آنتن

 

آنتن بیسیم یک افزارهٔ مخابراتی است که کار آن تبدیل نشانک‌های الکتریکی به موج‌های الکترومغناطیسی در حالت فرستندگی و تبدیل موج‌های الکترومغناطیسی به نشانک‌های الکتریکی در حالت گیرندگی است. آنتن‌ها ساختارهای متنوّعی دارند که با توجّه به کاربردهایی که دارند، این ساختار تعیین می‌شود. یکی از ساده‌ترین ساختارهای ممکن برای یک آنتن، آنتن‌های سیمی می‌باشند. معمولاً در گیرنده‌ها هر آنتن به ازای یک بسامد مشخصی، به تشدید درمی‌آید و به ازای آن بسامد،ولتاژ بیشینهٔ مشخّصی را تولید می‌کند. هرگاه طول آنتنْ متناسب با طول‌موج دریافتی باشد، موج کاملاً در آنتن قرار می‌گیرد و به اصطلاح می‌گویند: «آنتن تشدید شده‌است.» یا «آنتن به تشدید درآمده است.» یعنی آنتن، با موج رسیده هماهنگ شده‌است و در این حالت ولتاژی که به آنتن رسیده، بیشینه می‌باشد.

البتّه نیازی نیست که طول آنتن حتماً با طول‌موج رسیده کاملاً برابر باشد؛ زیرا برای رفع این مشکل، القاگری را همراه یک یا دو خازن متغیّر به آنتن می‌افزایند تا حالت تشدید را در آنتن پدیدآورند.

محتویات

۱جنس آنتن

۲طول آنتن

۳انواع آنتن

۴نمونه‌هایی از کاربردهای آنتن

۵مشخصه های عملکرد آنتن

۶آنتن‌های شاخه ای

۷نگارخانه

۸جستارهای وابسته

۹پانویس

۱۰مأخذها

جنس آنتن

معمولاً آنتن‌ها را از یک فلزّ رسانا و سبک مانند آلومینیوم درست می‌کنند. برای اینکه یک آنتن بتواند بتابد، باید جریان الکتریکیْ روی یک رسانا بصورت متغیّر با زمان ایجاد شود. هرچه رسانندگی رسانای مذکور بیشتر باشد، اتلاف‌های اُهْمی ناشی از جریان روی آنتنْ کمتر می‌شوند؛ به همین دلیل، سعی بر آنست که ضریب رسانندگی رسانای سازنده آنتنْ بیشتر باشد.

طول آنتن

با آزمایش‌های تجربی، نتیجه می‌شود که کوتاه‌ترین آنتن، باید طولش برابر با نصف طول‌موج فرستنده باشد.

انواع آنتن بیسیم

 

یک آنتن تلویزیون ایرانی

آنتن تک‌قطبی

آنتن نیم‌موج (هِرْتْز)

آنتن مارْکُنی

آنتن شاخه ای

آنتن شییپوری

آنتن بشقابی

آنتن تلسکوپی

آنتن میکرواستریپ

نمونه‌هایی از کاربردهای آنتن

ارتباط‌های بی‌سیم

سامانهٔ ارتباط‌های شخصی (PCS)

ماهوارهٔ موقعیّت‌یاب جهانی (GPS)

شبکه‌های ناحیهٔ محلّی بی‌سیم (WLAN)

تلویزیون ماهواره‌ای پخش مستقیم (DBS)

ارتباط‌های سیّار

تلفن ریزموج یا ارتباط‌های ماهواره‌ای

پخش رادیو و تلویزیون و …

سنجش از راه دور

رادار [سنجش از راه دور فعّال-تابش و دریافت]

کاربردهای نظامی (جستجو و ردیابی هدف)

رادار هواشناسی و واپایش جریان هوا

تشخیص سرعت خودرو

واپایش شدآمد (مغناطیس‌سنج)

رادار نافذ به زمین (GPR)

کاربردهای کشاورزی

پرتوسنجی [سنجش از راه دور منفعل-دریافت تابش]

کاربردهای نظامی (اجتناب از تهدید، رهگیری نشانک)

مشخصه های عملکرد آنتن

الگوی تابش:طرح زاویهٔ تابش.

