مقدمة:

واستقبال بإرسال يقوم معدني جهاز أنه علي الهوائي يعرف . األجهزة أكثر من الجهاز وهذا الكهرومغناطيسية الموجات

في عديدة استخدامات له الن وذلك وانتشارا استخداما الكهربية: . األتي علي بنائه في الهوائي ويعتمد الحربية السلمية المجاالت

لإلشارة- الموجي الطول علي يعتمد والذي الهوائي حجمالطول ربع إلي نصف تقريبا يساوي حيث والمستقبلة المرسلة

. بالمتر الموجي

أي- عن بعيدا أفضل بصورة يعمل الهوائي تجعل التي الدعامات. األبراج مثل الكهرومغناطيسية الموجات يمتص جسم

. المحيطة- المعادن من الهوائي لعزل تستخدم التي العوازل

دليل أو محورية أسالك بواسطة الهوائيات تغذي ما عادة( waveموجة guide )موجة شكل علي اإلشارة لبث

الناقل. الوسط بين موأمة هناك تكون أن ويجب كهرومغناطيسية , للوسط الخرج معاوقة تكون أن ذلك ويعني والهوائي لإلشارة

. للهوائي الدخل معاوقة إلي مساوية الناقل

, أهم ومن تغذيتها طرق من والكثير الهوائيات أنواع من آالف توجد: هي الهوائيات هذه

القصير )- (.short dipoleالقطبي

القطبي )- الموجه (.Half-wave dipoleنصف

(.loop antennaالحلقي )-

(.Helical Antennaالحلزوني )-

(.Horn Antennaالبوق )-

(.Dish Antennaالطبق )-

(.micro strip antennaالشريطي )-

من التغذية طريقة باإلشارة الهوائيات هذه تغذية طرق من( centerالمنتصف feeding( الدلتا(, deltaوطريقة match feed

method( ,)البوق (.horn methodطريقة

1

: القصير القطبي الهوائي

, محوره علي بانتظام الكهربي التيار يتوزع الهوائي هذا في . الهوائيات أبسط من ويعد

-Q

ويستخدم التحليل في بسيط ألنه الهوائي هذا أهمية تأتي. المعقدة الهوائيات تحليل في

: لألتي االسم بهذا الهوائي هذا تسمية تأتي

ومختلفتين- متساويتين شحنتين أطرافه علي يحمل ألنه قطبياالشارة )- (.Q, +Qفي

عن- ) يزيد ال طوله ألن لإلشارة( 10\1قصير الموجي الطول من. يستقبلها أو يشعها التي

2

والمجال الكهربي المجال إنتشار كيفية يبين أعاله الشكل. الهوائي في المغناطيسي

وتنتشر اعاله المجالين من فتتكون الهواء في المنتشرة أما , وهذه االخري االوساط في وتختلف الفراغ في الضوء بسرعة

بالصيغة ) الهوائي عن بعدت كلما تقل هي( rحيث( )r2\1المجاالت . متناسبة تقل فإنها الطاقة أما الهوائي عن تبعدها التي المسافة

العالقة ) .rحيث( )r3\1مع الهوائي( عن تبعدها التي المسافة هي

: القصير القطبي للهوائي االشعاع مقاومة

التي الطاقة من تحسب أن يمكن هوائي ألي االشعاع مقاومة. فيه يمر الذي علي يشعها

: فهي القصير للقطبي اما

R r = 80π2 (l /λ )2

R r. باالوم: االشعاع مقاومة

L. بالمتر: الهوائي طول

λ. بالمتر: الموجي الطول

انها وجد وقد الرياضية بالطرق الهوائي لهذا االتجاهية حساب تم

D=1.5

3

يشع الهوائي ان يعني مما جدا صغيرة االتجاهية هذه ان نجدالمشعة الطاقة زادت االتجاهية زادت كلما النه االتجاهات كل في

. معين اتجاه في

: فهي الهوائي لهذا الفص زاوية أما

θ = 90o

: القطبي الموجه نصف هوائي

, مساوي له أن إال القصير القطبي الهوائي يماثل شكل له . مقاومة اما ويستقبلها يبثها التي للموجه الموجي الطول لنصف

