ما هو هوائي راديو هام؟ الدليل الكامل

تلعب الهوائيات دورًا رئيسيًا في أي إعداد لاسلكي لحم الخنزير حيث يمكن للهوائي المناسب تحسين الإشارة بشكل كبير وتوسيع نطاق الاتصال اللاسلكي المشترك، وبالتالي ضمان دقة وموثوقية الاتصال اللاسلكي المشترك. تتوفر اليوم أنواع مختلفة من هوائيات راديو هام، كل منها مصمم لحالات استخدام محددة. إن الفهم الصحيح لهذه الهوائيات ضروري لتحقيق الأداء الأمثل. 

ستستكشف هذه المقالة ما هو هوائي راديو هام، والأنواع المختلفة المتاحة، ومزاياها، وحالات الاستخدام العملية، بالإضافة إلى تقديم دليل بسيط حول كيفية اختيار أفضل هوائي راديو هام لتطبيق معين.

مقدمة في راديو هام

هوائي راديو لحم الخنزير هو الجهاز الأساسي في أنظمة راديو لحم الخنزير لإرسال واستقبال الإشارات اللاسلكية. تتوفر هذه الهوائيات بأشكال وأحجام مختلفة وتعمل في نطاق واسع من نطاقات التردد. وهذا ما يجعلها متعددة الاستخدامات وخياراً شائعاً لتطبيقات مختلفة خارج أنظمة راديو هام. الغرض الأساسي من هوائي راديو هام هو تمكين إرسال واستقبال المعلومات عبر مسافات طويلة. ويضمن اختيار هوائيات راديو هام المناسبة، بالإضافة إلى تركيبها وصيانتها بشكل صحيح، نقل البيانات بكفاءة وموثوقية عبر إشارات الراديو.

أنواع هوائيات راديو هام

سيحدد نوع الهوائي المستخدم أداء النظام اللاسلكي ومدى قدرتك على الاتصال بالمحطات البعيدة. هناك العديد من أنواع الهوائيات المتوفرة في السوق، وفيما يلي بعض من أكثر أنواع الهوائيات استخداماً.

• هوائي البط المطاطي

تستخدم هوائيات البطة المطاطية، والمعروفة أيضاً بالهوائيات السوطية أو الهوائيات المحمولة باليد، على نطاق واسع. هذه الهوائيات هي في الأساس عبارة عن لفائف من الأسلاك مغطاة بأنبوب قصير من المطاط أو البلاستيك، ولهذا السبب سميت بالبط المطاطي. تأتي مع موصل SMA ذكر/أنثى SMA لتوصيلها بوحدة الراديو. هذه الهوائيات متعددة الاستخدامات، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. كما أنها أرخص نسبياً. ومع ذلك، فإن متانتها أقل ولها نطاق محدود بشكل عام.

• هوائي ياغي

تُعرف هوائيات Yagi أيضاً باسم هوائيات Yagi-uda أو هوائيات الحزمة. هوائيات Yagi هي هوائيات اتجاهية وهي مصممة لإرسال واستقبال الإشارات في اتجاه معين. وهي تتألف عادةً من عنصر مدفوع يكون عادةً ثنائي القطب نصف طول موجي، وعاكس خلف ثنائي القطب لعكس الموجات إلى ثنائي القطب، وموجه واحد أو أكثر على جانبي الهيكل الشبيه بالحزمة الطويلة لتركيز الموجات اللاسلكية. تُستخدم هوائيات Yagi في راديو FM، والتلفزيون، والشبكات اللاسلكية، والاتصالات الأرضية المشتركة 1TP15، ومع الأقمار الصناعية. تُعد هوائيات Yagi مثالية للاتصالات طويلة المدى بسبب الكسب والاتجاهية العالية، مما يعزز قوة الإشارة. ومع ذلك، فإن هوائيات الياغي هي هياكل ضخمة بشكل عام تتطلب مساحة واسعة وموضعًا مناسبًا ومحاذاة دقيقة لتحقيق الأداء الوظيفي الأمثل. قد يكون لها أيضًا نطاق ترددي محدود.

