د انتن او تکثیر اساسي اصول

د انتن او تکثیر اساسي اصول

انتنونه او تکثیر د بېسیم مخابراتي سیسټمونو کې دوه اصلي مفکورې دي. انتنونه د "پل" په توګه کار کوي چې په یوه سرکټ کې بریښنایی سیګنالونه په الکترومقناطیسي څپو بدلوي چې په خالي ځای کې تکثیر کوي، او برعکس. په ورته وخت کې، تکثیر معاینه کوي چې دا الکترومقناطیسي څپې څنګه د لیږدونکي څخه ترلاسه کونکي ته سفر کوي، په شمول د چاپیریال عوامل چې د سیګنال ځواک او کیفیت اغیزه کوي. د انتنونو او تکثیر د اساسي اصولو پوهیدل د سیلولر شبکو، نشراتي راډیو، وای فای، سپوږمکیو، رادار، او حتی د شیانو انټرنیټ (IoT) مخابراتو ډیزاین کولو لپاره اړین دي.

۱. د انتنونو او د هغوی دندو پوهیدل

په ساده ډول، انتن یو الکترومقناطیسي وسیله ده چې د راډیو څپو انرژي لیږدوي یا ترلاسه کوي. د لیږدونکي په پای کې، یو انتن لوړ فریکونسي (RF) جریانونه او ولټاژونه په الکترومقناطیسي څپو بدلوي چې د هوا یا نورو رسنیو له لارې خپریږي. د ترلاسه کونکي په پای کې، یو انتن برعکس کار کوي: دا الکترومقناطیسي څپې نیسي او په بریښنایی سیګنالونو بدلوي چې بیا د ترلاسه کونکي وسیلې لخوا پروسس کیږي.

د انتن اصلي دندې عبارت دي له:
۱. وړانګې: په خالي فضا کې د RF انرژي خپرول.
۲. استقبال: د چاپیریال څخه د RF انرژي اخلي.
۳. لارښوونه: د انرژۍ لارښوونه په یوه ټاکلي لوري کې د استقبال حد یا کیفیت زیاتولو لپاره.
۴. د امپیډنس مطابقت: د لیږدونکي څخه انتن ته یا له انتن څخه ریسیور ته د اعظمي بریښنا لیږدولو کې مرسته کوي.

۲. د انتن مهم پیرامیټرې

د انتن فعالیت نه یوازې د هغې د فزیکي بڼې له مخې ټاکل کیږي، بلکې د یو شمیر مهمو تخنیکي پیرامیټرو له مخې هم ټاکل کیږي.

الف. فریکونسي او د طول موج
انتنونه په ځانګړو فریکونسیو کې په غوره توګه کار کوي. فریکونسی (f) د لاندې اړیکو له لارې د طول موج (λ) سره تړاو لري:

λ = c / f

چیرې چې c د رڼا سرعت دی (شاوخوا 3 × 10⁸ m/s). ډیری کلاسیک انتنونه د کسري طول موجونو سره جوړ شوي دي، د بیلګې په توګه نیمه څپه (λ/2) یا ربع څپه (λ/4) انتنونه، ځکه چې دوی ښه موثریت تولیدوي.

ب. د وړانګو نمونه
د وړانګو نمونه تشریح کوي چې څنګه د انتن وړانګې شوې ځواک په مختلفو لارښوونو ویشل کیږي. دوه عمومي کټګورۍ شتون لري:
– هر اړخیز: په افقي الوتکه کې په مساوي ډول خپریږي (مثال: په وای فای روټر کې مونوپول انټینا).
– لارښوونه: بیم په یوه ټاکلي لوري تمرکز کوي (مثالونه: یاګي انتنونه، پارابولیک انتنونه، او پینل انتنونه).

د وړانګو نمونه د دوه بعدي یا درې بعدي ډیاګرام په بڼه لیدل کیدی شي، او د انتن موقعیت او سمت ټاکلو لپاره خورا ګټور دی.

ج. د انتن ګین
لاسته راوړنه د دې اندازه ده چې یو انتن د حوالې انتن په پرتله څومره په مؤثره توګه انرژي تمرکز کوي. لاسته راوړنه معمولا په dBi (د ایزوټروپیک انتن په پرتله) یا dBd (د نیم څپې ډایپول په پرتله) کې څرګندیږي. لوړه لاسته راوړنه عموما په ورکړل شوي لوري کې اوږده رینج معنی لري، مګر ډیری وختونه د تنګ بیم زاویې سره راځي.

