هوائي 4G الداخلي مقابل هوائي 4G الخارجي

يؤثر الاختيار بين هوائيات 4G الخارجية والداخلية على أداء أجهزتنا اللاسلكية ووظائفها. فبدون هوائي مدمج، لا يمكننا اعتبار الجهاز لاسلكيًا، وهو ما يثير التساؤل: "لماذا؟" الجواب بسيط. من دون هوائي، لا يمكن للجهاز الاتصال اللاسلكي. يمكن وضع هذه الهوائيات إما داخل الجهاز أو خارجه. قد يكون اختيار الهوائي المناسب عملية صعبة.

تقدم هذه المقالة لمحة عامة عن كلا الهوائيين وتغطي تصميمهما وجودة استقبال الإشارة وعملية التركيب والأداء في البيئات المختلفة وحالات الاستخدام والصيانة. هذه العوامل حاسمة في اختيار هوائي 4G.

الاختلافات الأساسية

الفرق الرئيسي بين الهوائيات الداخلية والهوائيات الخارجية هو الموضع. توجد هوائيات 4G الداخلية داخل الجهاز وعادة ما تكون غير مرئية للمستخدمين. يندمج الهوائي الداخلي بسلاسة في الجهاز، مما ينتج عنه تصميم موحد. ينتج عنه مظهر أصغر حجماً وأصغر حجماً للجهاز. ومع ذلك، قد يؤثر قليلاً على استقبال الإشارة.  

من ناحية أخرى، يفصل هوائي 4G الخارجي بين الجهاز والهوائي. يتكون الجهاز من المضيف وخط الإشارة وخط الطاقة. نظرًا لأن خط الإشارة خارجي، يمكن وضعه بالقرب من النطاق المحيطي، مما يساعد على تحسين قوة الإشارة واستقرارها. ومع ذلك، عند التفكير في حل هوائي لغرض معين، يجب أن نأخذ بعين الاعتبار التصميم والحجم والتكلفة وسهولة التركيب.  

التصميم والجماليات

يساعد تصميم الهوائيات الداخلية في الحفاظ على المظهر الأنيق وتوفير المساحة. وهذا أمر مهم في العديد من الأجهزة المحمولة، بما في ذلك الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. بالإضافة إلى ذلك، توفر الهوائيات الداخلية مكاسب عالية نسبيًا، وقدرات معالجة متقدمة، وجودة منتج متناسقة، ومظهرًا أنيقًا للجهاز. نظرًا لأن الهوائي الداخلي مثبت داخل الجهاز، فإنه يتمتع بصلابة ميكانيكية جيدة. مزايا الهوائيات الداخلية ممتازة ولكنها قد لا تكون قادرة على توفير حساسية كافية في الأماكن النائية. وهنا يأتي دور الهوائيات الخارجية.

تلعب الهوائيات الخارجية دورًا حاسمًا في تعزيز أداء الشبكات اللاسلكية من خلال تحسين قوة الإشارة وتوسيع مناطق التغطية. وهي غير مناسبة بشكل عام للأجهزة المحمولة الصغيرة بسبب تصميمها. فهي مناسبة تمامًا للأجهزة الثابتة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار عن بُعد وأجهزة التوجيه والمودم. ومع ذلك فإن الهوائيات الخارجية أكثر عرضة للتلف المادي. هذه الهوائيات ضخمة الحجم وقد لا تنسجم بشكل جيد مع البيئة المحيطة. قد يتطلب إعداد هذه الهوائيات الخارجية أدوات ومعرفة إضافية.

جودة استقبال الإشارة

جودة استقبال الإشارة عامل حاسم عند الاختيار بين هوائيات 4G الداخلية والخارجية. هناك عاملان رئيسيان يلعبان دورهما عند تقييم جودة الاستقبال. العامل الأول هو قدرات قوة الإشارة. توفر الهوائيات الخارجية قوة إشارة أفضل مقارنة بالهوائيات الداخلية.  

الأمر الثاني الذي يؤثر على جودة استقبال الإشارة هو موقع أو موضع الهوائي. يمكن تركيب الهوائيات الخارجية في مواقع مختلفة. وعادةً ما يتم تركيب الهوائيات الخارجية في مواقع ذات عوائق قليلة، وهذا يسمح لها بتقديم جودة إشارة محسنة. لكن الهوائيات الداخلية تكون مدمجة داخل الأجهزة، مما يجعلها تستقبل جودة إشارة أقل نسبياً.

عملية التثبيت

عند التفكير في عملية تركيب هوائيات الجيل الرابع 4G، من المهم فهم الاختلافات بين تركيب الهوائيات الداخلية والخارجية، مع الأخذ بعين الاعتبار السهولة والخطوات المطلوبة والمشاكل المحتملة.