• هوائي من الألياف الزجاجية

في الهوائيات اللاسلكية المصنوعة من الألياف الزجاجية المصنوعة من الألياف الزجاجية، يكون العنصر الموصِّل مغلقاً بشكل عام في قضيب من الألياف الزجاجية. وتوفر الألياف الزجاجية توازناً بين المرونة والمتانة، مما يجعل هذه الهوائيات مناسبة للاستخدام في مختلف التطبيقات، بما في ذلك الأجهزة المتنقلة.

• هوائي ثنائي القطب

الهوائيات ثنائية القطب هي واحدة من أكثر أنواع هوائيات راديو هام الأكثر شعبية. وهي تتألف من سلك أو قضيب معدني مشقوق من المنتصف حيث يتصل خط تغذية. الهوائيات ثنائية القطب بسيطة وسهلة التركيب وبأسعار معقولة، مما يجعلها خياراً متعدد الاستخدامات للعديد من التطبيقات. ومع ذلك، فإن نطاقها الترددي محدود وتتطلب ارتفاعاً واتجاهًا مناسبين لتحقيق الأداء الأمثل. وهي تقدم أفضل أداء في التطبيقات متوسطة المدى لأنها عرضة بشكل عام للتداخل من الأجسام القريبة.   

• هوائي رباعي

تُعرف الهوائيات الرباعية أيضاً بالهوائيات المكعبة أو الهوائيات الرباعية المكعبة. وهي هوائيات اتجاهية تتكون من حلقة واحدة أو أكثر مربعة أو مستطيلة تعمل كعناصر هوائي. الهوائيات الرباعية قادرة على العمل على نطاقات تردد متعددة مثل UHF وVHF وHF. تتحسن اتجاهية الهوائي مع زيادة عدد الحلقات في الهوائيات. يتم دعم الحلقات، المصنوعة عادةً من أنابيب نحاسية، بواسطة أذرع مبعثرة - وهي هياكل أفقية متصلة بذراع الرافعة الرئيسية. وعادة ما يكون لهذه الهوائيات كسب واتجاهية عالية وتتعرض لتداخل أقل. ومع ذلك، فهي ضخمة الحجم وتتطلب هياكل دعم مناسبة. تعد الهوائيات الرباعية من بين أصعب أنواع الهوائيات وأكثرها تعقيداً في التركيب وتتطلب أيضاً تصويباً دقيقاً وتحديداً دقيقاً للموقع لتحقيق الأداء الأمثل.

• الهوائيات اللوغاريتمية الدورية

الهوائيات اللوغاريتمية الدورية هي هوائيات اتجاهية قادرة على العمل عبر طيف واسع من الترددات. وهي تتكون من عناصر متعددة توضع في نمط محدد مثبتة على ذراع ذراع ويتم تغذيتها من خلال خط نقل. تعتبر الهوائيات الدورية اللوغاريتمية معقدة بعض الشيء في التركيب والإعداد، ولكنها تقدم أداءً رائعاً من حيث الكسب والاتجاهية عبر نطاق تردد واسع. هذه الهوائيات مناسبة للاستخدام مع نطاقات متعددة.

نطاق تردد هوائي راديو هام

تُستخدم هوائيات راديو هام عبر مجموعة واسعة من الترددات، وقد تختلف ترددات التشغيل الدقيقة قليلاً باختلاف المناطق مثل الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا. يمكن تصنيف أجهزة لاسلكي هام بناءً على نطاقات تردد التشغيل الخاصة بها على أنها LF و MF و HF و VHF و VHF و UHF، وقد تم تصميم هوائيات هام لدعم هذه الترددات.