د. بینډ ویت
بینډ ویت هغه فریکونسي رینج دی چې انټینا یې لاهم ښه فعالیت کوي (د مثال په توګه، ټیټ VSWR یا ښه بیرته راستنیدونکی زیان). عصري غوښتنلیکونه لکه LTE، 5G، او وای فای د لوړ سرعت ډیټا لیږدولو لپاره پراخه بینډ ویت ته اړتیا لري.

e. قطبي کول
قطبي کېدل د الکترومقناطیسي څپو د برقي ساحې د لوري ټاکل دي. عام قطبي کېدل په لاندې ډول دي:
- خطي افقي / عمودي
- سرکلر (RHCP/LHCP)

د ټرانسمیټر او ریسیور ترمنځ د قطبي کولو مطابقت مهم دی ځکه چې نا مطابقت کولی شي د بریښنا د پام وړ ضایع کیدو لامل شي.

f. خنډ او VSWR
انتنونه یو ځانګړتیا لرونکی خنډ لري (ډیری وختونه په 50 Ω کې هدف لري). کله چې د انتن خنډ د لیږد لین سره سمون ونلري، یو څه بریښنا بیرته لیږدونکي ته منعکس کیږي. دا د VSWR (د ولتاژ ولاړ څپې تناسب) یا د بیرته راستنیدو ضایع لخوا اندازه کیږي. VSWR څومره چې ټیټ وي، د بریښنا لیږد ښه وي.

۳. د انتنونو عام ډولونه

د انتن ځینې ډولونه چې ډیری وختونه ورسره مخ کیږي عبارت دي له:
– ډایپول: ساده، ډیری وخت په راډیو کې کارول کیږي.
- مونوپول/څپې: په پراخه کچه په ګرځنده وسیلو او بیس سټیشنونو کې کارول کیږي.
– یاګي-اودا: لارښود، د شوقي تلویزیون او راډیو لپاره مشهور.
- پارابولیک ډش: د سپوږمکۍ او اوږد واټن اړیکو لپاره لوړه ګټه.
- پیچ/مایکروسټریپ: کوچنی او د یوځای کولو لپاره اسانه، په GPS وسیلو او ګرځنده تلیفونونو کې عام دی.
- صف/MIMO: د بیم جوړولو لپاره د ډیری عناصرو ترکیب، چې په 5G کې مهم دی.

د انتن ډول انتخاب د فریکونسۍ اړتیاو، ګټې، اندازې، د لیږد لوري، او د نصبولو چاپیریال پورې اړه لري.

۴. د راډیو څپو د تکثیر اساسات

تکثیر هغه پروسه ده چې له مخې یې راډیو څپې له لیږدونکي څخه ترلاسه کونکي ته سفر کوي. په عمل کې، څپې تل په مستقیم کرښه کې پرته له مداخلې سفر نه کوي. ډیری عوامل، لکه ځمکه، ودانۍ، هوا، او اتموسفیر طبقې، کولی شي سیګنال پراخ یا کمزوری کړي.

الف. د لید کرښه (LOS) او غیر LOS
- LOS (د لید کرښه): لیږدونکی او اخیستونکی یو بل پرته له کوم لوی خنډ څخه "ګوري". دا حالت معمولا د سیګنال غوره کیفیت چمتو کوي.
– NLOS (د لید له کرښې پرته): خنډونه شتون لري لکه ودانۍ، غونډۍ، یا ونې. سیګنال لاهم د انعکاس، تفرقې یا خپریدو له لارې ترلاسه کونکي ته رسیدلی شي، مګر معمولا د کمښت او تحریف تجربه کوي.

ب. د تکثیر اصلي میکانیزم
۱. انعکاس
دا هغه وخت رامنځته کېږي کله چې څپې له لویو سطحو لکه ودانیو یا ځمکې څخه پورته شي. انعکاس کولی شي سیګنالونو سره مرسته وکړي چې هغو سیمو ته ورسیږي چې سمدلاسه نه لیدل کیږي، مګر دا د مداخلې لامل هم کیدی شي.

۲. تفاوت
څپې کولی شي د غونډیو یا ودانیو په څیر د شیانو د څنډو شاوخوا "کږ" شي. انحراف په سیوري لرونکو سیمو کې د اړیکو اجازه ورکوي، مګر د سیګنال ځواک معمولا کم شوی وي.

۳. خپرول
دا هغه وخت رامنځته کېږي کله چې څپې د کوچنیو شیانو یا ناڅاپه سطحو لکه پاڼو، قطبونو، یا نا مساوي سطحو سره مخ شي. په لوړه فریکونسۍ او ښاري چاپیریال کې خپریدل اکثرا غالب وي.

۴. جذب
ځینې ​​مواد د څپو انرژي جذبوي، لکه کانکریټي دیوالونه، اوبه، او د انسان بدن. په لوړو فریکونسیو (د مثال په توګه، mmWave)، د باران او اتموسفیر لخوا جذب ډیر مهم کیږي.

