تقييم المستخدمين: / 12
سيئجيد 

هوائي العلب المعدنية Cantenna

يستخدم هذا الهوائي علبة كونسروة معدنية كدليل للموجة كما يحتوي على سلك قصير ملحوم بمقبس N يلعب دور المسبار لتحويل الإشارات من السلك المحوري إلى دليل الموجة. يمكن تصنيع هذا الهوائي بسهولة وبكلفة لا تتعدى ثمن المقبس N إضافة إلى إعادة استثمار علبة معدنية معدة لحفظ الطعام أو العصير مثلاً. يتمتع هذا الهوائي باتجاهية عالية تخوله العمل بشكل جيد في الوصلات بين نقطتين ذات المدى القصير والمتوسط. يمكن استخدام هذا الهوائي أيضاً كوحدة تغذية لهوائي طبقي.

لا تصلح كافة العلب المعدنية لتصنيع الهوائيات نظراً لضرورة تحقيق بعض شروط الأبعاد:

شكل 4.32: شروط أبعاد هوائي العلب المعدنية.

تتراوح القيم المقبولة لقطر العلبة D ما بين 0.6 و 0.75 من طول الموجة في الفضاء الطلق باعتبار التردد المستخدم للتصميم. يبلغ طول هذه الموجة عند التردد 2.44 غيغاهرتز 12.2 سم، وبالتالي ينبغي أن يتراوح قطر العلبة المعدنية ما بين 7.3 – 9.2 سم.

يفضل أن يكون طول العلبة المعدنية L مساوياً (0.75λG) حيث λG هو طول الموجة الدليل والذي يحسب بالعلاقة التالية:

لنفترض أن قطر العلبة المعدنية D=7.3 سم، ينبغي أن يكون طولها في هذه الحالة 56.4 سم أما إذا كان قطر العلبة D = 9.2 سم سنحتاج إلى علبة طولها 14.8 سم على الأقل. سنستخدم في مثالنا هذا علبة لحفظ زيت الطعام يبلغ قطرها 8.3 سم وارتفاعها 21 سم.

ينبغي أن يتوضع مسبار التحويل من السلك المحوري إلى دليل الموجة على مسافة S من قاع العلبة المعدنية، والتي يمكن حسابها كما يلي:

S = 0.25 λG

كما أن طول هذا المسبار ينبغي أن يعادل ربع طول الموجة (0.25 λ ) والذي يكافئ عند التردد 2.44 غيغاهرتز 3.05 سم.

يتراوح ربح هذا الهوائي ما بين 10 إلى 14 ديسيبل ويبلغ عرض المجال الموافق حوالي 60 درجة.

شكل 4.33: هوائي العلبة المعدنية.

قائمة الأجزاء

مقبس من نوع N قابل للتركيب باستخدام البراغي

سلك نحاسي بطول 4 سم وقطر 2 مم

علبة معدنية بقطر 8.3 سم وطول 21 سم

شكل 4.34: أجزاء هوائي العلبة المعدنية.

الأدوات المطلوبة

مفتاح للعلب

مسطرة

كماشة

مبرد

أداة لحام

لحام

مثقب مع مجموعة من الريش لثقب المعادن (مع ريشة بقطر 1.5 سم)

مشبك

مفتاح ربط

مطرقة

مثقب

طريقة التصنيع

إستخدم مفتاح العلب لإزالة الغطاء العلوي للعلبة بعناية.

شكل 4.35: إنتبه من الحواف الحادة عند فتح العلبة.

تكون حواف الغطاء الدائري عادة حادة للغاية، لذلك يتوجب عليك توخي الحذر أثناء ملامستها. أفرغ العلبة من محتوياتها واغسلها جيداً بالماء والصابون. استمتع بتذوق محتويات العلبة من أناناس، بسكويت أو غيرها من الأطايب مع أصدقائك!

إستخدم المسطرة لرسم نقطة تبعد 6.2 سم عن قاع العلبة. إنتبه عند القياس إلى البدء من الطرف الداخلي لأسفل العلبة. إستخدم ريشة المثقب الصغيرة أو مفكاً مع مطرقة لتعليم هذه النقطة، سيسهل ذلك من ثقب الفتحة بدقة أكبر لاحقاً. تجنب تغيير شكل العلبة أثناء هذه العملية عبر إدخال قطعة خشبية صغيرة أو مادة أخرى ضمن العلبة قبل طرقها.

