ما هو هوائي الاستقطاب المزدوج MiMo؟ الدليل الكامل

إن فهم تقنية الهوائي أمر بالغ الأهمية لأي شخص يعمل في صناعة الاتصالات اللاسلكية communication. تعد هوائيات الاستقطاب المزدوج مكونًا أساسيًا يؤثر بشكل كبير على وظائف أنظمة الاتصالات اللاسلكية الحديثة communication، وسيساعدك هذا الدليل على فهمها. في عالم التكنولوجيا سريع التطور، من المهم فهم هوائيات الاستقطاب المزدوج وأهميتها. تعد هذه الهوائيات، التي تتصدر الطريق في تحسين أنظمة الاتصالات communication، بجودة إشارة أعلى واستخدام أكثر فعالية لعرض النطاق الترددي.

متعدد المدخلات متعدد المخرجات (ميمو) أصبحت التكنولوجيا الأساس لزيادة عرض النطاق الترددي للشبكة والكفاءة الطيفية ومعدلات البيانات. ومن أجل تحقيق هذه التحسينات، فإن الاستقطاب المزدوج هوائيات MIMO ضرورية بسبب قدرتها على إرسال واستقبال الإشارات على استقطابات متعامدة.

تتناول هذه المقالة بالتفصيل الأصناف والفوائد والمقارنات مع هوائيات الاستقطاب الأحادي والاستخدامات المختلفة لهوائيات الاستقطاب المزدوج. يقدم هذا التوجيه الشامل عرضًا شاملًا لهوائيات MIMO ثنائية الاستقطاب، ويغطي كل شيء بدءًا من الأسس النظرية إلى التطبيقات الواقعية.

ما هو هوائي الاستقطاب المزدوج؟

عندما يتعلق الأمر بإرسال واستقبال الإشارات في مستويين مختلفين من الاستقطاب، عادةً ما يكون أفقيًا وعموديًا، فإن الهوائي ثنائي الاستقطاب هو أداة ممتازة. تعد هذه الميزة المزدوجة ضرورية للاتصال الفعال communication لأنها تتيح مضاعفة سعة نظام الاتصال المشترك communication دون الحاجة إلى المزيد من عرض النطاق الترددي أو طاقة الإرسال.

يشير مصطلح القطبية المزدوجة ببساطة إلى قدرة الهوائي على إرسال واستقبال الإشارات في نفس الوقت في مستويين منفصلين. يتم استخدام مجموعتين من العناصر أو الهوائيات الموضوعة بزاوية قائمة مع بعضها البعض لتحقيق ذلك. وعادةً ما تكون المجموعتان أفقيًا وعموديًا، ويتم تصنيع المجموعتين من الأجهزة لإرسال واستقبال الإشارات في مستويين متعامدين. يعد تحسين تنوع الإشارات ورفض التداخل فائدتين للهوائيات ثنائية القطبية ضروريتين للحفاظ على اتصالات مشتركة يمكن الاعتماد عليها في أنواع مختلفة من البيئات.

كيف تعمل؟

تعمل الهوائيات ثنائية الاستقطاب من خلال إرسال واستقبال الإشارات في وقت واحد في استقطابين مختلفين. يصف مصطلح "الاستقطاب" كيفية توجيه الموجات الكهرومغناطيسية أثناء انتشارها المكاني. تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في هوائي أحادي الاستقطاب في اتجاه رأسي أو أفقي. أما في الهوائي ثنائي الاستقطاب، فتنتشر الموجات في اتجاهين متعامدين، عادةً ما يكونان رأسيًّا وأفقيًّا.

وتحقق الهوائيات ثنائية الاستقطاب ذلك من خلال وجود مجموعتين من العناصر المشعة، كل منها موجه في استقطاب مختلف. وعادةً ما يتم استخدام ترتيب متقاطع الاستقطاب لهذه العناصر المشعة، بحيث تكون إحدى مجموعتي العناصر مصطفة عمودياً والأخرى أفقياً.

يتمتع الهوائي ثنائي الاستقطاب بالقدرة على إرسال الإشارات في نفس الوقت في كل من الاستقطاب الرأسي والأفقي. وبفضل ذلك، يمكن الآن إرسال دفقين منفصلين للبيانات على نفس نطاق التردد. وبطريقة مماثلة، يمكن للهوائي استقبال إشارات في كلا الاستقطابين في نفس الوقت، وبالتالي مضاعفة كمية البيانات المستقبلة.

