يُعدّ نوع تردد القمر الصناعي أمرًا بالغ الأهمية لاختيار وحدة خفض الضوضاء (LNBf) والطبق.
في أغلب الأحيان، يُحدد التردد مسبقًا نوع الطبق ووحدة خفض الضوضاء (LNBf) المُستخدمين.
على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في تتبع تردد النطاق C
فلن تجد صعوبة في استخدام وحدة خفض الضوضاء (LNB) والطبق في النطاق Ku.
في هذا الموضوع سنركز على كيفية التمييز بين نطاق KU والنطاق C
بالإضافة إلى ذلك، سأتحدث عن طرق يُمكنك من خلالها التمييز (بنظرة سريعة) بين تردد النطاق Ku ونظيره في النطاق C.
ما هو نطاق Ku؟
نطاق K u في مجال الاتصالات هو جزء من الطيف الكهرومغناطيسي يقع في نطاق الموجات الميكروية بترددات تتراوح بين 12 و18 جيجاهرتز (GHz). يُرمز له اختصارًا بـ "K-under" لأنه يمثل الجزء السفلي من نطاق K الأصلي لحلف شمال الأطلسي (NATO)، والذي قُسِّم إلى ثلاثة نطاقات (K u ، وK، وK a ) نظرًا لوجود ذروة رنين بخار الماء الجوي عند تردد 22.24 جيجاهرتز (1.35 سم)، مما جعل مركزه غير صالح للاستخدام في البث بعيد المدى.
ما هو النطاق C في الاتصالات؟
وفقًا لويكي: النطاق C هو تسمية أطلقها معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) لجزء من الطيف الكهرومغناطيسي في نطاق الموجات الميكروية
بترددات تتراوح بين 4.0 و8.0 جيجاهرتز
ومع ذلك
فإن هذا التعريف هو الذي يستخدمه مصنعو ومستخدمو الرادار، وليس بالضرورة مستخدمو الاتصالات الراديوية بالموجات الميكروية.
يُستخدم النطاق C (من 4 إلى 8 جيجاهرتز) في العديد من عمليات بث الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وبعض أجهزة واي فاي، وبعض الهواتف اللاسلكية، وبعض أنظمة رادار الطقس.
رسم تخطيطي يوضح الفرق بين نطاق Ku ونطاق C
قبل أن تصبح خبيرًا في مجال تركيبات القنوات الفضائية، من الأمور الأساسية التي يجب أن تعرفها هي ترددات البث.
أي أنك تحتاج إلى معرفة متعمقة بترددات نطاقي Ku وC.
عادةً ما يجد العديد من المبتدئين في البث التلفزيوني الفضائي المجاني صعوبة في فهم الفرق بين ترددي نطاقي Ku وC. الاتصالات عبر الأقمار الصناعية تُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل تطبيقات Vsat والطقس وغيرها الكثير.
مع ذلك، سأقتصر في هذا السياق على استقبال القنوات الفضائية فقط.
الفرق بين نطاق KU ونطاق C
خصائص تردد النطاق C
فيما يلي التردد النموذجي للنطاق C: 4103، 3096، 3085…
بالإضافة إلى ذلك، تحتوي ترددات النطاق C على أربعة أرقام فقط.
يتراوح نطاق التردد في النطاق C بين 3.7 – 4.2 جيجاهرتز (أو 3700 إلى 4200 ميجاهرتز). ويشير GHz وMHz إلى جيجاهرتز وميجاهرتز على التوالي.
عادةً ما تأتي قطبية تردد النطاق C على شكل L أو R ( على الرغم من أن التردد الذي يحتوي على H أو V يمكن أن يكون أيضًا نطاق C، لذا يرجى التحقق من وصف القمر الصناعي لتوضيح ذلك)
وبسبب الترددات المنخفضة، فإن موجات النطاق C لها أطوال موجية أطول.
للتذكير، لا يمكنك استخدام تردد نطاق KU ووحدة LNB على طبق شبكي. ستحتاج إلى نطاق C هنا.
نظرًا لأننا نتحدث عن أطوال موجية أكبر، فمن الضروري استخدام طبق أكبر لاستقبال مثل هذه الترددات.
يتم استخدام أطباق التركيز الأساسية لاستقبالترددات النطاق C.
