عملکرد و آنتن سیستم های مخابراتی بر پایه آنتن

نویسنده: افشین رشید

آنتن ها را می توان به دو رده کلی درون ساختمان (Indoor)و بیرون ساختمان (Outdoor) تقسیم بندی کرد. آنتن های بیرونی عموماً دارای جنس, پوشش و اتصالاتی هستند که بتوانند در شرایط دشوار فضای آزاد مثل باد, طوفان, برف, باران و سرما و گرمای شدید دوام بیاورند. در حالی که آنتنهای درون ساختمان با ظاهر و پوشش ظریف و حتی الامکان زیبا ساخته می شوند تا باعث زشت شدن محیط داخلی ساختمان و دکوراسیون آن نشوند. آنتن های درونی را نمی توان در بیرون ساختمان نصب کرد مگر آنکه در مشخصات آن به صراحت به ویژگی ( درونی/بیرونی) اشاره شده باشد. از دیدگاه روش نصب , آنتن ها را می توان به چند رده زیر تقسیم بندی کرد: 
سقف کوب up patch
قابل نصب بر روی پایه یا دکل (Mast Mount )
دیوار کوب (Wall Patch)
آنتن YAGI (قابل نصب بر روی پایه یا دکل )
آنتنهای بشقابی (قابل نصب بر روی پایه یا دکل ) ( Dish or Parabolic Antennas )

آنتن همه جهته سقف کوب ( کاربری درون ساختمان)

 آنتن های مخابراتی ساختمانی معمولی 

این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در سقف داخلی ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنتن ۳۶۰ درجه کامل و زاویه تابش عمودی آن حدود ۸۰ درجه می باشد. این آنتن را می توان با کانکتور RP-TNC صرفاً به AP متصل کرد. شکل آنتن مستطیلی به ابعاد تقریبی 14x7x2 سانتی متر و دارای وزن سبکی حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰ گرم است و براحتی می توان آن را در سقف کاذب آپارتمانها جا داد و رنگ خاکستری مایل به سفید آن ظاهر ساختمان را حفظ خواهد کرد. بهره این آنتن حدود ۲ dBi و برد حداکثر آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۱۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۴۵ متر است. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن و AP (بسته به نشان و نوع آن ) بین یک تا دو متر است.

آنتن های همه جهته مخابراتی

 این نوع آنتن دارای برد متوسطی است و برای نصب در داخل ساختمان کاربرد دارد. زاویه تابش افقی این آنت ۳۶۰ درجه (دایره کامل ) و زاویه تابش عمودی آن بین ۴۰ تا ۵۰ درجه است. شکل چنین آنتنی , استوانه ای (میله ای ) به طول تقریبی ۲۵ سانتی متر , قطر ۲.۵ سانتی متر و دارای وزن سبکی ( بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ گرم ) است . از آنجایی که این نوع آنتن برای آویزان کردن از سقف پیش بینی شده , عموماً به همراه پایه و دیوارکوب مناسب عرضه می شود. حداکثر طول کابل کواکسیال بین آنتن دستگاه مخابراتی ( بسته به نوه و نشان آنتن ) بین یک تا دو متر است و با کانکتور RP-TNC ( یا مشابه آن ) به دستگاه وصل می شود. بهره این آنتن حدود ۵ dBi و حداکثر برد آن در سرعت ۱ Mbps حدود ۱۶۰ متر و در سرعت ۱۱ Mbps حدود ۵۰ متر و در سرعتهای بالاتر حدود ۱۵ متر است.

نوشته شده توسط افشین رشید در جمعه بیست و ششم مرداد ۱۳۹۷

آنتن فرستنده چیست ؟ (نحوه عملکرد و کاربرد)مخابرات 

نویسنده: افشین رشید

آنتن فرستنده یا  Transmitting antenna ابتدایی ترین مبحث مخابرات میباشد که به آن می پردازیم.

آنتن فرستنده از یک سیم مستقیم تشکیل شده است که اگر در فرستنده به کار رود، امواج فرستنده را به امواج الکترو مغناطیس تبدیل نموده و پخش می نماید

شماتیک آنتن فرستنده

در ارسال امواج از فرستنده به گیرنده از طریق هوا مشکلی ایجاد نخواهد شد واین بستگی دارد که از کدام نوع فرکانس ها و امواج برای ارسال استفاده می کنیم و قصد داریم تا چه مسافتی آن را ارسال کرده و در چه زمانی قصد این کار را داریم.
در واقع سه نوع مختلف از امواج در طی مسافت وجود دارد.