الگوی چندوجهی- تابش یکنواخت در صفحه

الگوهای دستورالعمل-پرتوهای باریک تابش از بالا

جهت: ضریبی از تراکم توان آنتن در یک نقطهٔ دور نسبت به یک تابشگر ایزوتروپیک [تابشگر ایزوتروپیک: آنتنی که در همهٔ جهت‌ها بطور یکنواخت می‌تابد (تابشگر منبع نقطه‌ای)].

بهره: جهت کاهش اتلاف‌ها.

قطبش: اثری از تابش بردار میدان الکتریکی (خطّی، دایروی، بیضوی).

پاگیرایی: پاگیرایی ورودی آنتن در پایانه‌ها.

پهنای باند: بیناب گسترده‌ای از بسامدها که کارایی قابل قبول دارند (آنتن‌های تشدید، آنتن‌های پهن‌باند).

بررسی اشعه: حرکت در راستای تابش بیشینه با افزاره‌های الکتریکی یا مکانیکی.

دیگرمحدودیّت‌های سامانه: اندازه، وزن، هزینه، واپایش توان، مقطع راداری و ….

 

بیسیم

تعریف بی‌سیم

بی سیم یک نوع رادیو است که برخلاف رادیو که تنها گیرنده ‌است، یک دستگاه فرستنده-گیرنده است. بی‌سیم هم به صورت دستی و هم به صورت ثابت (در خودرو یا مکان ثابت) در دسترس است. گونه دستی آن اغلب به نام واکی تاکی (walkie-talki) نامیده می‌شوند که با فشار دادن یک دکمه (push to talk) جهت مکالمه آماده می‌شوند. فرکانس کار دستگاه‌های بیسیم متفاوت است، اما پرکاربردترین آن‌ها از ۱۳۶-۱۷۴ مگاهرتز(VHF) و ۴۰۰-۴۷۰ مگاهرتز(UHF) می‌باشد. برد یک دستگاه بیسیم به قدرت خروجی آن بستگی دارد و عوامل محیطی بر برد این دستگاه‌ها تاثیرگذار است.

کاربردهای بی سیم در شبکه ارتباطی

کاربردهای بی سیم به دو نوع مفید و مضر قابل تقسیم بندی است.

کاربردهای مفید بی سیم

مهمترین کاربرد این تجهیزات در مراکز خدماتی و امداد رسانی مانند اورژانس ها ، آتش نشانی ، آمبولانس ها ، شبکه های توزیع آب و برق ، نیروی انتظامی ، راهنما و رانندگی ، خطوط حمل و نقل دریایی و هوایی و بسیار موارد.

کاربردهای مضر بی سیم

شکی نیست که اگر بی سیمِ های غیرمجاز به صورت غیرقانونی در بین اشخاص حقیقی و حقوقی و شرکت های خصوصی مورد استفاده قرار گیرد، می تواند موجب صدمات جبران ناپذیری شود که صدها مثال در این خصوص قابل ذکر است. از جمله باعث ایجاد اختلال و پارازیت در شبکه های بی سیمی رده های اجرایی و عملیاتی فاتب شود، با شنود تلفن و سرقت بوق تلفن موجب لو رفتن و افشای مکالمات خصوصی، هم شنوایی و شکست های حفاظتی گردد.موجب اختلال در ارتباطات رادیویی یگان های نظامی، انتظامی و امنیتی و نیز شبکه های رادیویی امور زیربنایی مانند مخابرات ناوبری هوایی، خطوط انتقال نیرو صدا و سیما، شبکه مخابرایت مراکز امداد رسانی شود. همچنین این نکته قابل ذکر است که به علت فرکانس و قدرت خروجی غیر استاندارد که در بی سیم غیرمجاز بکار رفته، موجب صدمات جبران ناپذیر بر سلامت انسان نیز می شود.