وتتميز الهوائيات ثنائية الاستقطاب بميزة مضاعفة إنتاجية قناة الاتصالات المشتركة 1TP14 من خلال إرسال واستقبال المزيد من البيانات على نفس نطاق التردد. ولهذا السبب، فهي فعّالة جداً في الأطياف المزدحمة حيث يكون من الضروري زيادة نقل البيانات إلى أقصى حد.

فيما يُستخدم هوائي الاستقطاب المزدوج؟

يمكن إرسال واستقبال إشارات ذات استقطابين مختلفين في وقت واحد باستخدام هوائي ثنائي الاستقطاب. يمكن إرسال واستقبال إشارتين أو تدفقي بيانات مختلفتين على نفس نطاق التردد باستخدامه. وكثيراً ما يستخدم هذا النوع من الهوائيات في أنظمة الاتصال اللاسلكي المشترك 1TP14 لتمكين إرسال واستقبال العديد من الإشارات في وقت واحد، وبالتالي زيادة سعة النظام وكفاءته. وتستخدمه أنظمة الرادار أيضاً للتمييز بين الإشارات المنعكسة من أجسام مختلفة وفقاً لاستقطابها.

أنواع استقطاب الهوائي

الاستقطاب الرأسي

في الاستقطاب الرأسي، يتأرجح المجال الكهربي للموجة الكهرومغناطيسية عموديًّا بالنسبة إلى سطح الأرض. وفي هذه الحالة يكون المجال الكهربي عموديًا على الأرض. في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والبث التلفزيوني والاتصالات اللاسلكية، يستخدم هذا النوع من الاستقطاب بشكل متكرر. يعمل هذا النوع بشكل جيد في المناطق الحضرية حيث يجب أن تمر الإشارات بفعالية عبر المباني.

الاستقطاب الأفقي

يتأرجح المجال الكهربي أفقيًّا عندما يكون هناك استقطاب أفقي. يكون المجال الكهربي موازيًا للأرض في هذه الحالة. وكثيرًا ما يستخدم كل من الاتصالات الساتلية والبث التليفزيوني هذا النوع من الاستقطاب. ونظراً لأن الاستقطاب الأفقي يفقد انعكاساً أرضياً أقل من الاستقطاب الرأسي، فهو أفضل للاتصالات بعيدة المدى، خاصة في المناطق الريفية.

الاستقطاب المتقاطع (مائل مزدوج ± 45 درجة)

عندما يتم دعم الاستقطابين بواسطة الهوائي بزاوية ±45 درجة على المحور الأفقي، يُعرف هذا التكوين بالاستقطاب المتقاطع. أحد أنواع الاستقطاب المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية المتنقلة هو الاستقطاب 45 درجة. وهو يصف كيفية توجيه المجال الكهربي للموجة الراديوية بالنسبة لسطح الأرض. يتجه المجال الكهربي بزاوية 45 درجة مع سطح الأرض في الاستقطاب 45.
كثيراً ما تستخدم الشبكات الخلوية هذا النوع من الاستقطاب لتقليل تداخل الإشارة وتحسين جودة الإشارة. ومن المعروف أن هوائيات الاستقطاب المزدوج معروفة بهذا الترتيب، وهو مفيد جداً في أنظمة MIMO لتقليل التداخل وتحسين جودة الإشارة.

الاستقطاب الدائري: الاستقطاب الدائري: RHCP / LHCP

عندما تنتشر الموجة في استقطاب دائري، يدور المجال الكهربي في نمط دائري. الاستقطاب الدائري الأيمن (RHCP) والاستقطاب الدائري الأيسر (LHCP) هما نوعان من الاستقطاب الدائري. وكثيراً ما يستخدم الاستقطاب الدائري الاستقطاب الدائري في الأقمار الصناعية، ونظام تحديد المواقع العالمي لتحديد المواقع، ونظام تحديد الهوية بموجات الراديو، والاتصالات اللاسلكية، والأنظمة التي تحتاج إلى العمل باستمرار حتى مع اختلاف اتجاهات الإشارة.