شكل 4.36: تحديد الفتحة قبل ثقبها.

إحفر ثقباً عند النقطة التي رسمتها في الخطوة السابقة باستخدام ريشة المثقب الصغيرة. قم بعد ذلك بتوسيع قطر هذا الثقب باستخدام ريش متدرجة في الحجم. ينبغي أن تتساوى فتحة الثقب تماماً مع حجم المقبس N. إستخدم المبرد لتنعيم أطراف الفتحة وإزالة الطلاء من على جوانبها لضمان ناقلية كهربائية أفضل مع المقبس.

شكل 4.37: إحفر الثقب بعناية وبتدرج حتى تحصل على حجم الفتحة المطلوب.

إستخدم المبرد لتنعيم أحد طرفي السلك ثم غلّف هذا الطرف باللحام لمسافة 0.5 سم تقريباً مستعيناً بالكماشة.

شكل 4.38: تغليف نهاية السلك باللحام.

إستخدم أداة اللحام لوضع قليل من اللحام على الدبوس المركزي للمقبس N. قم بعد ذلك بلحام الطرف المغلّف من السلك بفتحة الدبوس المركزي بشكل عمودي مستعيناً بالكماشة.

شكل 4.39: لحام السلك مع الفوهة الذهبية للمقبس N.

أدخل العزقة في المقبس واقطع السلك على بعد 3.05 سم من الجزء السفلي للعزقة.

شكل 4.40: يشكل طول السلك عاملاً فائق الأهمية في تحديد أداء الهوائي.

فك العزقة عن المقبس ثم أدخل المقبس ضمن فتحة العلبة المعدنية. ثبّت العزقة بالمقبس من الجهة الداخلية للعلبة.

شكل 4.41: تركيب الهوائي.

إستخدم الكماشة لتثبيت العزقة بالمقبس. وها قد انتهينا!

شكل 4.42: هوائي العلبة المعدنية المكتمل.

ينبغي تصنيع علبة مقاومة للعوامل الجوية لهذا الهوائي (كما في جميع أنواع الهوائيات الأخرى) إذا أردت تركيبه خارج المبنى. يمكنك تركيب العلبة بأكملها ضمن أنبوب بلاستيكي PVC مغلق من الطرفين. إثقب هذا الأنبوب من جانبه لتمرير المقبس N الواقع على جانب العلبة المعدنية ثم أحكم إقفال الهوائي باستخدام مادة السيليكون أو الصمغ البلاستيكي.

إستخدام هوائي العلبة المعدنية كوحدة تغذية لهوائي الطبق

يمكن استخدام هوائي العلبة المعدنية كوحدة تغذية لهوائي طبقي للحصول على ربح أكبر بكثير. ركّب العلبة على الطبق بحيث يتم توجيه فتحتها إلى مركز الطبق. إستخدم نفس الأسلوب المشروح في مثال هوائي محول USB أعلاه (عبر مراقبة تغيرات قوة الإشارة مع مرور الزمن) لإيجاد الموقع الأمثل لتثبيت العلبة على الطبق المستخدم.

يسهل الحصول على ربح يصل حتى 30 ديسيبل آيزوتروبي أو أكثر باستخدام هوائي علبة معدنية مصنوع بشكل جيد بالإضافة إلى طبق قطع مكافئ عالي الجودة. يزداد كل من ربح وإتجاهية الهوائي الناتج كلما ازداد حجم الطبق المستخدم، لذلك يمكنك الحصول على قيم عالية جداً للربح باستخدام أطباق ضخمة.

لقد نجح فريق من طلاب الجامعة في العام 2005 على سبيل المثال في بناء وصلة لاسلكية بين نيفادا إلى أوتا في الولايات المتحدة الأمريكية، والتي تجاوز طولها 200 كيلومتراً! استخدم هؤلاء الطلاب طبقاً لاستقبال إشارة الأقمار الصناعية قطره 3.5 متراً لبناء وصلة لاسلكية تعمل وفق معيار 802.11b بسرعة 11 ميغابت في الثانية دون استخدام أية مضخمات. للحصول على المزيد من تفاصيل هذا الإنجاز راجع الموقع التالي: http://www.wifi-shootout.com/.

