال ILS -LOC و ILS-Glide-Path ثنائية التردد من العمل في المطارات في وجود انعكاسات قوية، مثل تلك الناتجة عن التضاريس والمباني.

ظاهرة FM

لاحظ إدوين أرمسترونغ شكلاً من أشكال تأثير الالتقاط في أعماله المبكرة حول تعديل التردد. ففي بحثه الذي قدمه عام 1936 إلى معهد مهندسي الراديو (IRE)، ذكر أن إشارة تعديل التردد واسعة النطاق قادرة على كبح التداخل من إشارة أخرى على نفس التردد ما لم تتجاوز قوة الإشارة غير المرغوب فيها نصف قوة الإشارة المرغوب فيها تقريبًا. وهذا يمثل عتبة تداخل أعلى بكثير مما هي عليه في أنظمة تعديل السعة (AM). [ 1 ]

يُعرَّف تأثير الالتقاط بأنه الكبت الكامل للإشارة الأضعف عند مُحدِّد الإشارة في جهاز الاستقبال (إن وُجد)، حيث لا يتم تضخيم الإشارة الأضعف ، بل يتم إضعافها . في اتصالات التضمين الترددي (FM)، ينتج تأثير الالتقاط عن مراحل التحديد غير الخطية المستخدمة في أجهزة الاستقبال لكبت ضوضاء السعة. ونتيجةً لذلك، عند وجود إشارتين متزامنتين في القناة، يقوم جهاز الاستقبال بإزالة التضمين من الإشارة الأقوى مع كبت الإشارة الأضعف بشكل كبير. [ 2 ] عندما تكون الإشارتان متساويتين تقريبًا في القوة أو تتلاشيان بشكل مستقل، قد ينتقل جهاز الاستقبال بسرعة من إحداهما إلى الأخرى ويُظهر تذبذبًا .

يمكن أن يحدث تأثير الالتقاط عند مُحدِّد الإشارة، أو في مرحلة إزالة التضمين للدوائر التي لا تتطلب مُحدِّد إشارة. [ 3 ] تتميز بعض أنواع دوائر استقبال الراديو بتأثير التقاط أقوى من غيرها. يُطلق على قياس مدى كفاءة جهاز الاستقبال في رفض إشارة ثانية على نفس التردد اسم نسبة الالتقاط. ويتم قياسها كأقل نسبة بين قدرة إشارتين تؤدي إلى كبح الإشارة الأضعف.

تم الإبلاغ عن ظاهرة تأثير الالتقاط قبل الأول من فبراير عام 1939 من قبل مهندسي شركة جنرال إلكتريك الذين أجروا عمليات بث تجريبية. تم ضبط محطتين تجريبيتين لبث FM، تقعان على بُعد 24 كيلومترًا (15 ميلًا) في مدينتي ألباني وسكنكتادي بولاية نيويورك، للبث على نفس التردد، وذلك لدراسة تأثير ذلك على الاستقبال. وقد تبين أنه في معظم المسار بين المحطتين، لا يمكن سماع سوى إشارة واحدة، مع اختفاء الإشارة الأخرى تمامًا. واستُنتج أن هذا التأثير يحدث عندما تكون قوة الإشارة الأقوى ضعف قوة الإشارة الأضعف تقريبًا. [ 4 ] يختلف هذا اختلافًا كبيرًا عن حالة إشارات تعديل السعة، حيث كان المعيار العام لمحطات البث هو أنه لتجنب التداخل غير المرغوب فيه، يجب أن تكون قوة الإشارة الأقوى عشرين ضعف قوة الإشارة الأضعف تقريبًا. وبالتالي، سمح تأثير الالتقاط لمحطات بث FM العاملة على نفس القناة بأن تكون أقرب إلى بعضها البعض من محطات AM، دون التسبب في تداخل متبادل.

استخدام تأثير التقاط AM

عندما تشترك أجهزة إرسال AM (تعديل السعة) في نفس التردد المركزي، فإن الإشارة الأضعف ستُحدث تشوهات على شكل ترددات خفقان ، أو قد تتداخل الإشارتان تمامًا. إذا تم استقبال إشارة حاملة فقط بدون تعديل، أو تمت إضافتها في جهاز الاستقبال، مثلاً باستخدام مذبذب تردد الخفقان ( BFO )، فسيتم سماع نغمة خفقان بتردد يقع بين ترددي الموجتين الحاملتين.

