- إنضم
- 8 يونيو 2015
- المشاركات
- 19,772
- التفاعل
- الدولة
شرح مبسط الفرق بين الميكروويف والراديو والهوايات والرادار وكيف تعمل
الميكروويف في الاتصالات
في أثناء الحرب العالمية الثانية وعندما دعتِ الحاجة إلى ابتكار أساليب عسكرية جديدة.
برزت استخدامات الرادار بصورة واسعة والذي كان يعتمد مبدؤه على إرسال نبضات من إشارة المايكرويف ليجري عبرها
التعرف على الأهداف المعادية مثل الطائرات والصواريخ
إذ يرتد جزءًا من هذه الإشارة نحو الأرض عند الاصطدام بأي هدف، ليستقبلها جهاز الرادار
ويحدد بُعد الهدف المعادي وسرعته طبقًا لقياس الوقت المنقضي بين فترة الإرسال وفترة الاستقبال
من هنا بدأ تطور مفهوم تكنولوجيا المايكرويف
فبعد انقضاء الحرب العالمية الثانية
برزت هذه التكنولوجيا كوسيلة جديدة في بث الإشارات إلى مسافات بعيدة إلى حدٍ ما. نظرًا لأنها تستخدم الموجات الميكروية ذات الترددات العالية
الموجات الميكروية هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الترددي الممتد من إشارات الترددات الصوتية إلى الترددات فوق الموجات الضوئية
والمقسم تبعًا للإشعاع الكهرومغناطيسي بحسب الطول الموجي أو التردد.
تعرف موجات الميكرويف (بالإنجليزية: Microwave) بأنها موجات مغناطيسية ذات ترددات تتراوح بين
300 ميغاهيرتز (0.3 جيجا هيرتز) و300 جيجاهيرتز في الطيف الكهرومغناطيسي
أما موجات الراديو (بالإنجليزية: Radio Waves) فهي موجات كهرومغناطيسية تقع ضمن الترددات 30 كيلوهيرتز إلى 300 جيجاهيرتز
في الطيف الكهرومغناطيسي
تقنية الرادار تعتمد على ال microwave لإرسال إشارات واستقبال الإشارات المرتدة من الأهداف، مما يسمح بتحديد المواقع والكشف عن الأجسام والظروف الجوية عبر تحليل الإشارات المرتدة.
ما هو الاختلاف بين Wave Radio وال Microwave ؟
الاختلاف الرئيسي يتمثل في طول الموجة. تتمتع Wave Radio بأطوال موجية تتراوح عادة من مليمتر واحد إلى 100 كيلومتر، بينما تتمتع الMicrowave بأطوال موجية أقصر، تتراوح عادة بين مليمتر ومتر واحد، بالرغم من أنهما يُعتبران أشكالًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي
يرتبط الMicrowave عادة بترددات أعلى ويُستخدم غالبا في الاتصالات وأنظمة الرادار وتقنيات التسخين
مثل أفران ال Microwave . بينما تُستخدم Wave Radio على نطاق واسع في الاتصالات على مسافات طويلة والبث الإذاعي وراديو AM/FM.
متى يستخدم تقنية Microwave وما هي أهميتها في عالم الاتصالات؟
تقنية Microwave تستخدم عندما تكون هناك حاجة لنقل البيانات بين نقاط قريبة أو على مسافات قصيرة
وتُظهر أهميتها في:
1- توفير اتصالات فعّالة بين نقاط قريبة مثل محطات الهاتف وأبراج الاتصال.
2 - توفير اتصالات سريعة في المناطق الحضرية حيث يكون الطلب على نقل البيانات مرتفعًا.
3 - استخدامها في بناء شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية لتوفير اتصالات مؤقتة في حالات الطوارئ
بشكل عام، تُستخدم تقنية Microwave في حالات تطلب سرعات نقل عالية واتصالات قصيرة المدى.
النطاق الترددي يتمثل في إمكانية نقل كمية معينة من البيانات من نقطة إلى أخرى خلال فترة زمنية معينة عادةً ما تقاس بالثانية.
أي أنه يشير إلى معدل نقل البيانات ويقاس بوحدة البت في الثانية.
فكلما زاد عرض النطاق الترددي زادت كمية البيانات التي يمكن إرسالها واستقبالها في آنٍ واحد
تمامًا كما في أنبوب المياه كلما اتسع قطره كلما أتاح تدفقًا أعلى للمياه من خلاله.