مزايا الهوائيات ثنائية الاستقطاب

يوفر الاستقطاب المزدوج العديد من الفوائد في مختلف التطبيقات. وتشمل بعض الفوائد الرئيسية ما يلي:

• تحسين جودة البيانات

 يوفر الاستقطاب المزدوج تفاصيل إضافية حول الجسم أو المشهد قيد الرصد. يمكن الحصول على صور وقياسات أعلى جودة من خلال إرسال واستقبال الإشارات في كل من الاستقطابين الأفقي والرأسي، مما يسمح بجمع معلومات أكثر دقة عن الجسم.

• تعزيز تحديد الهدف المعزز  

يسهل الاستقطاب المزدوج التفريق بين أنواع الأهداف المختلفة. على سبيل المثال، يمكن أن يساعد في التفريق بين الأمطار والثلوج والبرد وغيرها من أشكال هطول الأمطار في تطبيقات رادار الطقس. ويمكن أن يساعد في التمييز بين الأشكال المختلفة للغطاء الأرضي، بما في ذلك المناطق الحضرية والغابات والزراعة في الاستشعار عن بُعد.

• زيادة الحساسية

يمكن جعل أنظمة الرادار أكثر حساسية من خلال الاستقطاب المزدوج. يمكن للرادار أن يعزز قدرات الكشف والقياس من خلال التقاط المزيد من طاقة الهدف المبعثرة الخلفية عن طريق إرسال واستقبال الإشارات في استقطابين.

• تقليل التداخل

في أنظمة الرادار، يساعد الاستقطاب المزدوج على تقليل التشويش والتداخل. ويمكن الحصول على قياسات أنظف وأكثر دقة من خلال فصل الإشارة المستهدفة عن الإشارات غير المرغوب فيها وضوضاء الخلفية باستخدام كلا الاستقطابين.

• تحسين الأداء في الظروف الجوية السيئة

في الظروف غير المواتية، مثل الأمطار الغزيرة أو الثلوج، يكون أداء الاستقطاب المزدوج أفضل. يمكن استخدام كلا الاستقطابين لزيادة دقة القياس وتقليل تأثير توهين الإشارة.

•  تحسين التعرف على الهدف وتصنيفه

يمكن أن تستفيد المهام التي تتضمن التعرف على الهدف وتصنيفه من الاستقطاب المزدوج. ويمكن التعرف على أنواع الأهداف المختلفة وتصنيفها وفقاً لخصائص تشتتها من خلال فحص خصائص الاستقطاب للإشارات المرتدة.

وعموماً، وبفضل فوائده العديدة من حيث جودة البيانات وتمييز الأهداف والحساسية والحد من التداخل والأداء في الأحوال الجوية السيئة والتعرف على الأهداف، فإن الاستقطاب المزدوج أداة مفيدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك رادار الطقس والاستشعار عن بعد والمراقبة العسكرية.

مقارنة مع الهوائيات أحادية الاستقطاب (هوائيات SISO)

نظرًا لأن هوائيات الاستقطاب الأحادي (SISO) تستخدم استقطابًا واحدًا فقط، فإن أداءها وقدرتها مقيدة في حالات الانتشار المعقدة. تظهر الفروق المهمة التالية بين هوائيات SISO وهوائيات الاستقطاب المزدوج عن طريق المقارنة,

صُنعت الهوائيات أحادية الاستقطاب لإرسال واستقبال الإشارات في استقطاب واحد فقط، والذي يمكن أن يكون إما رأسيًا أو أفقيًا. وهذا يعني أنه لا يمكن إرسال أو استقبال سوى الإشارات المستقطبة في نفس الاتجاه بواسطة هذه الهوائيات. ستنخفض قوة الإشارة بشكل كبير إذا كان استقطاب الإرسال والهوائي مختلفين.

في المقابل، يمكن للهوائيات ثنائية الاستقطاب أن تبث وتستقبل إشارات في كل من الاستقطابين الرأسي والأفقي. ونتيجة لذلك، يمكنها التفاعل مع الأجهزة التي لها اتجاهات استقطاب تختلف عن اتجاهاتها. نظرًا لأن الهوائيات ثنائية الاستقطاب يمكنها التكيف مع استقطاب الإشارة الواردة، مما ينتج عنه إشارات أقوى وأوضح، فإنها توفر قناة اتصال مشتركة أكثر موثوقية وفعالية.

في الختام، يتمثل الفرق الرئيسي بين الهوائيات أحادية الاستقطاب والهوائيات ثنائية الاستقطاب في أن الأولى تستخدم استقطابًا واحدًا فقط، بينما تستخدم الثانية الاستقطابين الأفقي والرأسي معًا، مما يوفر طريقة أكثر مرونة وفعالية في إرسال الإشارات.