تساوي أنها فوجد له نظيرتها 73.1االشعاع من أكبر وهي أوم. الطاقة بث علي أكبر قدرة توجد أنه يدل مما القصير للقطبي

: هي الهوائي لهذا اإلتجاهية

D=1.63

. القصير من أكبر وهي

: هي له الفص زاوية

θ = 78o

: الحلقي الهوائي

, علي الهوائي هذا خصائص تعتمد االساسية الهوائيات منأو المرسلة للموجه الموجي للطول بالنسبة الحلقة قطر

, الحلقية, الهوائيات من نوعان توجد فإنه لذلك ووفقا المستقبلةبالنسبة جدا صغيرا الحلقة قطر فيه يكون الذي الصغير الحلقي , الموجي الطول فيه يكون الذي الكبير الحلقي الموجي للطول

. تقريبا الموجي للطول مساوي

: التالية بالعالقة تعطي له االشعاع مقاومة

Rr = 31200 A2/ λ2

A( :الحلقة .πa2) aمساحة الحلقة قطر نصف هو

λ. الموجي: الطول

4

, المقاومة قلت الحلقة قطر صغر كلما أنه يتضح العالقة منهي الصغير الحلقي علي 2مقاومة محدودة مقدرة له أن أي أوم

: تصبح العالقة فان لذا الحلقات عدد بزيادة زيادتها يمكن اإلشعاع

RN = N2 R1

له حلقي هوائي اإلشعاع الحلقات Nمقاومة RN :من

R1: واحدة حلقة له حلقي لهوائي اإلشعاع مقاومة

: ل مساوية له االتجاهية

D=1.5

: هي له الفص زاوية

θ = 90o

للهوائي التي لتلك مماثلة الهوائي لهذا الطاقة توزيع خصائصأكبر طاقة بث علي أكبر قدرة له الحلقي لكن القصير .القطبي

الحلزوني :الهوائي

حلقات عدد علي الهوائي هذا , Nيعتمد بين ومسافةالحلقة, Sالحلقات الهوائي, Dوقطر لهذا التشغيل نمط ويعتمد

األبعاد كانت فإذا الموجي والطول الهوائي أبعاد بين النسبة علينمط يعتمد الهوائي فإن الموجي للطول بالنسبة جدا صغيرة

( العمودي Normalالتشغيل Mode ,)مقاربة االبعاد كانت إذا اماالمحوري ) التشغيل نمط يعتمد فإنه الموجي (,Axial Modeللطول

( ال موجات من عديدة تطبيقات لها الهوائيات حتى( MHzهذه( ال الهوائي(, Microwaveموجات شكل يبين أدناه الشكل

الحلزوني:

5

فإذا يعتمده الذي للنمط وفقا الهوائي لهذا اإلشعاع رسم يختلفاإلشعاع مجسم في األساسي الفص فإن العمودي النمط كان

: , التالي الشكل في كما الهوائي محور إتجاه علي متعامد يكون

6

األساسي الفص فان المحوري النمط يعتمد الهوائي كان إذا أما: أدناه الشكل في كما الهوائي محور اتجاه في يكون لإلشعاع

7

: التالية الرياضية بالعالقة تعطي الهوائي لهذا االتجاهية

Dmax = 15 NS( π D)2 / λ2

بالعالقة تعطي أنها فوجد الهوائي لهذا الفص زاوية حساب تمالتالية:

θ3dB =52 (λ3/2 ) / NS π D

. الفص وزاوية االتجاهية بين عكسيا تناسبا أن يتضح هنا من

: البوق الهوائي

( ال نطاق في واالستخدام االنتشار الواسعة الهوائيات منMicrowave Band: مميزات(, عدة الهوائي ولهذا