۱. نوع اول که با نام خط دید درمسیر مستقیم نامیده می شود، درست همانند مسیری که پرتوهای نور طی می کنند.در مدل های قدیمی در شبکه های تلفن راه دور برای انتقال تماس ها بین دو دکل از امواج ماکروویو استفاده می شد.

۲. این نوع امواج می توانند با سرعت انحنای زمین را طی کنن و به نام امواج زمینی شناخته می شوند. موج AM (موج وسط) رادیو می تواند مسیرهایی بین کوتاه تا متوسط را طی کند و به همین دلیل ما قادر به شنیدن سیگنال های رادیویی در دوردست ها می باشیم در هنگامی که فرستنده و گیرنده در مسیر مستقیم یکدیگر نمی باشند.

۳. این امواج می توانند به آسمان و بالاتر از ایونسفر (لایه ای از اتمسفرکره زمین که دارای بارهای الکتریکی آزاد می باشد و به فاصله ۸۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرارگرفته است) فرستاده می شود و دوباره به سمت زمین بازمی گردنند.
بهترین کارایی این امواج در شب هنگام می باشد و به همین دلیل ما می توانیم امواج رادیویی AM که متعلق به دیگر کشورها می باشد را در بعد از ظهرها راحت تر دریافت کنیم. درطی روزامواج ارسال شده به آسمان توسط لایه های پایین ایونسفرجذب می شوند اما این اتفاق در شب هنگام رخ نمی دهد و در عوض لایه های بالای ایونسفر امواج رادیویی را دریافت کرده و به سمت زمین بازمی گرداند و این اتفاق به ما یک آینه بسیار بزرگ و تاثیرگذار در آسمان می دهد که می تواند کمک کند امواج رادیویی ارسال شده توسط آنتن های فرستنده مسافت های بسیار طولانی را طی کنند.

کاربرد های آنتن فرستنده : 

1. پخش رادیو و تلویزیون و …

• سنجش از راه دور

1. رادار [سنجش از راه دور فعّال-تابش و دریافت]
   1. کاربردهای نظامی (جستجو و ردیابی هدف)
   2. رادار هواشناسی و واپایش جریان هوا
   3. تشخیص سرعت خودرو
   4. واپایش شدآمد 
   5. رادار نافذ به زمین (GPR)
   6. کاربردهای کشاورزی

نوشته شده توسط افشین رشید در سه شنبه بیست و ششم تیر ۱۳۹۷

نحوه عملکرد و کاربرد (هارپ) HAARP  (علوم مخابرات- راداری )

هارپ یک پروژه تحقیقاتی است که در ظاهر برای بررسی و تحقیق درباره لایه‌ی یونوسفر و مطالعات معادن زیرزمینی (با استفاده از امواج رادیویی ELF/ULF/VLF) می‌باشد. از هارپ می‌توان با کمک امواج و نیروی(فرکانس_ ولتاژ) در یونیسفر   برای دگرگونی وضعیت آب و هوایی جهان، ایجاد سونامی و نیز مختل کردن سیستم‌های ارتباطی - راداری و مواردی ازاین دست استفاده کرد.یونوسفر به لایه‌های بالایی جو کره زمین گفته می‌شود که درفاصله ۵۰ کیلومتری الی ۱۰۰۰ کیلومتری بالاتر از سطح زمین قراردارد.با هارپ میتوان (ولتاژ فشار قوی برپایه فرکانس) آزمایش‌هایی برای تحریک موقت یک منطقه محدود از یونوسفر انجام داد، تحریک کردن لایه حساسی، چون یونوسفر می‌تواند پیامد‌های فاجعه باری به همراه داشته باشند.‌ انتشار امواج آسمانی به نوعی انشار اطلاق می گردد که در آن امواج رادیویی منشر شده در فضا بعد از برخورد با لایه های یونیزه ی جو(یونسفر)مجددا به طرف زمین منحرف می گردند.ناحیه ی یونیزه ی جو از 50کیلومتری سطح زمین شروع می شود و تا ارتفاع 400کیلومتری ادامه می یابد.

ناحیه ی یونسفر خود به سه لایه تقسیم بندی شده است که به ترتیب (ارتفاع)به لایه هایF,E,D معروف اند.