• التردد المنخفض (LF)

يتراوح هذا النطاق عموماً بين 30 kHz و300 kHz. يبلغ هذا النطاق حوالي 2200 متر ويستخدم عادةً لإرسال البيانات والصوت و CW (شفرة مورس).

• التردد المتوسط (MF)

تحتوي هوائيات الترددات اللاسلكية MF على نطاقين 630 مترًا و160 مترًا على جانبي نطاقات البث AM. يعمل نطاق 630 مترًا بشكل عام في نطاق 472 kHz إلى 479 kHz بينما يعمل نطاق 160 مترًا بشكل عام في نطاق 1.8 MHz إلى 2 MHz. وعادةً ما تكون هوائيات هام متوسطة التردد مخصصة لإرسال البيانات والصوت و CW (شفرة مورس).

• التردد العالي (HF)

وينقسم هذا النطاق إلى عدة نطاقات على النحو التالي: 10 م (28.000 MHz إلى 29.700 ميجا هرتز)، و12 م (24.890 MHz إلى 24.990 MHz)، و15 م (21.025 MHz إلى 21.450 MHz)، و17 م (18.068 MHz إلى 18.110 MHz)، و20 م (14.0 1.0 MHz إلى 14.35 MHz)، و30 م (10.1 ميجا هرتز إلى 10.15 MHz)، و40 م (7.MHz إلى 7.3 MHz)، و60 م (5332 kHz، و5348 kHz، و5358.5 kHz، و5373 kHz، و5405 kHz)، و80 م (3.5 MHz إلى 4.0 MHz). يُستخدم هذا النطاق عادةً للاتصالات المشتركة لمسافات طويلة بما في ذلك CW والبيانات والصوت وإرسال الصور.

• التردد العالي جداً (VHF)

ويتراوح هذا النطاق عموماً بين 30.MHz إلى 300.MHz وينقسم إلى ثلاثة نطاقات هي 6 أمتار (50.0 MHz إلى 50.MHz)، و2 متر (144.0 MHz إلى 144.MHz) و1.25 متر (219.0 MHz إلى 225.0 MHz). يُستخدم هذا النطاق عادةً للاتصالات الصوتية ثنائية الاتجاه المشتركة mm من قبل وكالات الخدمات العامة وفي المناطق الريفية لتلبية احتياجاتها اللاسلكية اليومية.

• التردد العالي جداً (UHF)

ويتراوح هذا النطاق عموماً بين 300 MHz وGHz وينقسم إلى ثلاثة نطاقات هي نطاق 70 سنتيمتراً (420.0 MHz إلى 450.0)، ونطاق 33 سنتيمتراً (902.0 ميغاهيرتز إلى 928.0 MHz)، ونطاق 23 سنتيمتراً (1270 MHz إلى 1300 MHz). وهي تستخدم عادةً للاتصالات الصوتية المشتركة mm من قبل وكالات الخدمات العامة وفي المناطق الحضرية لتلبية الاحتياجات اللاسلكية اليومية. كما تُستخدم نطاقات التردد هذه أيضاً للإرسال الصوتي والصور والبيانات وشفرة مورس.

تطبيقات هوائي راديو هام

هوائيات راديو هام متعددة الاستخدامات للغاية وبالتالي فهي مدمجة في أنظمة مختلفة متعددة. على الرغم من أن هوائيات هام تستخدم بشكل رئيسي في أجهزة الراديو الخاصة بالراديو، إلا أن هذه الهوائيات تستخدم أيضًا في مجالات مثل الاتصالات اللاسلكية والأقمار الصناعية والعسكرية والفضائية والدفاع والمراقبة والسلامة المنزلية والسلامة العامة والاتصالات اللاسلكية المشتركة mmunication، إلخ.