بالتوسع، هناك حاجة إلى LNB في النطاق C لاستقبال ترددات النطاق C
أصغر طبق تركيز رئيسي متوفر تجاريًا يبلغ قطره 1.8 متر.
الخصائص الأساسية لترددات النطاق Ku
مثل النطاق C، أدناه هو تردد النطاق Ku النموذجي: 12522، 12245، 11708 وما إلى ذلك
تحتوي على خمسة أرقام، أي أكثر برقم واحد من ترددات النطاق C. وهذا هو الفرق الأبرز.
عادةً، تأتي معظم ترددات نطاق Ku بقطبية H أو V. لم أرَ بعدُ وصفًا لتردد نطاق Ku بقطبية L أو R.
يتراوح نطاق تردد النطاق Ku بين 11.7 – 12.2 جيجاهرتز (أو 11700 إلى 12220 ميجاهرتز). لاحظ كيف أن هذه الترددات أعلى من نطاق تردد النطاق C.
بسبب الترددات العالية، فإن موجات النطاق Ku لها أطوال موجية أقصر.
تعني الأطوال الموجية الأقصر أنك بحاجة إلى طبق أصغر لاستقبال هذه الترددات.
يتم استخدام الأطباق المزاحة لاستقبال ترددات النطاق Ku .
أصغر طبق أوفست متوفر تجاريًا يبلغ قطره 65 سم فقط.
من الدفعة الأولى من الأرقام المذكورة أعلاه، التردد هو 11801. يليه القطبية (إما V أو H لنطاق Ku)، وأخيرًا معدل الرمز. على الرغم من عدم الحاجة إليه، عادةً ما يوفر بعض مزودي خدمات التلفزيون معدل تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) مثل التردد الثالث المذكور أعلاه. (معدل تصحيح الخطأ الأمامي هو معدل تصحيح الخطأ الأمامي). هذا هو تردد آخر يمكن توفيره، في هذه الحالة ، تردد النطاق C :
4137 ر 5530
لاحظ كيف أصبحت القطبية الآن R. (يمكن أن تكون ترددات النطاق C إما V أو H أو R أو L)
يمكن التفريق بين نطاق Ku وC من خلال حجم الطبق، حيث يتطلب نطاق Ku أطباقاً أصغر حجماً، بينما يستخدم النطاق C أطباقاً أكبر. ويعتمد النطاق C على ترددات أضعف وأقل تأثراً بالأحوال الجوية القاسية، مما يجعله مناسباً للمسافات الطويلة، في حين أن نطاق Ku مناسب للتطبيقات التي تحتاج إلى سعة نطاق ترددي أكبر في مساحة محدودة.
جدول مقارنة بين النطاقين
الميزة
نطاق C
نطاق Ku
حجم الطبق
يتطلب طبقاً أكبر حجماً (عادةً 1.8 متر أو أكبر).
يتطلب طبقاً أصغر حجماً (60 سم أو أكبر).
التغطية
يغطي منطقة جغرافية أوسع، مما يجعله مثالياً للمناطق ذات الظروف الجوية القاسية.
تغطيته تكون أكثر تركيزاً على مناطق جغرافية معينة، وهذا يجعله مثالياً للبث المباشر وتطبيقات البث.
التردد
تردد أقل.
تردد أعلى.
الاستخدامات الشائعة
الاتصالات طويلة المدى في المناطق ذات الظروف الجوية القاسية.
البث المباشر، والتطبيقات التي تحتاج سعة نطاق ترددي أعلى.
التركيب
يتطلب مساحة أكبر لتركيب الطبق.
سهل التركيب، ويمكن تركيبه في أماكن محدودة.
جودة الإشارة
أقل تأثراً بالأمطار والظروف الجوية السيئة.
أكثر عرضة للتأثر بالأمطار والظروف الجوية السيئة.
ما هو الفرق بين الرادار منخفض التردد والرادار عالي التردد؟ يُحدد اختيار التردد اختلافات جوهرية في الانتشار والدقة والأجهزة والتطبيقات.
فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين رادار التردد المنخفض (LFR) ورادار التردد العالي (HFR)، مُرتبة حسب التأثير والنتيجة.
رادار التردد المنخفض
يشير عادة إلى الأنظمة العاملة في نطاقات VHF (30–300 ميجا هرتز) وUHF المنخفضة (≈300–1000 ميجا هرتز)
بعض الاستخدامات تمتد بالمصطلح إلى HF (3–30 ميجا هرتز) في سياقات متخصصة.