سیستم هارپ (HAARP) طوری طراحی شده است که بر روی آیونوسفیر تاثیر مستقیم داشته باشد. از نمونه های این تاثیرات قرمز و گداخته شدن و یا ذره بینی نمودن لایه را میتوان نام برد.اصابت به آیونوسفیر و بازگشت به زمین قادر اند نه تنها به عمق دریا بروند بلکه فرا تر رفته و به اعماق زمین نیز وارد میشوند و عملکرد آن بمانند "رادیو ترموگرافی" (Radio Thermography) است که امروزه ژئولژیست ها برای  اکتشافات مخازن مختلف شامل گاز و نفت استفاده می کنند.  وقتی یک موج کوتاه "رادیو ترموگرافی" به داخل زمین فرستاده میشود به لایه های مختلف برخورد کرده و آن لایه ها را به لرزه می آورده و از لرزش صدایی با فرکانسی مخصوص تولید و به سطح زمین باز میگرداند و ژئولژیست ها از صدای بازگشتی قادرند مخازن زیرزمین را شناسایی کرد.

وقتی که آیونوسفیر گداخته شده (به رنگ قرمز دیده می شود) و سپس مثل یک قلب شروع به تپش میکند و از این تپش ها، فرکانس های فوق کوتاه تولید شده که پس از اصابت به زمین به  داخل آن نفوذ مینماید .

(ساختمان داخلی هارپ Haarp)

هارپ دارای آنتن های  متعدد و مجتمع در سطح زمین میباشد این آنتن ها امواج مافوق کوتاه ELF/ULF/VLF  را تولید و به آیونوسفیر پرتاب می کنند. در واقع یک سیستم مخصوص(پرتاب سیگنال _ ولتاژ فشار قوی) متشکل از  (١٨٠ برج آنتن آلومنیومی به ارتفاع ٥٠/٢٣متر) تشکیل و برروی زمینی وسیعی به مساحت حداقل ٢٣٠٠٠ متر مربع میباشد.رادیوترموگرافی سیستمی است که با قدرتی به کوچکی ٣٠ وات لایه های زیر زمینی را به لرزه درمی آورد و حال آنکه هارپ سیستم فوق الاده پیشرفته تری است که همان لایه های زمین را می تواند با استفاده از قدرتی برابر با ١,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (یک میلیارد)  تا ,١٠,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (ده میلیارد) وات  را بلرزاند.(مثل به لرزه در آوردن لایه های زیر زمین به سبب اصابت فرکانس های تولید شده از آیونسفیر) و سپس در گوش صدا تولید شده و شنونده آنرا به شنود.

با کمی فکر کردن می توان متوجه این شد که تکنولوژی هارپ "با ویژگی معادن یابی" برای پیدا کردن مخزن های گازی و نفتی ساخته نشده است. زیرا برای پیدا کردن مخازن نیاز به یک میلیارد وات نیست و یک ترموگراف برای این کار کافیست. با توجه به تاثیرات هارپ بر روی آیونوسفیر و نهایتا تاثیرات آن بر روی زمین و وضعیت آب و هوا، می باشد.این تغییرات شامل خشکسالی در مناطقی که تا به حال بی سابقه بوده است، بارندگی های سیل آسا در جاهایی که به خشک بودن معروف هستند، طوفان ها و سونامی ها و ساده تر از همه ایجاد زلزله را میتوان برای هارپ به شمار آورد. امواج بازگشتی از آیونوسفیر، پس از ورود به عمق دریا میتوانند صدمات جانی برای موجودات دریایی، به خصوص نهنگ ها و دلفین ها را در بر داشته باشند.

نوشته شده توسط افشین رشید در یکشنبه ششم خرداد ۱۳۹۷

آنتن کاسگرین چیست؟( نحوه عملکرد و ساختار اصلی و کاربرد)

نویسنده: افشین رشید

(ساختمان اصلی کاسگرین امواج ماکروویو )

آنتن کاسگرین نوعی آنتن مایکروویو که تغذیه گر آن در نزدیکی یا روی سطح بازتابنده ی اصلی نصب می شود و جهت آن به طرف آینه ای واقع در کانون سطح بازتابنده است . انرژی تغذیه گر ابتدا به آینه تابیده و سپس از طریق آن به روی بازتابنده اصلی پخش می شود . با این روش ، که از فن آوری تلسکوپ نوری الهام گرفته است . دیگر نیازی به نصب یک تغذیه گر سنگین در فاصله دوری از بازتابنده ی اصلی نیست .