انواع بی سیم ها

الف- تقسیم بندی از جهت نوع ساخت

رادیوهای بی سیم دارای انواع مختلفی هستند: ۱- بی سیم‌های دستی معمولی؛ ۲- بی سیم‌های دستی آی اس (ضد گاز)؛ ۳- بی سیم‌های دستی ضد انفجار (ای ایکس)؛ ۴- بی سیمهای خودرویی؛ ۵- بی سیمهای دریایی؛ بی سیم ها در دو مد دیجیتال و آنالوگ ارائه می شوند . بی سیم های دیجیتال قابلیت پروگرام در دو مد آنالوگ و دیجیتال را دارا می باشند.

ب- تقسیم بندی از جهت نوع استفاده

بی سیم های مجاز و غیرمجاز

طبق استانداردهای سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی جمهوری اسلامی ایران بی سیم هایی که با فرکانس های ثابت، مشخص و غیرقابل تغییر و دارای برد کوتاه، مورد تایید واحد استاندارد این سازمان و همچنین از مبادی قانونی وارد کشور شده باشند برای عموم مجاز می باشد اما سایر بیسیم ها و تجهیزات برد کوتاه مرسوم به واکی تاکی در ایران که خارج از استانداردهای تعیین شده باشند، جزو وسایل ارتباطی ممنوع محسوب می شوند. کاربردهای واکی تاکی های مجاز شامل کوهنوردی، طبیعت گردی، حوزه گردشگری ، نگهبانی ، شرکت های عمرانی،قایق های تفریحی و … می شود که استفاده عمومی از این دستگاه های مجاز ، بلامانع خواهد بود.

یک دستگاه بی سیم ممکن است تولیدی کارخانه، دست ساز، از نوع فرستنده و یا گیرنده فرکانس رادیویی، حرفه ای یا اختصاصی (از نوع متعارف یا غیرمتعارف) و یا غیرحرفه ای (آماتوری) و ذاتاً غیرمجاز باشد.

علت و انگیزه استفاده از بی سیم های غیرمجاز

علل گرایش افراد به استفاده از بی سیم غیرمجاز، می تواند متعدد باشد اما برخی علت آن را تخلیه عقده های روانی خودنمایی، ارتکاب اعمال مجرمانه در پوشش مأمور انتظامی و امنیتی اعلام نمودند.

ضرورت مدیریت فرکانس رادیویی

فرکانس رادیویی به عنوان یک ثروت عمومی شناخته می شود. به منظور استفاده بهینه و موثر از طیف فركانس به لحاظ فنی و اقتصادی به عنوان یکی از منابع ملی، به‌كارگیری آن باید هم از طریق مقررات ملی و هم از طریق مقررات بین‌المللی رادیو هماهنگ و قانونمند شود. به موجب توافقات بین‌المللی، دولت‌ها در نحوه استفاده از طیف فركانس، قابلیت انعطاف و آزادی عمل دارند. هر دولت باید قوانین و تشكیلات خود را برای انجام وظایف مدیریت طیف بوجود آورد.

با توجه به حساسیت و کاربرد گسترده تجهیزات بیسیم، می توان پذیرفت مدیریت، کنترل و ساماندهی آن و خارج نمودن آن از دسترس عموم مردم امری مهم و ضروری به حساب می آید که مسئولیت این امر بر عهده سازمان تنطیم مقررات و ارتباطات رادیویی که زیر نظر وزارت ارتباطات و فن آوری اطلاعات می باشد، نهاده شده است اما در بحث خطرناک بودن این فرکانس ها و پارازیت هایی که ایجاد می شود، نهادها و سازمان های متولی باید اظهار نظر کنند و سازمان تنطیم مقررات و ارتباطات رادیویی تنها وظیفه اندازه گیری است و مرجع پاسخگویی به مضر بودن یا نبودن فرکانس ها را برعهده ندارد.