الرادار عالي التردد:
يشير عمومًا إلى نطاقات الميكروويف: النطاق L (1-2 جيجاهرتز)، والنطاق S (2-4 جيجاهرتز)، والنطاق C (4-8 جيجاهرتز) والنطاق X (8-12 جيجاهرتز) وما فوق (Ku، Ka، إلخ).
KuRFS: نظام التردد الراديوي ضمن النطاق Ku
يعمل رادار بنطاق Ku-band من الطيف الكهرومغناطيسي، مما يتيح تصويراً عالي الدقة ويوفر قدرة كبيرة على تتبع الأجسام الطائرة صغيرة الحجم.
ماهي افضل طريقة او ما هي التكنولوجيا المستخدمة التي تساعد على اكتشاف الطائرات الشبحية من مسافة بعيدة ؟
يمكن اكتشاف بكل سهولة وجود مقاتلات الشبح من مسافة بعيدة من خلال رادار كبير منخفض التردد
هذه الرادارات تستطيع تحديد مواقعها بدقة كافية
وجود أنظمة رادار ضخمة تعمل بترددات أقل من 1 جيجاهرتز (مثل نطاقات VHF أو UHF)
هذه الرادارات الكبيرة ضرورية للاستخدامات طويلة المدى، مثل اكتشاف الطائرات في بيئات مزدحمة
أو للكشف عن الأهداف من مسافة بعيدة
عند الترددات المنخفضة جدًا، يزداد المقطع العرضي للهدف، مما يعني أن الرادار يمكنه اكتشاف الأهداف بشكل أفضل.
تميل موجات التردد المنخفض إلى الاختراق بشكل أفضل من خلال الغلاف الجوي
وتكون أقل عرضة للتأثر بالعوامل الجوية مثل المطر أو السحب.
أجهزة الاستشعار بعيدة المدى:
تستخدم هذه الرادارات في رادارات الإنذار المبكر بعيدة المدى وأنظمة الدفاع الجوي.
حجم الهوائي الكبير:
يتطلب نطاق التردد المنخفض هوائيات كبيرة جدًا (قد تصل إلى كيلومترات) لتحسين الدقة الزاوية، مما يجعل من الصعب نقلها.
دقة محدودة نظرًا لأن الدقة تعتمد على نسبة الطول الموجي إلى حجم الهوائي فإن هذه الرادارات غالبًا ما تكون أقل دقة في تحديد المواقع مقارنةً بالرادارات عالية التردد. التطبيقات:
تستخدم في التطبيقات العسكرية مثل رصد الأجسام بعيدة المدى مثل الأهداف الصغيرة عالية السرعة وتستخدم أيضًا في التطبيقات المدنية للكشف عن التضاريس تحت السطح.
أمثلة على الرادارات منخفضة التردد:
رادار APY-9:
من الرادارات بعيدة المدى المستخدمة في طائرات الإنذار المبكر من طراز E-2D.
رادارات TPS-77 و TPY-4:
رادارات أرضية تستخدم في عمليات المراقبة بعيدة المدى.
رادار GPR:
رادار اختراق الأرض، الذي يمكن استخدامه لإنشاء خرائط تحت السطح للأرض لتحديد الأجسام المدفونة مثل خطوط الأنابيب أو الآبار.
رادار HF وVHF:
تستخدم في رصد الأجسام بعيدة المدى في البيئات المزدحمة نظرًا لأنها تتميز بطول موجي أطول مما يسمح لها باختراق الغلاف الجوي دون فقدان قوتها.
كيف يؤثر تردد الرادار على عمله؟
عند زيادة التردد
ينخفض الطول الموجي
والسبب هو أن سرعة الضوء ثابتة دائمًا (C)
لذا، عند زيادة وتيرة إصدار الطاقة (أي زيادة التردد)
تقصر المسافة بين "الذروة" و"الذروة" في نفس المدة الزمنية ما الفرق بين الطول الموجي والتردد؟
الطول الموجي هو المسافة بين نقطتين متتاليتين على موجة
كما في المسافة بين موجتين متتاليتين في الموجات الكهرومغناطيسية أو الصوتية
ويُقاس غالبًا بالمتر
وهو ببساطة المسافة التي تسافرها الموجة قبل أن تكرر نفسها
بينما التردد
هو عدد الموجات التي تمر في الثانية الواحدة ويُقاس بوحدة الهرتز
أي، إذا كانت الموجة تكرر نفسها عشر مرات في الثانية، فإن التردد سيكون 10 هرتز
وفقًا للمعادلة
سرعة الموجة تساوي الطول الموجي مضروبًا في التردد
وبشكل عام
العلاقة بين الطول الموجي والتردد هي علاقة عكسية
فكلما ازداد الطول الموجي، انخفض التردد، والعكس صحيح.