ج. څو لارې او ورکېدل
په حقیقي نړۍ چاپیریال کې، سیګنالونه ډیری وختونه د څو لارو (ملټي پاتھ) له لارې رسیدونکي ته رسیږي. دا لارې مختلف سفر وختونه او مرحلې لري، او له همدې امله کولی شي یو بل پیاوړی یا کمزوری کړي. د سیګنال د کچې د چټک بدلونونو دې پدیدې ته فیډینګ ویل کیږي. د دې د حل لپاره، عصري سیسټمونه تخنیکونه کاروي لکه:
– تنوع (د انتن تنوع)
- میمو
– OFDM
- مساوات

۵. د تکثیر د ضایع کیدو ماډل (د لارې ضایع کیدل)

لکه څنګه چې واټن زیاتیږي، د ترلاسه شوي سیګنال ځواک کمیږي. په خالي ځای کې، د خالي ځای لارې ضایع (FSPL) ماډل په کارولو سره زیانونه نږدې کیدی شي، کوم چې ښیي چې زیانونه د واټن او فریکونسۍ سره زیاتیږي. په هرصورت، په ښاري یا داخلي چاپیریال کې، ماډل د انعکاس او خنډونو له امله ډیر پیچلی کیږي.

په عمل کې، د شبکې ډیزاینران د پوښښ اټکل کولو لپاره د ساحې اندازه کولو او تجربوي ماډلونو (د مثال په توګه، اوکومورا-هتا، COST-231، یا داخلي ماډلونه) ترکیب کاروي.

۶. د چاپېریال عوامل چې تکثیر اغیزمنوي

ځینې ​​مهم عوامل چې د تکثیر اغیزه کوي عبارت دي له:
– توپوګرافي: غونډۍ، درې، او د ځمکې شکلونه د ځمکې د ښکته کېدو او انحراف اغیزه کوي.
- د ودانیو کثافت: ښاري چاپیریالونه څو لارې او سیوري زیاتوي.
– نباتات: ونې سیګنالونه جذبوي او خپروي، په ځانګړي توګه کله چې لوند وي.
– هوا: دروند باران کولی شي په لوړ فریکونسیو کې سیګنالونه کمزوري کړي، په ځانګړې توګه د سپوږمکۍ او mmWave لینکونو کې.
- د انتن لوړوالی: د LOS پوښښ لوړ وي، په ځانګړې توګه د سیلولر او راډیو شبکو لپاره.

۷. د انتن او تکثیر ترمنځ اړیکه

انتنونه او تکثیر نه جلا کیدونکي دي. یو لوړ لاسته راوړونکی انتن کولی شي په یو ځانګړي لوري کې رینج زیات کړي، مګر که چیرې چاپیریال ډیری انعکاسونه رامینځته کړي، یو لوړ سمت لرونکی انتن کولی شي په انعکاس شوي لاره کې سیګنال له لاسه ورکړي چې بل ډول به ګټور وي. برعکس، یو هر اړخیز انتن په څو لارو سیمو کې ډیر انعطاف منونکی دی مګر معمولا لنډ رینج لري. له همدې امله، د بېسیم مخابراتو ډیزاین تل د انتن ځانګړتیاوې (نمونه، قطبي کول، لاسته راوړنه) او د تکثیر شرایط (LOS/NLOS، څو لارې، خنډونه) په پام کې نیسي.

پایله

د انتنونو او تکثیر اساسي اصول د ټولو بېسیم مخابراتي ټیکنالوژۍ بنسټ دی. انتنونه دا ټاکي چې څنګه د RF انرژي د وړانګو نمونې، ګټې، بینډ ویت، او قطبي کولو په څیر پیرامیټرو له لارې خارجیږي یا ترلاسه کیږي. په ورته وخت کې، تکثیر د ننګونکي چاپیریالونو لکه انعکاس، تفاوت، توزیع او جذب له لارې د څپې سفر بیانوي. د دواړو په پوهیدو سره، موږ کولی شو ډیر باوري، اغیزمن، او مناسب مخابراتي سیسټمونه ډیزاین کړو - د ساده کور شبکو څخه تر ملي کچې مخابراتي زیربناوو پورې.

که تاسو وغواړئ، زه کولی شم دا مقاله ډیر تخنیکي (د فورمولونو او محاسبې مثالونو سره) یا ډیر عملي (د وای فای، سیلولر بیس سټیشنونو، یا سپوږمکۍ مخابراتو لپاره د غوښتنلیکونو مثالونو سره) تطبیق کړم.