هوائيات 2×2 مقابل هوائيات 4×4 MIMO

سوف تصادف مصطلحات مثل 2×2 و4×4 و8×8 MIMO إذا كنت قد قررت أنك تحتاج إلى نظام MIMO بدلاً من هوائي واحد. في نظام MIMO، تمثل هذه الأرقام عدد أجهزة الإرسال (الرقم الأول) وأجهزة الاستقبال (الرقم الثاني).

2×2 ميمو 2×2

يشكل جهازا إرسال وجهازا استقبال نظام 2×2 MIMO. يكون الهوائيان عادةً "مستقطبين متقاطعين"، وهي تقنية لوضع الهوائيين فوق بعضهما البعض في شكل "x" أو "+" بحيث يتم فصلهما عن بعضهما البعض. يمكن إرسال واستقبال دفقين من البيانات في وقت واحد مع هذا التكوين. كثيراً ما تستخدم العديد من أجهزة توجيه WiFi من فئة المستهلكين وبعض أجهزة 4G و 5G 2×2 MIMO. على الرغم من أن 2×2 لا توفر نفس مستوى الأداء الذي توفره أنظمة MIMO ذات الترتيب الأعلى، إلا أن معدلات البيانات عادةً ما تكون أكبر ب 30% من أنظمة SISO (مدخل واحد، مخرج واحد). كثيراً ما تستخدم شبكات Wi-Fi و LTE هذا التكوين لأنه يوفر تحسينات طفيفة في التغطية وسرعات البيانات.

4×4 ميمو 4×4

باستخدام أربعة أجهزة إرسال وأربعة أجهزة استقبال، يزيد نظام 4×4 MIMO من سعة الشبكة وموثوقيتها بشكل كبير. بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة مثل شبكات الجيل الخامس والشبكات اللاسلكية المعقدة، فهو مفيد للغاية. يتيح ذلك زيادة إنتاجية البيانات بمقدار 301 تيرابايت 15 تيرابايت إضافية في إنتاجية البيانات مقارنةً بنظام 2×2 MIMO وما يصل إلى أربعة تدفقات بيانات "متعددة الإرسال المكاني". كثيراً ما تستخدم أجهزة توجيه WiFi المتطورة وبعض أجهزة 4G و 5G المتطورة 4×4 MIMO. في الممارسة العملية، عادةً ما يشكل هوائيان 2×2 مستقطبان متقاطعان هوائيين 4×4 MIMO. يتم وضع الهوائيات ببساطة داخل الجهاز.

أنواع الهوائيات ثنائية الاستقطاب

هوائي قطاع الاستقطاب المزدوج

تستخدم الهوائيات القطاعية ثنائية القطبية نمط إشعاع على شكل قطاع في المستوى الأفقي لكل من الإرسال والاستقبال. ويمكن تحقيق تغطية أوسع أو متعددة الاتجاهات من خلال الجمع بين هوائيات قطاعية متعددة؛ وغالباً ما تكون التغطية بعرض 60 أو 90 أو 120 درجة.
تستخدم المحطات القاعدية هوائيات قطاعية ذات استقطاب مزدوج لتغطية قطاعات معينة. وهي مثالية لأنظمة الوصول اللاسلكي الثابتة والشبكات الخلوية. وبعبارات بسيطة، فإن الهوائيات القطاعية هي هوائيات ذات لوحة أكبر مع عزل أمامي خلفي واتجاهية محسنة.

هوائي لوحة الاستقطاب المزدوج

تُستخدم هذه الهوائيات المسطحة متعددة الأغراض ذات الألواح المسطحة للاتصال من مبنى إلى مبنى والاتصال من نقطة إلى نقطة 1TP14. الهوائيات اللوحية عبارة عن هوائيات مستطيلة مسطحة مستطيلة الشكل يتم تثبيتها عادةً على الجدران أو غيرها من الهياكل الخارجية أو استخدامها في الداخل. لتركيز التغطية في منطقة أو اتجاه معين، فهي توفر إشارة موجهة نسبياً. في الحالات التي توجد فيها عوائق بينك وبين البرج الخلوي، يمكن للهوائيات اللوحية تحسين الأداء لأنه يسهل استهدافها بشكل عام وتلتقط الإشارات المنعكسة بشكل جيد.

