متنوع

ارتفاع الهوائي

ارتفاع الهوائي

يؤثر ارتفاع الهوائي بشكل كبير على أدائه. الجوانب بما في ذلك مقاومة التغذية ومخطط الإشعاع وفقد الإشعاع والمسافة من التداخل وتقليل إمكانية التعرض لإشعاع التردد اللاسلكي وما إلى ذلك.

بشكل عام ، كلما كان الهوائي أعلى ، كان أداؤه أفضل ، ولكن في بعض الأحيان هناك بعض الحدود حيث يوجد قانون لتناقص الغلة ، ولكن غالبًا ما يكون هذا خارج نطاق مستخدمي الراديو الهواة ، ولكن في بعض الأحيان تريد جهات البث الهوائيات العالية بشكل خاص للحصول التغطية المطلوبة في الترددات العالية جدا والترددات فوق العالية.

غالبًا ما يستثمر المذيعون في الأبراج العالية جدًا ، خاصةً لعمليات البث الإذاعية VHF و UHF. لا يمكن الحصول على أكبر مساحة تغطية إلا بزيادة ارتفاع الهوائي.

ارتفاع الهوائي عند HF

بسبب الطول الموجي للإشارات عند HF ، تميل الهوائيات إلى أن تكون قريبة نسبيًا من الأرض من حيث الأطوال الموجية الكهربائية. هذا يعني أن الأرض تتفاعل مع الهوائي ، ولا سيما الهوائي الأفقي بعدة طرق.

هناك عاملان أساسيان يلعبان دور هوائيات HF:

  • زاوية الإشعاع: بالنسبة للاتصالات بعيدة المدى عند HF ، وجد أنه كلما انخفضت زاوية إشعاع الهوائي ، كان ذلك أفضل. توصي العديد من السلطات المختصة بتصميم الهوائي وتركيبه بأن يبلغ ارتفاع الهوائي نصف طول موجة على الأقل. يمكن أن يكون هذا سهلاً نسبيًا بالنسبة للترددات التي تزيد عن 15 ميجاهرتز أو نحو ذلك ، ولكن بالنسبة للترددات المنخفضة ذات الأطوال الموجية الأطول ، فمن غير المرجح أن يكون هذا هو الحال.

    من الممكن حساب ارتفاع أدنى فص لهوائي أفقي فوق أرض موصلة بشكل مثالي. يمكن تحديده من الصيغة أدناه:

    أين:
    θ = الموجة أو زاوية الارتفاع للفص
    h = ارتفاع الهوائي فوق سطح الأرض بالأطوال الموجية

    باختصار ، كلما ارتفع الهوائي الأفقي ، كان الفص السفلي هو الفص السفلي في مخطط الإشعاع.

    بطبيعة الحال ، فإن القضية الرئيسية هي تحديد مكان الأرض بالضبط. نظرًا لأن الأرض ليست سطحًا موصلاً تمامًا ، فقد تخترق موجة الإشارة الأرض بدرجة معينة ، اعتمادًا على نوع الأرض وموصليةها. قد يكون أن الأرض الكهربائية الفعلية تعتبر أقل بكثير من مستوى الأرض المادي بواسطة الهوائي. هناك درجة من عدم اليقين حيث يصعب التنبؤ بالضبط كيف ستسير الأمور ، وقد تختلف من يوم لآخر حسب مستوى الماء في التربة في ذلك الوقت.

  • خسائر الإشعاع: لقد وجد أنه إذا اقترب الهوائي الأفقي من الأرض ، فإن الخسائر بسبب الأرض نفسها تصبح أكثر أهمية ، وعند الارتفاعات المنخفضة جدًا ، يمكن أن تكون العامل الرئيسي الذي يحدد أداء الهوائي. على سبيل المثال بالنسبة للإشارة عند 2 ميغا هرتز ، يبلغ الطول الموجي حوالي 150 مترًا. قد يواجه هواة الراديو العاديون مشكلة في الحصول على هوائي أفقي لهذه الترددات التي يصل ارتفاعها إلى 3 أو 4 أمتار في بعض الأحيان. في هذه الارتفاعات بالنسبة لطول الموجة ، من المرجح أن تكون خسائر الأرض هي العامل المهيمن. لقد تم حساب أن هوائي ثنائي القطب أفقي 7MHz على ارتفاع حوالي 5 أمتار سيكون فعالاً بنسبة 50 ٪ فقط - ستفقد نصف الطاقة المتاحة كخسائر أرضية.

كقاعدة عامة تقريبية ، غالبًا ما يُقال إن مضاعفة ارتفاع الهوائي ستؤدي إلى زيادة في الكسب بمقدار 6 ديسيبل. على الرغم من أن هذا سيعتمد على الوضع الفعلي ومجموعة من المحاذير ، وما إلى ذلك ، فقد أظهرت الدراسات أنه بشكل عام ليس بعيدًا عن الحقيقة. في أسوأ الأحوال ، يعطي فكرة جيدة جدًا عن أهمية رفع ارتفاع الهوائي.