(کاربرد آنتن کاسگرین)

عمده ترین کاربرد موج میلیمتری تصویر برداری از اشیای فلزی مدفون است. با توجه به منحنی های تضعیف سیگنال ، فرکانس 94 گیگاهرتز یکی از انتخابهای طیف موج میلیمتری می باشد. در این مقاله، طراحی و شبیه سازی آنتن یک سامانه تصویر بردار موج میلیمتری مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. هدف غایی از سامانه ی مذکور استخراج تصویر با دقت تفکیک 2 سانتی متر در 2 سانتی متر در فاصله چهارمتری (میدان نزدیک) است. بدین لحاظ جهت نیل به هدف فوق، توان سیگنال در فاصله چهار متری و افست یک سانتی متری از محور آنتن بایستی به اندازه نصف آن در همین فاصله روی محور آنتن باشد. با توجه به ویژگی مذکور نیاز به یک آنتن بازتابنده با قطر 70 سانتی متر با ساختار کاسگرین است. آنتن تغذیه بازتابنده دارای پهنای پرتو 12 دسیبل به اندازه 24 درجه با مرکز فاز نقطه ای است. با توجه به آنکه نقطه تمرکز انرژی در فاصله ی میدان نزدیک قرار دارد از بازتابنده های فرعی مختلفی جهت استحصال بهترین بازدهی استفاده شده است. همچنین اثر چرخاندن بازتابنده ی فرعی روی توزیع توان و بازده داده شده است.

نوشته شده توسط افشین رشید در چهارشنبه بیست و ششم اردیبهشت ۱۳۹۷ |

تاثیر مخرب الکترو مغناطیس (میدان مغناطیسی) یا ناپایداری حرارتی بر سیستم های مخابراتی- راداری (علوم مخابرات)

نویسنده: افشین رشید

علت وجود خاصیت مغناطیسی در برخی مواد، وجود مولکول های دو قطبی مغناطیسی است. هر یک از این مولکول ها در حقیقت یک ذره آهنربایی با دو قطب N و Sهستند که اگر به صورت منظم کنار هم قرار بگیرند، خاصیت مغناطیسی قوی تر شده و میدان مغناطیسی ایجاد می شود.میدان‌ های الکترومغناطیس را میتوان به‌عنوان مناطق نامرئی انرژی معرفی کرد. که اغلب به تشعشعات الکترومغناطیس اتلاق می‌شود که با استفاده از برق و انواع مختلف نور طبیعی و یا ساخته دست بشر  ایجاد می‌شوند.میدان‌ های مغناطیسی از جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. هر چه میزان الکتریسیته در میدان مغناطیسی قوی‌تر باشد، تابش الکترومغناطیس قوی‌تر است.میدان‌های الکترومغناطیسی متغیر در زمان که توسط دستگاه‌های الکتریکی مصنوعی  تولید می شوند، نمونه‌ای از میدان‌های فرکانس کم (ELF) هستند که به‌طور کلی فرکانس‌هایی تا 300 هرتز دارند.فرکانس‌های متوسط (IF) از 300 تا 10 مگاهرتز؛ امواج رادیویی با فرکانس بالا “بخشی از طیف الکترومغناطیسی” مانند تشعشع نور هستند. که توسط دستگاه هایی مانند هارپ تولید میشوند.

نحوه نفوذ امواج مخرب الکترومغناطیس (طبیعی_ مصنوعی) در امواج راداری- مخابراتی_ ارتباطی - دیتا

گردابه پشت امواج مخابراتی _ ارتباطی _ دیتا که از جدایش جریان روی آنها به وجود می‌آید موجب ایجاد نیروهای ناپایا و ارتعاش روی آنها می‌گردد. کنترل رفتار مخرب این گردابه و فرونشاندن ناپایداری‌های حرارتی و جریانی ایجاد شده توسط آن از دیرباز مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. با اعمال میدان مغناطیسی در جهت مناسب، رفتار مخرب گردابه و ناپایداری‌ های حرارتی و جریانی ایجاد شده توسط آن را در یک فرکانس و امواج پایه  کنترل کرد. میدان مغناطیسی موجب کاهش انتقال می‌شود. برای جبران این مشکل وهمچنین کاهش طول فرکانس ها ، از مواد متخلخل با نفوذ پذیری و هدایت حرارتی بالا استفاده میشود.

نوشته شده توسط افشین رشید در پنجشنبه شانزدهم فروردین ۱۳۹۷