وبما أنَّ عرض النطاق الترددي هو الفرق بين أعلى تردد وأدنى تردد ضمن هذا النطاق.
فإن الترددات الأعلى سيقابلها نطاقًا تردديًا أوسع.
لذا وبكون ترددات المايكروويف تقع بين الـ 300MHz إلى 300GHz فإنها تحجز نطاق ترددي أوسع من نطاق الترددات الراديوية.
أي أنها ذات قدرة أعلى على استيعاب عدد أكبر من القنوات المتاحة لنقل المعلومات.
وهذا هو الهدف الرئيسي من التوجه لاستخدام موجات المايكرويف بعدما أصبح النطاق الترددي الراديوي في حالة إشباع
نتيجة لزيادة التنافس عليه من قبل أنظمة البث الإذاعي والتلفزيوني والاتصالات البحرية وغيرها من التطبيقات الأخرى
مما استدعى الحاجة إلى الانتقال لنطاق ترددي أوسع
الهوائيات بشكلها العام، يمكن اختصاره بأنها عبارة عن أداة موصلة تستطيع إشعاع أو التقاط الموجات الكهرومغناطيسية من الفضاء الحر.
ويشمل ذلك تحويل هذه الموجات إلى شكل الطاقة الأنسب.
فهوائيُّ الإرسال يشع القدرة الكهربائية باتجاه الفضاء الحر على شكل أمواج كهرومغناطيسية.
وهوائيُّ الاستقبال يحول الأمواج الكهرومغناطيسية المُستقبلة إلى قدرة كهربائية يمكن التعامل معها.
وإن كانت بنية كل من الهوائيين لا تختلف عن الأخرى.
كذلك، لا يختلف مبدأ عمل هوائيات المايكروويف عن الهوائيات المعروفة الأخرى.
لكن ولأنَّ خصائص الإرسال عبر المايكرويف تفرَّدت بسماتٍ معينة مثل طول الموجة القصير جدًا والتردد العالي من رتبة الـ 30GHZ
إضافة إلى متطلبات الإرسال التي يشترطها. كالانتشار وفق مستقيم.
فإنَّ ذلك أوجبَ استخدام هوائيات خاصة ذات اتجاهية بث عالية وربح كبير. وكذلك قطر يتناسب مع المسافة التي ستقطعها أمواج الميكروويف تناسبًا طرديًا.
لكن الشائع غالبًا أن أقطار هوائيات المايكرويف تتراوح بين 20cm إلى 3m.
الرادار
اخترع الرادار في انكلترا سنة 1935 واستخدم لاكتشاف الطائرات العدوة المهاجمة وتمكين المقاتلات البريطانية من اعتراضها كما كان الرادار يساعد الطيارين على اكتشاف الاهداف التي يريدون قصفها بالقنابل وقد ادخلت عليها تعديلات كبيرة حيث اصبح الكمبيوتر يحلل وينسق المعلومات التي يعطيها الرادار فيتم تعيين موقع القذيفة المعادية الموجهة وتحديد اتجاهها وطول المسافة التي تفصلها عن الرادار وتقدير سرعتها فيامر الكمبيوتر القذائف المضادة لترد هجوم قذيفة العدو بتدميرها يستخدم الرادار الموجات اللاسلكية ذات التردد الفوق العالي لاكتشاف الاجسام البعيدة او غير المنظورة كالطائرات او الغواصات وبالتالي تحديد مواقعها ويتعمد الرادار على انعكاس الموجات اللاسلكية التي ارسلها في اتجاه هذه الاجسام البعيدة في عملية تحديد اتجاه تلك الاجسام وتحديد المسافة التي تفصل الرادار عن تلك الاجسام تتالف محطة الرادار من باث للارسال ولاقط للاستقبال وهوائي وشاشة يبعث الباث موجات عالية التردد الى الخارج بسرعة الضوء فاذا اصطدمت هذه الموجات بطائرة مثلا ارتد جزء من هذه الموجات فيلتقطه الهوائي في الحال وترتسم الاصداء على شكل نقط من الضوء على شاشة الرادار ومن دراسة مواقع نقط الضوء وحركتها يستطيع مشغل الرادار معرفة موقع الطائرة وسرعتها .