هوائي مزدوج الاستقطاب مثبت على السقف

للحصول على تغطية لاسلكية سلسة، صُممت الهوائيات المثبتة في السقف للتطبيقات الداخلية بما في ذلك المناطق العامة والمكاتب. ونظراً لقدرتها على إرسال واستقبال الإشارات في كلا المستويين الأفقي والرأسي، أصبحت هوائيات السقف ثنائية الاستقطاب أكثر فأكثر في السقف. تعمل هذه الهوائيات، التي يتم تركيبها على الأسقف، على تحسين التغطية في الأماكن المغلقة، خاصة في الأماكن التي تشهد حركة مرور كثيفة.

هوائي ثنائي الاستقطاب متعدد الاتجاهات متعدد الاستقطاب

غالباً ما تستخدم أنظمة Wi-Fi وأنظمة المراقبة التي تحتاج إلى تغطية بزاوية 360 درجة هوائيات متعددة الاتجاهات، والتي تبث الإشارات في جميع الاتجاهات. يمكن للهوائيات متعددة الاتجاهات إرسال واستقبال الإشارات داخل دائرة 360 درجة. لا تحتاج إلى أن تكون موجهة نحو برج خلوي لأنها تجمع الإشارات من جميع الاتجاهات. تعمل بشكل جيد لزيادة قوة الإشارة عبر مجموعة واسعة من شركات الاتصالات. وهي تعمل بشكل جيد في الظروف التي توجد فيها إشارة متوسطة إلى قوية.

هوائي صحن الاستقطاب المزدوج

توفر الهوائيات الطبقية ثنائية الاستقطاب كسبًا عاليًا وتركيزًا دقيقًا للحزمة، مما يجعلها مثالية للاتصال اللاسلكي بعيد المدى. كثيراً ما يستخدم الاتصال اللاسلكي بعيد المدى communication هوائيات الأطباق، وهي هوائيات ذات اتجاهات عالية. ما يميزها هو شكلها المكافئ الذي يساعد في تركيز الإشارة في حزمة ضيقة. عندما تكون هناك حاجة إلى إشارة قوية ومركزة عبر مسافات طويلة، فإن الهوائيات الطبقية مثالية لأنها يمكن أن تنتج كسباً عالياً جداً. وتستخدمها أنظمة الرادار والأقمار الصناعية على نطاق واسع.

هوائي ياغي ثنائي الاستقطاب

تُعد هوائيات Yagi مثالية للاتصال من نقطة إلى نقطة مشتركة 1TP14 بسبب خصائصها الاتجاهية. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك هوائي الياغي ثنائي الاستقطاب KP Performance ثنائي الاستقطاب، الذي يوفر أداءً ممتازًا في المناطق المعزولة والريفية. وقد تم تصميم هوائيات الياغي هذه واختبارها في الميدان لتوفير أداء واختراق متفوق للأشجار.

تطبيقات هوائي الاستقطاب المزدوج

تُستخدم هوائيات MIMO ثنائية الاستقطاب في مجالات مختلفة. هناك العديد من أنظمة الاتصالات اللاسلكية التي تستخدم الهوائيات ثنائية الاستقطاب، بما في ذلك أنظمة الاتصالات اللاسلكية ثنائية الاستقطاب، والمحطات الخلوية القاعدية، وشبكات Wi-Fi، والاتصالات اللاسلكية ثنائية الاستقطاب من نقطة إلى نقطة. وهي مفيدة بشكل خاص في المواقف التي تتطلب معدلات بيانات عالية واستخداماً فعالاً للطيف.

1. وصلات الموجات الدقيقة من نقطة إلى نقطة

غالباً ما تستخدم وصلات الموجات الدقيقة من نقطة إلى نقطة، التي تتطلب إنتاجية عالية للبيانات عبر مسافات طويلة، هوائيات ثنائية الاستقطاب. تعمل هذه الهوائيات على تحسين كفاءة عرض النطاق الترددي من خلال دعم تدفقين مستقلين للبيانات على استقطابين متعامدين. وهذا أمر ضروري لشبكات الربط لمشغلي شبكات الهاتف المحمول، حيث يلزم نقل كميات هائلة من البيانات يمكن الاعتماد عليها. بالإضافة إلى ذلك، يعمل تصميم الاستقطاب المزدوج على تحسين استقرار الوصلة في عمليات النشر عالية الكثافة من خلال تقليل التداخل.