ارتفاع الهوائي لـ VHF & UHF

في الموجات VHF و UHF ، يميل الانتشار الراديوي إلى أن يكون أكثر خط رؤية ، وإن لم يكن دائمًا.

من المزايا الرئيسية لزيادة ارتفاع الهوائي أنه يرفع الهوائي فوق العناصر التي قد تعيق الهوائي. سوف يمتص كل منزل الأشجار وما شابه إشارات الراديو ، خاصة في VHF و UHF.

بالنسبة للنطاقات VHF و UHF ، ليس من الصعب عادةً تركيب الهوائي بحيث يكون فوق سطح الأرض ، وبالتالي فإن التأثير الأساسي للأرض القريبة سيكون أقل أهمية.

في البداية ، سيؤدي رفع الهوائي إلى رفعه فوق أشياء مثل المنازل والأشجار وما إلى ذلك والتي ستعمل على إخفاء أو حماية الهوائي من حيث إشارات الراديو. سيؤدي رفع الهوائي فوق هذه العوائق إلى تحسين أداء الهوائي بشكل كبير.

ميزة أخرى في VHF و UHF هي أنه كلما ارتفع الهوائي ، زاد بعد أفق الراديو. في كثير من الأحيان بالنسبة للبث VHF / UHF ، غالبًا ما يُنظر إلى الأفق الراديوي على أنه 4/3 الأفق المرئي نتيجة لتأثير الانحناء الناتج عن تغيرات معامل الانكسار بالقرب من الأرض. سيؤدي رفع الهوائي إلى زيادة هذا بشكل كبير ، وبالتالي توسيع نطاق الإرسال.

ومع ذلك ، يجب موازنة كسب الارتفاع مقابل خسارة وحدة التغذية. في VHF وأكثر من ذلك في UHF ، تصبح الخسائر في وحدة التغذية كبيرة ، وفي بعض الحالات قد تكون أكثر من الكسب الناتج عن زيادة الارتفاع. من الضروري إصدار حكم على هذا الأمر والحصول على أفضل توازن بين المكسب من الارتفاع المتزايد والخسارة المتزايدة من زيادة طول وحدة التغذية.

من الواضح أن استخدام أفضل وحدة تغذية ممكنة سيحدث فرقًا في هذا الأمر.

ارتفاع الهوائي والتداخل

بحكم طبيعتها ، تميل الهوائيات الأعلى إلى إزالتها من العناصر الإلكترونية والكهربائية الأخرى بمسافة أكبر.

هذا له تأثيران. أحدهما هو أن المستقبل المتصل بالهوائي يكون بعيدًا عن أي مصادر تداخل على الأرض أو بالقرب منها. والثاني هو أن الإشارة المرسلة من الهوائي ستكون بعيدة عن أي مكان قد يتسبب فيه التداخل من الإشارة المرسلة في حدوث مشكلة.

ارتفاع الهوائي والتعرض للترددات اللاسلكية

هناك وعي متزايد بالتعرض للترددات اللاسلكية. حيث قد تحمل أجهزة الإرسال مستويات عالية نسبيًا من طاقة التردد اللاسلكي المشعة ، يجب إبعادها قدر الإمكان عن أي مناطق يتردد عليها الأشخاص.

إن وجود الهوائي على مستوى عالٍ بطبيعته سيبقي التردد اللاسلكي بعيدًا عن الناس وسيقلل من احتمال وصول الأشخاص إلى المناطق التي يكون فيها التردد اللاسلكي على مستوى عالٍ.

مع أي هوائي ، سواء كان ذلك من أجل HF أو VHF أو UHF ، وما إلى ذلك ، من الواضح أن الصواري العالية تضيف تكلفة كبيرة لأي تركيب هوائي. كما أنها تخلق تأثيرًا بصريًا أكبر بكثير وقد تخضع لقوانين التخطيط المحلية. عند تحديد ارتفاع الهوائي ، يجب موازنة العديد من العوامل. يوفر الارتفاع مكسبًا ، ولكن على حساب التأثير البصري ، والتكلفة الإضافية للصاري الأعلى ، وربما زيادة فقدان وحدة التغذية ، وعوامل أخرى.

بشكل عام ، يؤدي وضع نظام هوائي أعلى في الهواء إلى تعزيز قدرات الاتصال الخاصة به ويقلل أيضًا من فرص التعرض للترددات الراديوية والتداخل الكهرومغناطيسي.


شاهد الفيديو: نظام التعليق الهوائي air ride (ديسمبر 2021).