-. عالي كسب-. كبير ترددي عمل نطاق-. خفيف وزن- . التركيب في سهولة

: علي يعتمد البوق الهوائي كسب أن وجد

-. البوق فوهة مساحة-. يستخدمها التي االشارة تردد

8

: األتية بالعالقة الكسب ويعطي

G = 10 A / λ2

A. الفوه: مقطع مساحة

λ. الموجي: الطول

, هذه البوق للهوائي االساسية االشكال يوضح أدناه الشكلالموجه ) دليل بواسطة تغذيتها تتم (:Waveguideالهوائيات

: الطبق الهوائي

9

( ال نطاق في استخداما الهوائيات أكثر MicrowaveيعتبرBand ,)تجميع علي تعمل بؤرة له عاكس سطح عن عبارة وهو

. أما كمستقبل يعمل كان إذا وعكسها الساقطة المتوازية االشعةالبؤرة علي الساقطة األشعة يعكس فإنه كمرسل يعمل كان إذا

: , أدناه الشكل متوازية بصورة الفضاء الي المغذي من

, كان فكلما الطبق عنده يعمل الذي بالتردد الهوائي هذا قطر يحدد. القطر قل كلما كبير التردد

: علي الهوائي هذا كسب يعتمد

-. الكسب زاد القطر زاد فكلما الطبق قطرالطبق - سطح في التعاريج تزيد ال أن يجب حيث السطح دقة

.8\1عن المستخدم الموجي الطول قيمة منالساقطة - الموجات تتوزع أن يجب بحيث الطبق تغذية

بإنتظام.

10

بالعالقة يعطي الكسب أن وجد السابقة العوامل علي اعتمادااالتية:

G = k(πD)2 / λ2

D. الطبق: قطر

λ. الطبق: عنده يعمل الذي الموجي الطول

K :الخاصة البيانات ورقة مع تعطي كمية وهي االنعكاس كفاءةبين ما قيمتها وتتراوح .0.7إلي 0.4بالطبق

المعتادة ) الطريقة وهما التغذية في طريقتان الهوائي لهذاConventional feeding )بؤرة في البوق الهوائي فيها يوضع والتي

في كما البسيطة للتطبيقات تصلح الطريقة وهذه ليغذيه الطبق( معتادة. الغير والطريقة Cassegrainالمنازل feeding ) والتي

( فرعي عاكس ويوضع الطبق منتصف عند البوق الهوائي يوضعsub reflector , لتقليل( الطريقة هذه وتستخدم الطبق بؤرة عند

( الجانبية Sideالفصوص lobes )يزيد مما اإلشعاع مجسم فياألمامي ) الفص في (.Front lobeالطاقة

: الشريطية الهوائيات

الهوائي ووزن حجم يكون عندما الهوائيات هذه تستخدم , السابقة المميزات الهوائيات لهذه األهمية من كبيرة درجة علي

واسع مدي في االستخدام من تمكنها أخري مميزات إلي باإلضافة. التطبيقات من

: الشريطية الهوائيات من نوعين يبين أدناه الشكل

11

: بتغير خصائصها تتغير الهوائيات هذه

-. القاعدة مادة نوع-. القاعدة سمك-. الرقعة شكل-. الرقعة أبعاد

: باالتي الهوائيات هذه تتميز

-. خفيف وزن-. صغير حجم-. قليلة تكلفة-. التركيب في سهولة

: الهوائيات هذه عيوب

-. للعمل صغير ترددي حيز-. نسبيا ضعيفة كفاءة-. ضعيفة تستقبلها أو تبثها التي الطاقة

. فيه تستخدم الذي للتطبيق وفقا تالفيها يمكن العيوب هذه أن إال

: في الهوائيات هذه تستخدم

الطيران.-

12

الفضاء.--. المتنقلة االتصاالت

( ال نطاق في تكون التطبيقات هذه (.Microwave Bandوكل

بسم الله الرحمن الرحيم

جامعة امدرمان اإلسالميةكلية العلوم الهندسية-قسم الكهرباء وااللكترونات

الفرقة الخامسة

تقرير بعنوان:

أنواع الهوائيات األساسية

إعداد الطالب:

ياسر محمد القاسم

إشراف االستاذ:

أسامة

13

م2010

14