چگونه مجوز شبکه رادیویی بگیریم؟

کاربرانی که نیاز مبرم به استفاده از بیسیم ها برد بالا را دارند، باید به مراجع قانونی مراجعه نموده و درخواست تأسیس شبکه رادیویی نمایند، تا در صورت تأیید و تشخیص نیاز با تخصیص فرکانسی خاص که تداخل با سایر فرکانس های موجود در فضای فرکانسی منطقه را نداشته باشد و مشکلی برای سایر کاربران ایجاد نکند را استفاده نمایند. همچنین از دارندگان پروانه که بهره‌برداری می‌نمایند ماهانه مبلغی به عنوان حق استفاده دریافت می‌شود که میزان آن به پیشنهاد وزارت پست و تلگراف ‌و تلفن به تصویب هیأت وزیران خواهد رسید. سازمانهای دولتی و استفاده‌کنندگان ازبیسیم های اختصاصی و غیر حرفه‌ای (‌آماتوری) مشمول مقررات‌ این و موارد معافیت از پرداخت حق استفاده مذکور موکول به تصویب هیأت وزیران خواهد بود.

ضرورت برخورد قانونی

استفاده افراد عادی و فاقد مجوز از دستگاه بی سیم غیرمجاز و غیرمتعارف به دلیل داشتن طول موج (فرکانس) های متعلق بهارگان های نظامی، انتظامی و داویر دولتی و امنیتی، موجب اختلال و تداخل رادیویی و نیز شنود و استراق سمع مکالمات رادیویی آن ارگان ها گردیده، همچنین به دلیل تضییح حقوق بهره برداران مجاز در استفاده از شبکه های مذکور و تهدید بستر های ارتباطی کشور، ممنوع است که به همین دلیل بهره برداری از بي‌سيم های غیر استاندارد و غيرمجاز در اکثر كشورهاي تولید کننده، جرمتلقي شده و غير قانوني می باشند و صرفاً جهت صادرات و ارسال به کشورهای توسعه نیافته توليد مي‌شوند. اين‌گونه بیسیم ها عمدتا توسط شبكه‌هاي قاچاق و به صورت غيرمجاز وارد كشور شده و منابع و منافع جامعه را به خطر مي‌اندازند.

در ایران گرچه حسب مورد سازمان تنظيم مقررات و ارتباطات راديويي ایران که در جهت حفظ فضاي فركانسی کشور و سلامت مکالمات، با بهره برداران اين گونه تجهيزات آلوده‌كننده طيف فركانس برخورد قانوني می نماید و همچنین معاونت فناوری اطلاعات و ارتباطات فاتب علیه فروشنده، خریدار و استفاده کنندگان این گونه دستگاههای بی سیم اقدام به طرح شکایت در این زمینه می نمایند اما این امر مانع از آن نیست تا هر شخص حقیقی یا حقوقی ذینفعی که از شبکه رادیویی وی استفاده غیرمجاز می شود بتواند به عنوان شاکی مبادرت به طرح شکایت نماید.

دکل مهاری

دکلهای مهاری یکی از انواع دکل که عرض آن در تمام طول دکل به یک اندازه می باشد و تغییر نمی کند و توسط سیم های مهار نگه داری و مهار می شود. این دکل ها برای نصب، نیاز به فضای زیادی دارند، از مزیت های این دکل ها می توان به مقرون به صرفه بودن و سرعت نصب بالای آن اشاره کرد.

بدنه دکل مهاری از لوله و میلگرد یا نبشی تشکیل شده است. که توسط سیم مهار به زمین و یک جای مستحکم وصل شده است. با این روش،ایستایی دکل تامین میشود. شرکت ROHN کانادا برای نخستین بار دکل های مهاری را طراحی و تولید نمود. از ویژگی ها و مزیت دکلهای مهاری نسبت به دکل های مخابراتی، قیمت نسبتا پایین، نصب آسان و وزن کم می باشد. و اما ضعف این نوع دکل این است که فضای نسبتا زیادی را برای نصب مهارها در بر میگیرد. اما به خاطر مزیت های آن اگر محیط شهری، فضای کافی را داشته باشد میتوان این دکل ها را بر روی ساختمان ها به آسانی نصب نمود.

دکل های مهاری سری G

یکی از انواع دکل های مهاری، سری G می باشد. سکشن های این نوع دکل ها با جوش CO2 توسط لوله و میلگرد ساخته می شود. اندازه این سکشن ها حدود ۳ متر می باشد. دکل های مهاری سری G متناسب با ارتفاع و بارگذرای دکل، از لوله ۳ با ضخامت ۲ میلیمتر و میلگرد ساده سایز ۸ یا ۱۰ ساخته می شود.