2. المحطات القاعدية الخلوية

تعد الهوائيات ثنائية الاستقطاب أجزاءً أساسية في المحطات الأساسية في الشبكات الخلوية. فهي تتيح إمكانية استخدام التقنيات المتطورة مثل MIMO، والتي تعمل على تحسين استخدام الطيف وسعة الشبكة. تضمن هذه الهوائيات أفضل إرسال واستقبال ممكن للإشارة في كل من المناطق الحضرية والريفية من خلال دعم الاستقطاب الرأسي والأفقي على حد سواء. ونتيجة لذلك، يستفيد مستهلكو الهواتف المحمولة من زيادة التغطية ومعدلات بيانات أسرع واتصال أفضل.

3. شبكات الواي فاي

تستخدم شبكات Wi-Fi بشكل متزايد هوائيات مزدوجة الاستقطاب، لا سيما في النقاط الساخنة العامة وأماكن العمل. يتطلب توصيل الإنترنت عالي السرعة إلى العديد من المستخدمين في وقت واحد استخداماً فعالاً للطيف المتاح، وهو ما يضمنه قدرتها على التعامل مع الاستقطابات المختلفة. وهذا مفيد بشكل خاص في الأماكن التي تشهد الكثير من حركة المرور، بما في ذلك الملاعب ومراكز المؤتمرات والمطارات، حيث يكون الوصول الموثوق ضرورياً.

4. أنظمة الاتصالات الساتلية Co1TP14 الساتلية

تعد الهوائيات ثنائية الاستقطاب ضرورية لأنظمة الاتصالات الساتلية المشتركة 1TP14 لأنها يمكن أن تسهل عمليات الوصلة الصاعدة والهابطة المتزامنة على استقطابات متعامدة. وبالإضافة إلى زيادة كفاءة الطيف، يمكّن هذا الترتيب الأقمار الصناعية من خدمة المزيد من العملاء أو التطبيقات في وقت واحد. وبالإضافة إلى ذلك، يقلل الاستقطاب المزدوج من التداخل الناجم عن تداخل الإشارات، مما يضمن اتصالاً مشتركاً دقيقاً يمكن الاعتماد عليه. تشمل التطبيقات البث وتتبع الطقس ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الهوائيات

• التردد:

يجب أن يتوافق التردد التشغيلي مع التطبيق المقصود لضمان الأداء الأمثل. على سبيل المثال، تكون الترددات المنخفضة أكثر ملاءمة للتطبيقات ذات المسافات الطويلة المشتركة mmunication، بينما توفر الترددات الأعلى معدلات بيانات أفضل للتطبيقات قصيرة المدى مثل Wi-Fi و 5G.

5 هوائيات GHz مزدوجة الاستقطاب تعمل في نطاق 4.9-5.9 GHz، وتغطي نطاقات غير مرخصة مثل IEEE 802.11a/n/ac للاتصال اللاسلكي اللاسلكي المشترك mm. أصبح نقل البيانات عالي السرعة ممكناً بفضل عرض النطاق الترددي الكبير المتاح في هذه الترددات غير المرخصة، ولأنها ليست مستخدمة على نطاق واسع، فإن التداخل أقل من الترددات المنخفضة.

• المكاسب:

توفر الهوائيات ذات الكسب الأعلى نطاقاً وقوة إشارة أفضل، ولكن هذا غالباً ما يأتي على حساب عرض حزمة أضيق. تُعد الهوائيات ذات الكسب العالي مثالية للاتصال من نقطة إلى نقطة لمسافات طويلة 1TP14، في حين أن الهوائيات ذات الكسب المنخفض أفضل لمناطق التغطية الأوسع، كما هو الحال في الإعدادات متعددة الاتجاهات.

• العزل:

يقلل العزل الجيد بين الاستقطابات من التداخل بين الإشارات المرسلة والمستقبلة على الاستقطابات المتعامدة. وهذا الأمر مهم بشكل خاص في أنظمة MIMO، حيث يمكن أن يؤدي ضعف العزل إلى تدهور الأداء وتقليل إنتاجية البيانات.

• الاستقطاب:

يؤدي اختيار الاستقطاب الصحيح إلى تحسين كفاءة النظام من خلال ضمان المحاذاة المثلى للإشارة بين جهاز الإرسال والاستقبال. على سبيل المثال، يعد الاستقطاب المزدوج (الأفقي والرأسي) مثاليًا لأنظمة MIMO، في حين أن الاستقطاب الدائري مفيد في الاتصالات الساتلية المشتركة 1TP14 لتقليل تدهور الإشارة الناجم عن الظروف الجوية.