موجات الراديو أطول الأمواج وأقلها تردداً مقارنة بالموجات الأخرى
مزيد من المعلومات
الميكروويف في الاتصالات
في أثناء الحرب العالمية الثانية وعندما دعتِ الحاجة إلى ابتكار أساليب عسكرية جديدة.
برزت استخدامات الرادار بصورة واسعة والذي كان يعتمد مبدؤه على إرسال نبضات من إشارة المايكرويف ليجري عبرها
التعرف على الأهداف المعادية مثل الطائرات والصواريخ
إذ يرتد جزءًا من هذه الإشارة نحو الأرض عند الاصطدام بأي هدف، ليستقبلها جهاز الرادار
ويحدد بُعد الهدف المعادي وسرعته طبقًا لقياس الوقت المنقضي بين فترة الإرسال وفترة الاستقبال
من هنا بدأ تطور مفهوم تكنولوجيا المايكرويف
فبعد انقضاء الحرب العالمية الثانية
برزت هذه التكنولوجيا كوسيلة جديدة في بث الإشارات إلى مسافات بعيدة إلى حدٍ ما. نظرًا لأنها تستخدم الموجات الميكروية ذات الترددات العالية
الموجات الميكروية هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الترددي الممتد من إشارات الترددات الصوتية إلى الترددات فوق الموجات الضوئية
والمقسم تبعًا للإشعاع الكهرومغناطيسي بحسب الطول الموجي أو التردد.
تعرف موجات الميكرويف (بالإنجليزية: Microwave) بأنها موجات مغناطيسية ذات ترددات تتراوح بين
300 ميغاهيرتز (0.3 جيجا هيرتز) و300 جيجاهيرتز في الطيف الكهرومغناطيسي
أما موجات الراديو (بالإنجليزية: Radio Waves) فهي موجات كهرومغناطيسية تقع ضمن الترددات 30 كيلوهيرتز إلى 300 جيجاهيرتز
في الطيف الكهرومغناطيسي
تقنية الرادار تعتمد على ال microwave لإرسال إشارات واستقبال الإشارات المرتدة من الأهداف، مما يسمح بتحديد المواقع والكشف عن الأجسام والظروف الجوية عبر تحليل الإشارات المرتدة.
ما هو الاختلاف بين Wave Radio وال Microwave ؟
الاختلاف الرئيسي يتمثل في طول الموجة. تتمتع Wave Radio بأطوال موجية تتراوح عادة من مليمتر واحد إلى 100 كيلومتر، بينما تتمتع الMicrowave بأطوال موجية أقصر، تتراوح عادة بين مليمتر ومتر واحد، بالرغم من أنهما يُعتبران أشكالًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي
يرتبط الMicrowave عادة بترددات أعلى ويُستخدم غالبا في الاتصالات وأنظمة الرادار وتقنيات التسخين
مثل أفران ال Microwave . بينما تُستخدم Wave Radio على نطاق واسع في الاتصالات على مسافات طويلة والبث الإذاعي وراديو AM/FM.
متى يستخدم تقنية Microwave وما هي أهميتها في عالم الاتصالات؟
تقنية Microwave تستخدم عندما تكون هناك حاجة لنقل البيانات بين نقاط قريبة أو على مسافات قصيرة
وتُظهر أهميتها في:
1- توفير اتصالات فعّالة بين نقاط قريبة مثل محطات الهاتف وأبراج الاتصال.
2 - توفير اتصالات سريعة في المناطق الحضرية حيث يكون الطلب على نقل البيانات مرتفعًا.
3 - استخدامها في بناء شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية لتوفير اتصالات مؤقتة في حالات الطوارئ
بشكل عام، تُستخدم تقنية Microwave في حالات تطلب سرعات نقل عالية واتصالات قصيرة المدى.
السعة العالية للنطاق الترددي:
النطاق الترددي يتمثل في إمكانية نقل كمية معينة من البيانات من نقطة إلى أخرى خلال فترة زمنية معينة عادةً ما تقاس بالثانية.
أي أنه يشير إلى معدل نقل البيانات ويقاس بوحدة البت في الثانية.
فكلما زاد عرض النطاق الترددي زادت كمية البيانات التي يمكن إرسالها واستقبالها في آنٍ واحد
تمامًا كما في أنبوب المياه كلما اتسع قطره كلما أتاح تدفقًا أعلى للمياه من خلاله.
