الاختيار بين مكونات الميكروويف الموجية والمحورية

من بين القرارات الأساسية التي يجب أن يتخذها مصمّمو الترددات الراديوية والميكروويف هو تحديد ما إذا كان ينبغي تصميم النظام باستخدام تكنولوجيا محورية أم تكنولوجيا ذات موجة مُرشدة. وسيؤثر هذا الخيار على أداء النظام وحجمه وتكلفته وقدرته على العمل ضمن نطاق ترددي معين. وتتميّز الكابلات المحورية بسهولة استخدامها واتساع نطاق الترددات التي تعمل ضمنها، في حين تتميّز الموجات المُرشدة بكفاءتها العالية عند الترددات المرتفعة ومستويات القدرة العالية. وفي LINKWORLD ، تمتلك الشركة خبرة تزيد عن ٢٠ عامًا في مجال الترددات الراديوية، ما يمنحنا فرصة تقديم نصائح غير منحازة بشأن هاتين التكنولوجيتين. وسيتناول هذا الدليل أربعة أسباب تجعل اتخاذ هذا القرار ضروريًّا.

نطاق التردد والعَرْض الترددي

وتُعبِّر عادةً تكرار الاستخدام عن التكنولوجيا المناسبة. وتُستخدم مكوِّنات الكابلات المحورية العريضة النطاق حتى الحد الأقصى لمعدل التردُّد المحدَّد لها. ويمكن للموصِّلات الدقيقة الحديثة ذات التصميم ١٫٠٠ مم أن تعمل حتى تردُّد ١١٠ جيجاهرتز. أما تردُّد القطع لكابل محوري فيعتمد على القطر؛ فكلما زاد قطر الكابل المحوري، ارتفعت رتبة الوضع (أي: كابل محوري رغوي بقطر ١⁄٢ بوصة يصل إلى ٩ جيجاهرتز، وكابل بقطر ١-١⁄٤ بوصة يصل إلى نحو ٣٫٣ جيجاهرتز).

والأنابيب الموجية هي هياكل محدودة النطاق، ولا يمكنها نقل الطاقة إلا عند التردُّدات التي تفوق تردُّد القطع المحدَّد. وكل حجم منها قادر على دعم نطاق ترددي معين (مثلاً: الأنبوب الموجي من النوع WR-42 يدعم النطاق ١٨٫٠–٢٦٫٥ جيجاهرتز). وعند التردُّدات الأعلى من ٧٠ جيجاهرتز، استُخدمت الأنابيب الموجية دائمًا. وتساعد شركة Linkworld العملاء في اختيار الكابلات المحورية العريضة النطاق والأنابيب الموجية المُحسَّنة لنطاق ترددي معيَّن وفقًا لاحتياجاتهم التردُّدية.

فقدان الإدخال وكفاءة النقل

عند الترددات العالية، ستكون خسارة الإرسال مائلةً بشدة نحو الموجة المُوجِّهة (Waveguide)، لا سيما في الكابلات الأطول. وتتعرض الموجات المُوجِّهة لخسارة أقل بكثير مقارنةً بالكابلات المحورية (Coaxial cables). فحتى كابل محوري عالي الجودة يُقدَّر أن تصل خسارته إلى حوالي ١ ديسيبل/متر عند تردد ١٠ جيجاهرتز، بينما تتجاوز هذه الخسارة ١٠ ديسيبل/متر عند الترددات الأعلى من ٦٠ جيجاهرتز. أما عند تردد ٦٠ جيجاهرتز في الموجات المُوجِّهة، فإن الفرق يصل إلى ٢٠٠ ضعف، حيث تكون الخسارة ٠٫٠٥ ديسيبل/متر. ويعود ذلك إلى أن الموجات المُوجِّهة تقلل إلى أدنى حدٍ ممكن خسارة الموصلات (بسبب توزُّع التيار على الجدران الواسعة) وتلغي فعليًّا خسارة العازل (بسبب انتشار الموجة في الهواء).