تبدأ موجات الرادار عادةً من نطاق الموجات الدقيقة (الميكروويف)
وتمتد إلى نطاق الموجات الراديوية.
يمكنك تخيل أن الطول الموجي هو سمة الحجم المكاني للفوتونات (مشابه لعرضها أو ارتفاعها).
تستطيع الرادارات ذات الترددات الأعلى التقاط تفاصيل أكثر في الصورة
ولكن هذا يأتي على حساب انخفاض قابلية الكشف (السطوع).
(أ) يُظهر المشهد الأصلي.
(ب) يُظهر الحقيقة الميدانية المقابلة.
(ج) يُظهر المشهد مع الضباب.
(د)/(هـ) يُظهر خريطة حرارية للرادار في شكل سحابة نقاط ثلاثية الأبعاد وإسقاط أمامي ثنائي الأبعاد على التوالي.
(و) يُظهر مخرجات HawkEye (رادار دون المليمتر)
تستخدم الطائرات العسكرية رادارات ذات طول موجي يصل إلى عدة أمتار، مما يسمح لها بإنتاج صور مثل هذه:
أفترض أنك تتحدث عن رادارات الطقس الجوية
تعمل هذه الرادارات على مبادئ الرادار الأساسي
أي أن الرادار يستخدم إشاراته المنعكسة لإنشاء صورة على شاشة الرادار
معظم الهوائيات الموجودة في مقدمة الطائرة قادرة على إنشاء نوعين منفصلين من الحزم
1- حزمة مخروطية
2- حزمة متعامدة
بينما تُستخدم الحزمة المتعامدة لرسم خرائط الأرض قصيرة المدى
تستخدم رادارات الطقس ترددات عالية جدًا (حوالي 9400 ميجاهرتز)
وتكمن ميزة ذلك في طولها الموجي المنخفض
فكلما انخفض طول الموجة
انخفض عرض شعاع الإشعاع
مما يتيح صورًا عالية الدقة
تخيل أن عرض شعاع كبير على مسافة أطول قد يُظهر سحابتين كعودة واحدة ضخمة
ولكن بمجرد الاقتراب، يُظهر عرض الشعاع المنخفض السحابتين ككيانين منفصلين.
يُعطي هذا التردد طولًا موجيًا يبلغ حوالي 3 درجات
وهو قطر قطرات الماء الكبيرة والبرد
تظهر شاشة الرادار مناطق الاضطرابات بألوان مختلفة
: الأسود = لا عودة
الأخضر = عودة الضوء
الأصفر = عوائد متوسطة
الأحمر = عوائد قوية
أرجواني = عوائد قوية جدًا
تُظهر النقاط المحددة حيث تكون الألوان قريبة من بعضها البعض تدرجًا حادًا في هطول الأمطار
مع الاضطرابات المرتبطة بها.
يمكن للطيار إمالة الرادار للأعلى والأسفل باستخدام لوحة تحكم الرادار
كقاعدة عامة، كلما انخفض مستوى الطائرة، زادت زاوية الميلان للحصول على تغطية جوية أفضل
وبالمثل
مع ازدياد مدى رسم الخرائط الأرضية، تزداد زاوية الميلان. والعكس صحيح عند الطيران على ارتفاعات أعلى
في وضع رسم الخرائط، يُستخدم الرادار لتحديد ظروف التضاريس
لهذا الغرض
يُستخدم شعاع قاطع التمام للمدى القصير، والشعاع المخروطي للمدى الأطول، تمامًا كما هو الحال في رصد الأحوال الجوية
في رسم الخرائط الأرضية، تنخفض طاقة الرادار مع تناقص المسافة إلى السطح
ويرجع ذلك إلى أن انخفاض الطاقة مع المسافة يعتمد على قاطع التمام لزاوية الانخفاض
يتم تغيير الطاقة بواسطة مفتاح الكسب في لوحة التحكم.