هوائيات راديو هام مفيدة للغاية للاتصال اللاسلكي أثناء حالات الطوارئ. تعد هوائيات راديو هام خياراً شائعاً بين المستجيبين لحالات الطوارئ من أجل الاتصال المحلي المشترك الذي يمكن الاعتماد عليه في سيناريوهات الكوارث. تُعد هوائيات راديو هام التي يتم تغذيتها الطرفية خيارًا رائعًا للعمليات المحمولة مثل التخييم والأيام الميدانية والأنشطة الخارجية الأخرى.

تُستخدم هوائيات راديو هام أيضًا للتغلب على التحديات الحضرية حيث تعمل الهوائيات مثل الهوائيات الحلقية بشكل جيد في البيئات ذات الضوضاء الشديدة، مما يجعلها مثالية للمشغلين في المدن أو المناطق التي قد يكون فيها استخدام الهوائيات الكبيرة غير عملي.

هوائيات راديو هام مفيدة أيضاً لضمان السلامة العامة. فهي تُستخدم للاتصال المشترك أثناء الأحداث العامة عندما تكون وسائل الاتصال المشتركة التقليدية خارج الخدمة أو عندما تكون شبكات البيانات والصوت الموجودة إما غير صالحة للعمل أو غير كافية.

فوائد هوائي راديو هام

توفر هوائيات راديو هام العديد من المزايا، مما يجعلها خياراً شائعاً للتطبيقات المتنوعة. وترد أدناه مناقشة بعض المزايا الرئيسية.

• هوائيات راديو هام متعددة الاستخدامات للغاية. وتتوفر هذه الهوائيات بأشكال وأنواع واتجاهات وترددات تشغيل مختلفة. بحيث يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات.
• يمكن تكوين هوائيات هام بسهولة وربطها مع أجهزة الكمبيوتر لإرسال البيانات أو استقبالها.
• تتميز هوائيات راديو هام بفعاليتها بفضل تصميماتها القوية، مما يسمح لها بالحفاظ على أداء موثوق به في مختلف الظروف البيئية.
• تعتبر هوائيات راديو هام فعالة في حالات الطوارئ عندما تكون الأنظمة الأخرى معطلة بسبب بعض الأعطال.
• عادةً ما تكون هوائيات راديو هام أقل تكلفة من الهوائيات الأخرى. كما أن فعاليتها من حيث التكلفة وبساطتها تجعلها خياراً ميسور التكلفة للعديد من حالات الاستخدام اليومي.

الضبط والرنين

يعد ضبط هوائي لحم الخنزير ليكون رنيناً لنطاق أو نطاقات تردد معينة عاملاً مهماً في تشغيل راديو لحم الخنزير. أكثر المعدات المستخدمة لضبط واختبار أنظمة هوائي هام هو مقياس SWR. يمكن أن يمنحك هذا الجهاز المفيد الكثير من المعلومات حول الهوائي. يمكن لمقياس SWR أن يشير إلى ما إذا كان الهوائي طويلًا جدًا أو قصيرًا جدًا، وتردد رنين الهوائي ومقاومته. عادة ما تكون قراءات SWR غير المستقرة مؤشرًا على وجود مشاكل في خط التغذية أو الهوائي. وهو يقيس مدى تطابق الهوائي مع جهاز الإرسال أو الاستقبال على تردد معين.

تشير قراءة SWR المثالية التي تبلغ 1:1 إلى أن الطاقة القصوى يتم إشعاعها من الهوائي. تشير القراءات الأعلى إلى أن بعض الطاقة تنعكس إلى جهاز الراديو. يجب إجراء التعديلات اللازمة لضبط الهوائي لتحقيق أقل قراءة SWR ممكنة لمعدل SWR ضمن نطاق التردد المستهدف. في الإرسال، ستكون الإشارات أقوى وأوضح مع هوائي مضبوط، وفي الاستقبال، سيتم سحب المزيد من نطاقات التردد مع تداخل أقل. وبالتالي، فإن الضبط المناسب سيحقق أفضل النتائج من الهوائي.