يتم دمج هوائيات 4G الداخلية بشكل أساسي داخل الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأنظمة المدمجة. وبالتالي، لن يُطلب من المستخدمين النهائيين إجراء عملية التثبيت لأن الهوائي سيكون مدمجاً ومضبوطاً من قبل الشركة المصنعة للجهاز. وهذا يعني أن الهوائيات الداخلية ستوفر تجربة مباشرة دون الحاجة إلى قيام المستخدم بعملية إعداد أخرى.

من ناحية أخرى، ينطوي تركيب هوائيات 4G الخارجية على عدة خطوات وتحديات. توضح الخطوات التالية العملية بالتفصيل,

• مسح الموقع: تحديد أفضل مكان لوضع الهوائي من خلال قراءة اتجاه أقرب برج خلوي. يمكن استخدام أدوات مثل Cell Mapper لتحديد أقرب صواري خلوية وهو أمر مهم في الإعداد الرائع للهوائيات الموجهة.
• تركيب الهوائي: قم بتثبيت الهوائي في مكان لا توجد فيه عوائق محيطة به، مثل الأماكن الخارجية ويفضل أن يكون على ارتفاع ما فوق العوائق لتجنب أي تداخل في مستوى العوائق المتاحة بحيث يتم استقبال الإشارة. يضمن التركيب السليم مع الأقواس المناسبة التشغيل الآمن والمستقر للهوائي.
• المحاذاة: وجّه الهوائي بشكل عام نحو اتجاه البرج الخلوي الذي تم تحديده. من المهم الحفاظ على توجيه جيد للحصول على أداء أفضل. يمكن استخدام بعض أدوات مراقبة قوة الإشارة لتحسين المحاذاة.
• التوصيلات المحورية: يوصى دائماً بتشغيل التوصيلات في كابل عالي الجودة. لمنع فقدان الإشارة، من الضروري إبقاء طول الكابل قصيرًا. كما يجب التأكد من أن جميع التوصيلات مقاومة للعوامل الجوية إذا كانت مفتوحة في الخارج.

يمكن تغيير موضع الهوائي أو اتجاهه بعد اكتمال عمليات فحص السرعة وملاحظة قوة الإشارة لمعرفة الاختلافات أو التحسينات.

التحديات:

• المعرفة التقنية: قد تكون هناك حاجة إلى فهم أساسي لمبادئ تردد الإشارة أثناء التركيب.
• القيود المادية: قد تكون خيارات التركيب المتاحة محدودة حيث لا يمكن الوصول إلى جميع المواقع للتركيب المناسب.
• مقاومة للعوامل الجوية: لضمان طول العمر الافتراضي وقابلية التشغيل، يجب أن تكون الهوائيات والكابلات الخارجية محكمة الغلق.

لذا، فإن الهوائيات الخارجية تحتاج إلى نهج عملي، في حين أن الهوائيات الداخلية يمكن دمجها بسهولة دون الحاجة إلى تركيبها.

التنقل وقابلية النقل

كما ذكرنا من قبل، يتم دمج الهوائيات الداخلية في الأجهزة مما يساعد على تحقيق تصميم نحيف وانسيابي. تُعد ميزة الدمج هذه مفيدة في الأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة لأن هناك حاجة للحفاظ على المظهر الأنيق. كما أن عدم وجود أجزاء بارزة خارجية يقلل أيضًا من فرص الكسر أثناء المناولة.

هناك بعض القيود على التنقل مع الهوائيات الخارجية. نظرًا لأن الهوائي مثبت خارجيًا على الجهاز، فإنه سيزيد من حجمه ويحتاج إلى مكونات تركيب إضافية. كما أن الهوائيات الخارجية غير ملائمة للأجهزة المصممة للاستخدام أثناء التنقل لأن وضعها ووضعها بشكل صحيح للحصول على أفضل أداء قد يحد من إمكانية التنقل.

الأداء في المناطق الحضرية

ونظراً لقرب العديد من الأبراج الخلوية من بعضها البعض، تكون الإشارات الخلوية قوية في المناطق الحضرية وتكون الهوائيات الداخلية كافية لجميع الاستخدامات العملية. تواجه المناطق الحضرية العديد من الصعوبات، حيث أن عوائق المباني والتداخل متعدد المسارات وانعكاسات الإشارة كثيراً ما تؤثر على جودة الإشارة. كما أن الموضع الثابت للهوائيات الداخلية داخل الجهاز يحد من التعديلات التي يمكن إجراؤها من أجل الاستقبال الأمثل للإشارة. وقد يؤدي ذلك إلى ضعف الأداء في المناطق الحضرية.