من خلال إدخال إزاحة تردد بين ترددات الموجة الحاملة بمقدار لا يقل عن مجموع أعلى ترددات التضمين المستخدمة من قبل كلا جهازي الإرسال، سيتم التخلص من توليد ترددات الخفقان، على سبيل المثال، أعلى تردد تضمين هو 2.4 كيلو هرتز، وبالتالي فإن الحد الأدنى لإزاحة التردد بين كلا الموجة الحاملة هو 4.8 كيلو هرتز (=2 × 2.4 كيلو هرتز).

يُستخدم تأثير الالتقاط بنشاط في أوروبا للاتصالات الجوية عالية التردد (VHF) في النطاق من 118 إلى 137 ميجاهرتز لتوفير تغطية للطائرات التي تحلق تحت إشراف مراقبة الحركة الجوية ( ATC ) في قطاعات مراقبة الحركة الجوية الكبيرة التي لا يمكن تغطيتها بموقع إرسال واحد. في قطاعات مراقبة الحركة الجوية الكبيرة، يلزم ما يصل إلى خمسة مواقع إرسال لتوفير تغطية مستمرة ضمن منطقة القطاع. يتم وضع أجهزة الإرسال بشكل استراتيجي لضمان عدم استقبال جميع الإشارات من جميع نقاط الفضاء في وقت واحد.

غالبًا ما يكون تشغيل نظام تحديد موقع الهبوط الآلي (ILS-LLZ) ونظام مسار الانزلاق للهبوط الآلي (ILS-GP) في المطارات مستحيلاً بسبب الانعكاسات القوية، على سبيل المثال على التضاريس والمباني. وقد أدى هذا الحل إلى تطوير نظامي ILS-LOC وILS-GP ثنائيي التردد. [ 5 ] تستخدم أنظمة ILS ثنائية التردد ترددات حاملة إضافية بإزاحة ترددية لا تقل عن 5 كيلوهرتز ولا تزيد عن 14 كيلوهرتز، حيث تتمركز كلتا الإشارتين أعلى وأسفل التردد المركزي الاسمي لقناة ILS-LLZ بعرض 50 كيلوهرتز. [ 6 ] رقم 3.1.3.2.1 تُشع كلتا الإشارتين بنمطين هوائيين مستقلين يتداخلان جزئيًا فقط. تتميز إشارة المسار لنظام ILS-LLZ بقدرة إشعاعية فعالة متناحية (EIRP) أعلى لتوفير مدى يصل إلى 25 ميلًا بحريًا، وقدرة إشعاعية فعالة متناحية أقل لإشارة نظام ILS-Localizer لتوفير مدى يتراوح بين 10 و17 ميلًا بحريًا. في التضاريس الوعرة وتأثيرات الأحوال الجوية، يُستخدم نظام الهبوط الآلي ثنائي التردد ILS-GP. [ 7 ] يُعدّ كل من نظام الهبوط الآلي ثنائي التردد ILS-LOC ونظام الهبوط الآلي ثنائي التردد ILS-GP نظام هبوط دقيقًا قياسيًا لمنظمة الطيران المدني الدولي (ICAO)، وقد تمّ توحيدهما للاستخدام العالمي في الملحق 10 لمنظمة الطيران المدني الدولي. [ 6 ]

يقوم مستقبل AM بإزالة التضمين لأي موجات حاملة ونطاقاتها الجانبية القوية بما يكفي لإزالة التضمين ضمن نطاق تمرير المستقبل، مما ينتج عنه مزيج صوتي، إذا لم تكن ترددات الموجات الحاملة مفصولة بمجموع أعلى ترددات التضمين المستخدمة في كلا جهازي الإرسال. إذا تم استقبال موجة حاملة فقط بدون تضمين أو إضافتها في جهاز الاستقبال، على سبيل المثال باستخدام مذبذب تردد الخفقان ( BFO ) ، فإن النغمة الناتجة هي فرق التردد بين ترددي الموجتين الحاملتين.