وهذا فرقٌ ذو أهمية كبيرة في الاتصالات النقطية-إلى-نقطية (Point-to-Point connections)، حيث تبلغ خسارة الكابل المحوري (قطر ٧/٨ بوصة) عند تردد ٢ جيجاهرتز ٦٫١ ديسيبل/١٠٠ متر، بينما تبلغ خسارة الموجة المُوجِّهة البيضاوية ١٫٢ ديسيبل/١٠٠ متر. وقد صُمِّمت مجموعات الاتصال منخفضة الخسارة لدى شركة Linkworld لتوفير أقل خسارة ممكنة من حيث التردد والمسافة وميزانية القدرة.

قدرات تحمل القدرة الكهربائية

إن إدارة الطاقة تُعَدُّ أيضًا نقطة فرقٍ كبيرة، لا سيما فيما يتعلق بالرادار والإرسالات. وتتميَّز الموجّهات الموجية (Waveguides) بأدائها الجيِّد نظراً لقدرتها العالية على نقل الطاقة، وذلك بفضل بنيتها القوية وغياب العوازل الكهربائية التي قد تتلف. كما أن البناء المعدني المجوف يتفوَّق من حيث التوصيل الحراري وخطر انهيار الجهد، لأن استخدامه يلغي الحاجة إلى فصل ضيق بين الموصلات كما هو الحال في الكابلات المحورية.

وبما أن المكوِّنات المحورية (Coaxial) تعتمد أساساً على تقييد المسافة الفاصلة بين الموصلات، فإن مقاومة القوس الكهربائي تقتصر بسبب الضيق الشديد في المسافة بين الموصلات (وخاصةً عند الارتفاعات العالية)، كما أن المكوِّنات العازلة تكون عرضةً للفشل في ظل ظروف التشغيل ذات القدرة العالية المستمرة. أما الموجّهات الموجية فهي الخيار الوحيد الممكن في التطبيقات التي تتطلب قدرة قصوى تبلغ عشرات الكيلوواط أو قدرة موجة مستمرة تصل إلى عدة مئات من الواط. وتُصنِّع شركة Linkworld كلا التقنيتين لتلبية متطلبات الطاقة المختلفة.

التكامل المادي وتعقيد النظام

عادةً ما يكون هذا التحوُّل مدفوعًا بالاعتبارات العملية. فاستخدام المكونات المحورية (الكواكسيالية) أسهل بكثير وأكثر مرونةً. ويمكن إعادة توجيهها حول العوائق، أو قطعها في الموقع باستخدام الموصلات القياسية، أو تركيبها على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). كما توفر واجهات الكواكسيال سرعة عالية جدًا في إعادة التكوين، وبفضل طبيعتها العريضة النطاق فإنها تبسِّط إدارة المخزون.

تتطلب تركيبات الموجات التوجيهية مساحةً كبيرةً. فهي أثقل وزنًا، وأكبر حجمًا، وتتطلب عنايةً ميكانيكيةً دقيقةً جدًا (مع مراعاة تأثير حمل الرياح على الأبراج). ويجب الالتزام بدقةٍ شديدةٍ بنصف قطر الانحناء الأدنى، وبعنايةٍ فائقةٍ أثناء التركيب، مع الانتباه إلى محاذاة الشفاه وإحكام إغلاقها ضد الرطوبة. ومع ذلك، فإن الموجات التوجيهية لا تُضاهى في المسارات القصيرة المستقيمة. وفي شركة Linkworld، يتم تركيب تجميعات المعدات المخصصة مع أخذ متطلبات التركيب بعين الاعتبار.

تُشكِّل تغطية الترددات، والخسارة، وقدرة التحمُّل، والتكاملَ عوامل مقايضة بين الموجة التوجيهية (Waveguide) والكابل المحوري (Coaxial). وتتميَّز تقنية الكابل المحوري بالراحة والمرونة من حيث النطاق العريض، وهي مناسبة للاستخدام عند الترددات المعتدلة والقدرات المنخفضة. أما الموجة التوجيهية فتتمتَّع بخصائص خسارة متفوِّقة وكثافة طاقة أعلى، ولذلك تُستخدَم في تطبيقات الترددات المليمترية وأنظمة القدرة العالية. وسيساعدك فريق المتخصصين في شركة Linkworld على اختيار الأنسب من هاتين التقنيتين، إذ يمتلك الفريق خبرةً تمتد إلى ٢٠ عامًا في كلا التقنيتين. اتصل بنا لمعرفة احتياجاتك.