في عالم الهندسة الكهربائية، وخاصة عند التعامل مع الهوائيات، يلعب مصطلح عرض الشعاع دورًا حاسمًا. إنه يصف العرض الزاوي للفص الرئيسي في نمط إشعاع الهوائي. ببساطة، إنه يخبرنا بمدى تركيز إشارة الهوائي في اتجاه معين. إن فهم عرض الشعاع أمر ضروري لتحسين الاتصالات اللاسلكية وأنظمة الرادار والاتصالات الساتلية، من بين تطبيقات أخرى.
تصور الشعاع
تخيل هوائيًا يشع موجات كهرومغناطيسية. بدلاً من نشر إشارته بالتساوي في جميع الاتجاهات، يركز الهوائي الإشارة في شعاع. هذا الشعاع ليس خطًا صلبًا، بل منطقة يكون فيها قوة الإشارة أقوى. يحدد عرض الشعاع الانتشار الزاوي لهذه المنطقة.
قياس عرض الشعاع: مستوى نصف القوة ونقطة الصفر
أكثر الطرق شيوعًا لتعريف عرض الشعاع هو من خلال مستوى نصف القوة. يشير هذا إلى الزاوية بين النقطتين حيث تنخفض قوة الإشارة إلى نصف قيمتها القصوى. يتوافق هذا مع انخفاض 3 ديسيبل في الطاقة ويُشار إليه غالبًا باسم HPBW (عرض الشعاع نصف القوة).
قياس آخر هو عرض الشعاع بين الصفرين (BWFN). يمثل هذا الزاوية بين صفرين متجاورين يحيط بالفص الرئيسي، حيث تصل قوة الإشارة إلى الصفر.
لماذا يهم عرض الشعاع؟
يحدد عرض الشعاع اتجاهية الهوائي. يشير عرض الشعاع الضيق إلى إشارة أكثر تركيزًا، مما يسمح بنسبة إشارة إلى ضوضاء (SNR) أفضل وتقليل التداخل. هذا مهم بشكل خاص في التطبيقات مثل:
العوامل المؤثرة على عرض الشعاع
يتأثر عرض الشعاع بعدة عوامل، بما في ذلك:
اختيار عرض الشعاع الصحيح
يعد اختيار عرض الشعاع المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب اتجاهية عالية وتداخلًا ضئيلًا، يُفضل الشعاع الضيق. على العكس من ذلك، بالنسبة لتطبيقات التغطية الواسعة، قد يكون الشعاع الأوسع أكثر ملاءمة.
الاستنتاج
يعد عرض الشعاع معلمة أساسية في تصميم وتحليل الهوائيات، حيث يؤثر على اتجاهية وكفاءة وأداء أنظمة الاتصالات اللاسلكية وأنظمة الرادار. إن فهم مفهوم عرض الشعاع والعوامل المرتبطة به أمر ضروري للمهندسين والمهنيين العاملين في هذه المجالات، مما يسمح لهم بتحسين الأنظمة لتحقيق أقصى أداء وكفاءة.
Comments