التعديل الرقمي

بالنسبة لأنظمة التضمين الرقمي، فقد ثبت أنه بالنسبة لأنظمة التضمين التشغيلي / التضمين بإزاحة السعة المنفذة بشكل صحيح، يمكن أن يكون رفض القناة المشتركة أفضل من أنظمة التضمين بإزاحة التردد .

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. إذا كانت إشارات AM متقاربة ولكن ليس على نفس التردد تمامًا، فإن مزيج الاستقبال لن يحتوي فقط على الصوت من كلا الحاملين، بل سيتضمن أيضًا، اعتمادًا على المسافة بين الحاملين، نغمة تداخل مسموعة تساوي الفرق بين ترددي الحاملين. على سبيل المثال، إذا كان أحد الحاملين يبث بتردد 1000000 كيلوهرتز ، والآخر بتردد 1000150كيلوهرتز،فسينتج عن ذلك مزيج نغمات بتردد 150 هرتز. يمكن أن يحدث هذا المزيج أيضًا عند استقبال حامل AM ثانٍ على تردد مجاور إذا كان عرض النطاق الترددي النهائي لجهاز الاستقبال واسعًا بما يكفي لاستقبال كلتا الإشارتين. في مواقع المنطقة الثانية للاتحاد الدولي للاتصالات، والتي تضم الأمريكتين، يحدث هذا عند 10 كيلوهرتز لنطاق بث AM؛ وفي أماكن أخرى، يمكن أن يحدث عند 9 كيلوهرتز، وهي المسافة الترددية الشائعة الاستخدام في بقية أنحاء العالم. عند حدوث مثل هذا التداخل ضمن نطاق التمرير، يمكن سماع صفير تداخل حاد بتردد 9 أو 10 كيلوهرتز بالضبط. يُعدّ هذا الأمر شائعًا بشكل خاص في الليل عندما تنتقل الإشارات من الترددات المجاورة لمسافات طويلة بسبب ظاهرة الموجات السماوية . تستطيع أجهزة الاستقبال الحديثة القائمة على تقنية SDR التخلص من هذه المشكلة باستخدام مرشح ذي نطاق ترددي ضيق، أصغر من تباعد القنوات، مما يقلل الإشارات خارج نطاق الترددات المسموح بها إلى مستويات ضئيلة للغاية.   

مراجع

  1. ↑ أرمسترونغ، إدوين هـ. (مايو 1936). "طريقة للحد من التشويش في الإشارات اللاسلكية بواسطة نظام تعديل التردد" (ملف PDF) . وقائع معهد مهندسي الراديو . 24 (5): 727-728 . تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2026 - عبر تاريخ الراديو العالمي.
  2. ↑ تيرمان، فريدريك إي. (1947). هندسة الراديو ( الطبعة الثالثة). ماكجرو هيل. الصفحات 445-447 .  
  3. ↑ لينتفار، ك.؛ فلينت، ج. (مايو 1976). "تأثير الالتقاط في أجهزة استقبال FM". معاملات IEEE في الاتصالات . 24 (5): 531-539 . doi : 10.1109/TCOM.1976.1093327 .
  4. ↑ "أرمسترونغ سيبدأ قريباً بث الراديو بدون تشويش" ، البث الإذاعي ، 1 فبراير 1939، الصفحة 19.
  5. ↑ FAA RD-69-12، التقرير النهائي، دراسة تأثير التقاط الترددين على أجهزة استقبال ILS، تشارلز ماني، مارس 1969 .
  6. 1 2 منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO)، الملحق 10، المجلد الأول: أجهزة الملاحة الراديوية، الطبعة 8، التعديل 93. في: منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO)، المعايير الدولية والممارسات الموصى بها. يوليو 2023 .
  7. ↑ الولايات المتحدة، FAA-R-6750.1، التقرير النهائي، أداء منحدر الانزلاق ذو تأثير الالتقاط والمرجع الجانبي في وجود ثلوج عميقة، كينت تشامبرلين، يوليو 1978 .