والآن دعنا نستكشف مزايا الهوائيات الخارجية في المناطق المكتظة بالسكان,

• تحسين استقبال الإشارة: ضع الهوائيات الخارجية في مواقع استراتيجية تتفادى العوائق والتداخل، وتستقبل إشارات أقوى. من خلال تركيب هوائي خارجي، سيتمكن المستخدم من التخلص من مشكلة تدهور الإشارة في الأماكن المغلقة بسبب مواد البناء والانعكاسات.
• المرونة في التموضع: يمكن وضعها بشكل أكثر استراتيجية مع هوائيات خارجية لتحسين خط الرؤية مع الأبراج الخلوية، مما يؤدي إلى إشارة أكثر موثوقية. ونظراً للعوائق التي تسببها المباني الكثيفة، فإن هذه الميزة بالغة الأهمية في المناطق الحضرية.
• أداء محسّن: عادةً ما تكون الهوائيات الخارجية مصممة بكسب أعلى من الهوائيات الداخلية مما يسمح باستقبال ونقل أفضل للإشارات في المناطق ذات الكثافة العالية للمستخدمين والتداخل. وتكون النتائج اتصالاً أقوى ومعدلات نقل بيانات أسرع في المناطق الحضرية.

نظرًا لأن الهوائيات الداخلية مريحة وتوفر تغطية كافية في العديد من المناطق الحضرية، فإن الهوائيات الخارجية أكثر فعالية في التغلب على العوائق في المناطق المزدحمة بشدة. ولضمان اتصال 4G قوي في البيئات الحضرية المعقدة، يُوصى باستخدامها بشكل كبير بسبب مرونتها الفائقة في التنسيب وقدرات استقبال الإشارة المحسنة.

الأداء في المناطق الريفية

بشكل عام، الهوائيات الداخلية مخصصة للحالات التي تكون فيها مصادر الإشارة قوية وقريبة. أما في المناطق الريفية، فإن المسافة من الأبراج الخلوية عادةً ما تعادل إشارات أضعف بكثير. وبفضل الكسب المحدود والموضع الثابت للهوائيات الداخلية داخل الأجهزة، يصعب التقاط هذه الإشارات البعيدة بفعالية. بالإضافة إلى ذلك، تعمل التلال والأشجار والمباني على تخفيف الإشارات بشكل أكبر، مما يجعل الاستقبال أكثر صعوبة للهوائيات الداخلية.

يؤدي تركيب هوائي خارجي على ارتفاع أعلى، مثل على أسطح المنازل، إلى قوة إشارة أقوى. وذلك بسبب وجود بعض العوائق والإشارات المنخفضة التي تنعكس داخل المنزل. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم الهوائيات الخارجية مصممة لكسب أعلى، مما يمكنها من التقاط الإشارات الضعيفة من الأبراج البعيدة. يمكن توجيه الهوائيات الخارجية نحو أبراج خلوية محددة، مما يركز الاستقبال في المناطق التي تكون فيها الأبراج متباعدة. وهذا يعزز جودة الإشارة في المناطق الريفية. هذه القدرة الاتجاهية مفيدة للغاية في الاتصال الموثوق به في المناطق الريفية.

المتانة ومقاومة العوامل الجوية

عادة ما تكون الهوائيات الداخلية، على الرغم من أنها مدفونة داخل الجهاز، محمية بشكل أفضل ضد التلف المادي، حيث أنها محمية ضد معظم الصدمات الخارجية. في الواقع، تعتمد متانتها على مواد بناء الجهاز. وعلى الرغم من أنها أقل عرضة للكسر، إلا أن أداء إشارتها يتدهور بمرور الوقت مع الرطوبة والتغيرات في درجة الحرارة والتداخل الكهرومغناطيسي داخل الجهاز. عادةً ما يتم تصميم الهوائيات الداخلية لتتحمل ظروف التشغيل العادية ولكنها قد تعاني من انخفاض الأداء في الظروف البيئية القاسية، خاصةً المتعلقة بالحرارة الزائدة أو ضعف التدريع.

كما أن الهوائيات الخارجية أكثر عرضة لتقلبات درجات الحرارة والمطر والثلج والغبار والرياح. وبمرور الوقت، يمكن أن تتسبب كل هذه العوامل في التآكل وإجهاد المواد والتآكل العام الذي يؤدي إلى تدهور الأداء. قد يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن أشعة الشمس إلى تدهور المكونات البلاستيكية، بينما يمكن أن تؤثر درجات الحرارة القصوى على السلامة الهيكلية للمواد. تحتوي معظم الهوائيات المثبتة في الخارج على أغلفة لتركيبها، وبالتالي فهي مقاومة إلى حد ما عند استخدامها في الهواء الطلق. 