وبما أنَّ عرض النطاق الترددي هو الفرق بين أعلى تردد وأدنى تردد ضمن هذا النطاق.
فإن الترددات الأعلى سيقابلها نطاقًا تردديًا أوسع.
لذا وبكون ترددات المايكروويف تقع بين الـ 300MHz إلى 300GHz فإنها تحجز نطاق ترددي أوسع من نطاق الترددات الراديوية.
أي أنها ذات قدرة أعلى على استيعاب عدد أكبر من القنوات المتاحة لنقل المعلومات.
وهذا هو الهدف الرئيسي من التوجه لاستخدام موجات المايكرويف بعدما أصبح النطاق الترددي الراديوي في حالة إشباع
نتيجة لزيادة التنافس عليه من قبل أنظمة البث الإذاعي والتلفزيوني والاتصالات البحرية وغيرها من التطبيقات الأخرى
مما استدعى الحاجة إلى الانتقال لنطاق ترددي أوسع
الهوائيات (Antenna)
الهوائيات بشكلها العام، يمكن اختصاره بأنها عبارة عن أداة موصلة تستطيع إشعاع أو التقاط الموجات الكهرومغناطيسية من الفضاء الحر.
ويشمل ذلك تحويل هذه الموجات إلى شكل الطاقة الأنسب.
فهوائيُّ الإرسال يشع القدرة الكهربائية باتجاه الفضاء الحر على شكل أمواج كهرومغناطيسية.
وهوائيُّ الاستقبال يحول الأمواج الكهرومغناطيسية المُستقبلة إلى قدرة كهربائية يمكن التعامل معها.
وإن كانت بنية كل من الهوائيين لا تختلف عن الأخرى.
كذلك، لا يختلف مبدأ عمل هوائيات المايكروويف عن الهوائيات المعروفة الأخرى.
لكن ولأنَّ خصائص الإرسال عبر المايكرويف تفرَّدت بسماتٍ معينة مثل طول الموجة القصير جدًا والتردد العالي من رتبة الـ 30GHZ
إضافة إلى متطلبات الإرسال التي يشترطها. كالانتشار وفق مستقيم.
فإنَّ ذلك أوجبَ استخدام هوائيات خاصة ذات اتجاهية بث عالية وربح كبير. وكذلك قطر يتناسب مع المسافة التي ستقطعها أمواج الميكروويف تناسبًا طرديًا.
لكن الشائع غالبًا أن أقطار هوائيات المايكرويف تتراوح بين 20cm إلى 3m.
الرادار
اخترع الرادار في انكلترا سنة 1935 واستخدم لاكتشاف الطائرات العدوة المهاجمة وتمكين المقاتلات البريطانية من اعتراضها كما كان الرادار يساعد الطيارين على اكتشاف الاهداف التي يريدون قصفها بالقنابل وقد ادخلت عليها تعديلات كبيرة حيث اصبح الكمبيوتر يحلل وينسق المعلومات التي يعطيها الرادار فيتم تعيين موقع القذيفة المعادية الموجهة وتحديد اتجاهها وطول المسافة التي تفصلها عن الرادار وتقدير سرعتها فيامر الكمبيوتر القذائف المضادة لترد هجوم قذيفة العدو بتدميرها يستخدم الرادار الموجات اللاسلكية ذات التردد الفوق العالي لاكتشاف الاجسام البعيدة او غير المنظورة كالطائرات او الغواصات وبالتالي تحديد مواقعها ويتعمد الرادار على انعكاس الموجات اللاسلكية التي ارسلها في اتجاه هذه الاجسام البعيدة في عملية تحديد اتجاه تلك الاجسام وتحديد المسافة التي تفصل الرادار عن تلك الاجسام تتالف محطة الرادار من باث للارسال ولاقط للاستقبال وهوائي وشاشة يبعث الباث موجات عالية التردد الى الخارج بسرعة الضوء فاذا اصطدمت هذه الموجات بطائرة مثلا ارتد جزء من هذه الموجات فيلتقطه الهوائي في الحال وترتسم الاصداء على شكل نقط من الضوء على شاشة الرادار ومن دراسة مواقع نقط الضوء وحركتها يستطيع مشغل الرادار معرفة موقع الطائرة وسرعتها .
موجات الراديو أطول الأمواج وأقلها تردداً مقارنة بالموجات الأخرى
مزيد من المعلومات