برنامج NEC2

وهو اختصار لعبارة Numerical Electromagnetic Code (version 2) وهو برنامج مجاني لنمذجة الهوائيات. يوفر هذا البرنامج إمكانيات بناء نموذج ثلاثي الأبعاد للهوائي المطلوب ومن ثم تحليل خصائصه الكهرطيسية. لقد طور هذا البرنامج منذ ما يزيد على العشر سنوات كما تتوفر عدة إصدارات منه للعمل ضمن غالبية أنظمة التشغيل، تبرز فاعلية البرنامج NEC2 عند تحليل الهوائيات المصنوعة من الشبك المعدني لكنه يوفر أيضاً ميزات نمذجة الهوائيات ذات الأسطح المصمتة.

يتم توصيف تصميم الهوائي ضمن ملف نصي يستخدمه البرنامج لبناء النموذج. وينطوي توصيف الهوائي ضمن برنامج NEC2 على جزئين: بنية الهوائي structure إضافة إلى سلسلة من عناصر التحكم controls. تتألف البنية من توصيف رقمي لأماكن توضع أجزاء الهوائي المختلفة وكيفية توصيل الأسلاك. أما عناصر التحكم فتعلم برنامج NEC بموقع توصيل مصدر الإشارة اللاسلكية. يمكن بعد تحديد هذين الجزئين بناء نموذج الهوائي. يتطابق نمط ربح الإستقبال للهوائي مع نمط ربح الإرسال بسبب نظرية التبادل، لذلك فإن نمذجة خصائص الإرسال يكفي لاستيعاب تصرف الهوائي بالكامل.

يتوجب أيضاً تحديد التردد أو نطاق الترددات المستخدم في الإشارة اللاسلكية. كما ينبغي تحديد مواصفات تضاريس الأرض في موقع التركيب. تختلف ناقلية سطح الأرض من مكان لآخر لكنها تلعب في الكثير من الأحيان دوراً أساسياً في تحديد نمط ربح الهوائي.

لكي تتمكن من تشغيل برنامج NEC2 ضمن نظام التشغيل غنو/لينكس قم بتحميل حزمة NEC2 من شبكة الإنترنت من الموقع المذكور أدناه. إستخدم التعليمة التالية لبدء تشغيل البرنامج: nec2 ملحقة بأسماء ملف الإدخال وملف الإخراج. ننصحك أيضاً بتثبيت حزمة xnecview للتحقق من صلاحية البنية ورسم نمط الإشعاع. إذا سارت كل الأمور على ما يرام ستحصل على ملف يحتوي على نتائج النمذجة. يمكن تقسيم هذه النتائج إلى عدة أقسام، لكن الحصول على فكرة سريعة عن خصائص الهوائي لا يحتاج إلى أكثر من رسم نمط الربح باستخدام حزمة xnecview. لاحظ النمط المتوقع: متعدد الإتجاهات أفقياً مع قمة أعظمية عند الزاوية المثلى للإرسال. تتوفر أيضاً إصدارات من برنامج NEC2 لأنظمة تشغيل ويندوز Windows وماك Mac.

يتميز برنامج NEC2 بقدرته على إعطاء فكرة سريعة عن كيفية أداء الهوائي قبل تصنيعه وبالتالي تمكينك من تعديل التصميم حتى تحصل على الربح الأعظمي. NEC2 برنامج معقد للغاية ويتطلب استثمار بعض الوقت والجهد لتعلم كيفية استخدامه بفاعلية، لكنه يعتبر أيضاً أداة لا غنى عنها لمصممي الهوائيات.

يمكن الحصول على برنامج NEC2 من موقع راي أندرسون Ray Anderson "الأرشيف غير الرسمي لبرنامج NEC2" على شبكة الإنترنت على العنوان التالي: http://www.si-list.net/swindex2.html.

كما يمكنك الوصول إلى أدلة استخدام البرنامج من موقع "الصفحة غير الرسمية لبرنامج NEC2" على العنوان التالي: http://www.nittany-scientific.com/nec

أرسل

شوهد:: 8704

التعليقات (0)

إظهار/إخفاء التعليقات

أضف تعليقاً

الاسم

البريد الإلكتروني

الموقع الإلكتروني

العنوان

التعليق

أصغر | أكبر

اشترك بالبريد (للأعضاء فقط)

الرجاء إدخال الحروف الظاهرة.

أضف التعليق