• نوع الموصل:

يجب أن يكون الموصل متوافقًا مع خط نقل النظام لضمان الحد الأدنى من فقدان الإشارة ونقل الطاقة بكفاءة. تشمل أنواع موصلات Common موصلات SMA و N-type و TNC، ويتم اختيار كل منها بناءً على نطاق التردد ومعالجة الطاقة والظروف البيئية للتطبيق.

لماذا الاستقطاب الهوائي مهم

استقطاب الهوائي مهم. يُشار إلى اتجاه الموجات الكهرومغناطيسية التي يرسلها الهوائي أو يستقبلها باسم استقطابه. ويأتي استقطاب الهوائي في نوعين أساسيين: عمودي وأفقي.
للحصول على أفضل النتائج، يجب أن يتطابق استقطاب الهوائي مع استقطاب الإشارة التي يتم إرسالها أو استقبالها. تتحقق قوة الإشارة وجودتها بشكل أفضل عندما يتطابق الاستقطابان، مما يسمح بإرسال أو استقبال فعال.

قد تنخفض قوة الإشارة أو ربما تُحجب تماماً إذا لم تكن الاستقطابات متعامدة. وذلك لأن الإشارة تخضع لظاهرة تُعرف باسم فقدان الاستقطاب عندما تكون الاستقطابات متعامدة على بعضها البعض. وينتج عن هذا الفقدان انخفاض شدة الإشارة وربما ضعف أداء الاتصال المشترك، ويحدث ذلك عندما يكون المجال الكهربائي للإشارة غير قادر على الاقتران بالهوائي.
يؤثر استقطاب الهوائي على كفاءة النظام واختراق الإشارة بالإضافة إلى المحاذاة. على سبيل المثال، نظرًا لأن الاستقطاب الرأسي يحسن من اختراق الإشارة فوق العوائق مثل الأشجار والمباني، فإنه كثيرًا ما يستخدم في الاتصالات من الأرض إلى الجو. ومع ذلك، نظرًا لأنه يقلل من التداخل من الإشارات الأخرى ذات الاستقطابات المختلفة، يتم استخدام الاستقطاب الأفقي بشكل متكرر للاتصال من نقطة إلى نقطة.

من أجل ضمان الأداء الأمثل ووضوح الإشارة واختراقها وكفاءة النظام، يعد استقطاب الهوائي عاملاً أساسيًا في تصميم النظام.

الخاتمة

توفر هوائيات الاستقطاب المزدوج أداءً محسنًا وموثوقية وكفاءة محسنة، مما يجعلها طفرة مهمة في تقنية الاتصال المشترك communication. يعد فهم تأثيرات استقطاب الهوائي أمرًا ضروريًا لمحترفي تكنولوجيا المعلومات للتفاوض بنجاح على تعقيد أنظمة الاتصالات الحديثة communication. تعمل هذه الهوائيات كأساس للجيل الرابع والجيل الخامس وما بعده من خلال الجمع بين الأداء المحسّن والتصميم المدمج ومجموعة واسعة من التطبيقات. ستلعب هوائيات الاستقطاب المزدوج دورًا متزايد الأهمية في تسهيل تطورات الاتصال في التقنيات اللاسلكية مع استمرار تطور الاتصالات اللاسلكية communication.

تزداد أهمية الهوائيات ثنائية الاستقطاب أكثر فأكثر بينما نتفاوض بشأن تحديات الاتصال اللاسلكي المشترك mmunication. إن قدرتها على زيادة سعة الاتصال اللاسلكي المشترك Communication دون الحاجة إلى موارد إضافية هي تقدم كبير يشير إلى عصر سيكون فيه نقل البيانات أكثر موثوقية وكفاءة وسرعة مما كان عليه في أي وقت مضى.

بشكل عام، يسلط هذا المقال الضوء على الدور الأساسي الذي تلعبه هوائيات MIMO ثنائية الاستقطاب في تطوير أنظمة الاتصالات اللاسلكية الحديثة ذات الاستقطاب المزدوج، وذلك من خلال تحديد المفاهيم الأساسية وأنواعها وفوائدها ومقارنتها بالهوائيات أحادية الاستقطاب والتطبيقات الواقعية واعتبارات التصميم المهمة.