اختيار هوائيات راديو هام المناسبة

يجب مراعاة عدة عوامل عند اختيار هوائي راديو هام. العامل الأكثر أهمية الذي يجب مراعاته هو تردد تشغيل الجهاز. يجب أن يكون للهوائي وحالة الاستخدام ترددات متوافقة لتحقيق الأداء الأمثل. يجب تحديد تردد التشغيل الخاص بالتطبيق ومن ثم يجب اختيار هوائي مصمم للعمل في نطاق التردد المحدد هذا.

من المهم أيضًا النظر في نوع الاتصال المشترك ومتطلبات الأداء للتطبيق مثل المدى البعيد والاتجاه والكسب وما إلى ذلك. سيتطلب اختيار النوع الصحيح من هوائي لحم الخنزير بعض التحليل لمتطلبات التطبيق حيث أن الأنواع المختلفة من هوائيات لحم الخنزير تقدم أفضل أداء لحالات الاستخدام المختلفة.

هناك عامل آخر يجب أخذه في الاعتبار وهو موقع إعداد الهوائي ومتطلبات المساحة والموضع وسهولة التركيب والمحاذاة. ومن المهم أيضاً مراعاة التداخلات في بيئة التشغيل. تكون هوائيات هام ميسورة التكلفة بشكل عام، ومع ذلك، من المهم أن تضع في اعتبارك التكلفة الإجمالية للهوائي بما في ذلك تكاليف التركيب والصيانة.

يجب أن تتطابق معاوقة الهوائي مع معاوقة الراديو أو أي جهاز آخر يعمل. لتقليل التداخلات وفقدان الإشارة، من المهم اختيار الأجهزة المناسبة لإعداد الهوائي بما في ذلك الكابلات والموصلات المناسبة. سيؤدي اختيار الهوائي المناسب إلى تحسين الإشارة وتوسيع نطاق الاتصال communication.

اللوائح والتراخيص

تختلف اللوائح ومتطلبات الترخيص المتعلقة بهوائيات راديو هام من بلد إلى آخر. من المهم الحصول على ترخيص في المنطقة المحددة قبل الاستخدام والامتثال للقواعد واللوائح التي وضعتها السلطة التنظيمية ذات الصلة في المنطقة عند استخدام هوائيات راديو هام. تُصنف التراخيص بشكل عام إلى فئات مختلفة مثل في المملكة المتحدة تصنف الرخصة إلى تأسيسية ومتوسطة وكاملة، بينما في الولايات المتحدة الأمريكية تصنف إلى فنية وعامة وهواة إضافيين. تتيح رخصة الفنيين إمكانية الوصول إلى جميع نطاقات راديو الهواة ذات الترددات العالية جداً (VHF) والترددات فوق العالية (UHF)، وبعض نطاقات الترددات العالية (HF). يمكن لحاملي الرخصة العامة الوصول إلى امتيازات الترددات العالية جداً (VHF) والترددات فوق العالية (UHF) والمزيد من امتيازات الترددات العالية للاتصالات الصوتية المشتركة. وهذا مثالي إذا كان المطلوب هو الاتصال المشترك على مستوى العالم. رخصة الهواة الإضافية هي الرخصة الممتازة مع إمكانية الوصول الكامل إلى جميع نطاقات تردد الهواة. يجب أن تتوافق الأجهزة التي يتم تشغيلها بموجب تراخيص الهواة مع المعايير ذات الصلة.

الخاتمة

كما نوقش في هذه المقالة، تُعد هوائيات راديو هام جزءًا أساسيًا من أنظمة الاتصال اللاسلكي الحديثة communication المستخدمة يوميًا. إن الفهم الواضح لهوائيات راديو هام بما في ذلك الأنواع المختلفة المتاحة، وترددات التشغيل، ومتطلبات الترخيص، والمزايا الرئيسية، وحالات الاستخدام المشترك، سيمكنك من اختيار هوائي راديو هام مناسب وتحقيق الأداء الأمثل.