حالات الاستخدام

الهوائيات الداخلية هي الأنسب للظروف الجمالية وسيناريوهات ضيق المساحة. وهي مناسبة للغاية للتطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة والبروز من الخارج غير مرغوب فيه. يمكن أن تعمل إعدادات Wi-Fi داخل المنزل والهوائيات الداخلية على الأجهزة بشكل كافٍ طالما أن المساحة ليست كبيرة جدًا والحواجز المادية ضئيلة. ونظراً للطبيعة متعددة الاتجاهات للهوائيات الداخلية، فهي مناسبة لتوزيع الإشارات بشكل موحد، وبالتالي فهي مناسبة للاستخدامات السكنية القياسية. كما أن الهوائيات الداخلية متوفرة بشكل كبير في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، بما في ذلك الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء، حيث تكون الأناقة ضرورة.

لنلقِ نظرة الآن على الظروف المثالية لهوائيات 4G الخارجية. يمكن نشر الهوائيات الخارجية عندما تكون هناك حاجة أكبر لقوة الإشارة والتغطية في منطقة ما، خاصة في ظل الظروف القاسية. يمكن أن تتمتع المناطق الكبيرة المفتوحة، مثل المستودعات والقاعات والملاعب، بخدمة وتغطية أفضل من خلال تركيب هوائيات خارجية في مواقع مناسبة. كما أنها مفيدة في الصناعات التي قد تتداخل فيها مواد البناء مع انتشار الإشارة. تساعد المرونة في وضع الهوائيات الخارجية في المواقع المثلى في التخفيف من هذه المشكلات. في حالة النشر في الهواء الطلق أو المناطق ذات الكثافة العالية للمستخدمين، يمكن أيضًا توفير إشارات مركزة عند الحاجة من خلال هوائيات خارجية ذات أنماط إشعاعية محددة تضمن الاتصال السلس.

الإصلاح والصيانة

تميل الهوائيات الداخلية إلى أن تكون خالية من الصيانة بسبب موقعها المحمي داخل الأجهزة. ونظراً لأن الهوائيات الداخلية محمية من البيئة الخارجية من الغبار أو الماء أو الأضرار المادية، فإنها تحتاج فقط إلى الصيانة العرضية. أكبر مشكلة صيانة هي الأداء السليم للجهاز نفسه. على سبيل المثال، يمكن إجراء تحديثات البرامج الثابتة أو البرامج بشكل دوري لضبط استقبال الإشارة. ومع ذلك، فإن الهوائيات الداخلية لا يمكن الوصول إليها بسهولة وليس من السهل تغييرها في حال تعطلها، لذلك قد يكون استبدال الجهاز هو الخيار الوحيد في مثل هذه الظروف. هذه المتانة والتشغيل بدون صيانة تجعل الهوائيات الداخلية خياراً ممكناً للمنتجات الاستهلاكية.

الهوائيات الخارجية عرضة للبلى والتلف لأنها عرضة للعوامل البيئية مثل الرياح والأمطار والتغيرات في درجات الحرارة. يجب إجراء التنظيف والفحص المنتظم لتجنب تدهور الإشارات بسبب الأوساخ أو التآكل. عادة ما يستلزم إصلاح الهوائي الخارجي فحص واستبدال الكابلات أو الموصلات أو الهوائي التالف. يمكن أن تطيل جودة التركيب والمواد المناسبة المقاومة للعوامل الجوية من عمر الهوائيات الخارجية. تحتاج الهوائيات الخارجية أيضاً إلى إعادة معايرة الهوائيات الخارجية بعد الإصلاح لتعمل على النحو الأمثل. يمكن استبدال الهوائيات الخارجية بسهولة أكبر من الهوائيات الداخلية في حالة حدوث تلف شديد، وبالتالي فهي أكثر ملاءمة في ظروف الصيانة.

الخاتمة

بإيجاز، لكل من الهوائيات الداخلية والخارجية مزايا وقيود معينة بناءً على متطلبات الجهاز والبيئة وسيناريو الاستخدام. توفر الهوائيات الداخلية حجمًا صغيرًا وصلابة وسهولة التكامل، وهو ما يتحقق بشكل أفضل في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية للبيئات العامة. ومع ذلك، قد يتعرض أداؤها للخطر في البيئات القاسية، خاصة في البيئات الحضرية أو المحظورة. ومع ذلك، تتفوق الهوائيات الخارجية عندما يتعلق الأمر بتقديم قوة إشارة أقوى ومرونة وتشغيلها في البيئات القاسية والبيئات الحضرية شديدة الكثافة. إن التبصر في المتطلبات الخاصة للتطبيق إلى جانب العوامل البيئية لا يقدر بثمن في التأكد من حل الهوائي المناسب. لكلا حلّي الهوائي دور حاسم في التوصيل النهائي للاتصال اللاسلكي المستقر لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة والتطبيقات.