با توجه به ابعاد و نوع ساخت، دکل های مهاری سری G شامل موارد زیر است  :

دکل های مهاری G25

دکل های مهاری G35

دکل مهاری G35 میلگرد ۸ : تا ارتفاع ۱۵ متر قابل نصب می باشد.

دکلهای مهاری G35 میلگرد ۱۰ : تا ارتفاع ۳۰ متر قابل نصب می باشد.

دکل های مهاری G45

دکلهای مهاری G45 : تا ارتفاع ۴۵ متر قابل نصب می باشد.

دکلهای مهاری G45 چهار وجهی : تا ارتفاع ۶۰ متر قابل نصب می باشد.

دکل های مهاری G55

دکلهای مهاری G55 لوله میلگرد : تا ارتفاع ۹۰ متر قابل نصب می باشد.

دکلهای مهاری G55 لوله نبشی : تا ارتفاع ۹۰ متر قابل نصب می باشد.

دکل های مهاری G65

دکلهای مهاری G65 لوله میلگرد : تا ارتفاع ۱۲۰ متر قابل نصب می باشد.

دکلهای مهاری G65 لوله نبشی : تا ارتفاع ۱۲۰ متر قابل نصب می باشد.

دکل های مهاری G80

دکلهای مهاری G80 لوله میلگرد : تا ارتفاع ۱۴۰ متر قابل نصب می باشد.

دکلهای مهاری G80 لوله نبشی : تا ارتفاع ۱۴۰ متر قابل نصب می باشد.

ویژگی های دکل مهاری

این نوع دکل ها برای نصب آنتن های بیسیم – آنتن های اینترنتی – آنتن های وایرلس – دیش های کوچک مناسب می باشد. زیرا این نوع دکلهای مهاری برای بارگذاری های سبک ساخته و طراحی شده است و به دلیل وزن بسیار کم قابلیت نصب بر روی انواع سازه های فلزی و بتنی مانند سوله ها و ساختمان ها را دارد. قیمت این نوع دکل نسبت به سایر دکل ها بسیار ارزان تر می باشد. و نصب آن به سرعت و در کوتاه تربن زمان انجام می شود.

با توجه به سرعت باد محل نصب، بارگذاری و ارتفاع، دکل های مهاری با قاعده های مثلثی و مربعی و توسط لوله و میلگرد یا نبشی ساخته می شوند.

عددی که مقابل G قرار دارد اندازه قاعده دکل را نشان می دهد. مثلا در دکل های مهاری  G25 اندازه قاعده ۲۵ سانتی متر می باشد. در دکل های مهاری مانند دکل های خود ایستا برای جلوگیری از زنگ زدگی وخوردگی از پوشش گالوانیزه گرم استفاده می شود.

اجزای دکلهای مهاری

گوشواره:
جهت افزایش شعاع خم سیم مهاری و عدم اتصال مستقیم ان به انکرراد استفاده میشود و باعث افزایش طول عمر سیم مهار می گردد و از آسیب رسیدن به سیم مهار در محل اتصال سیم مهار جلوگیری می کند.

کرپی:
برای نصب کرپی، سیم مهار خم خورده و اورلپ به طول
۵۰ سانتی متر برای آن در نظر گرفته می شود سپس سیم مهار در این فاصله به وسیله ۲ یا ۳ کرپی به خودش متصل و محکم می شود. کرپی ها باید طبق تصویر زیر و به روش صحیح به طوری که هرسه در یک جهت باشند نصب شوند.

سیم مهار:
جهت حفظ پایداری دکل های مهاری در هنگام وزش باد از سیم مهار استفاده می شود، سیم مهارها از جنس فولاد پرمقاومت است که مقاومتش حدود
۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشند و مدل های بافته شده ی آن در سایز های ۶ تا ۱۶ موجود می باشد. جهت دکل های عادی با ظرفیت های کم سیم های مهاری در سایز های ۶ تا ۸ پاسخگوی طراحی هستند.

نکته قابل توجه در خصوص سیم های مهار کشش اولیه معادل ۱۰درصد مقاومت ان است که در هنگام نصب باید به ان توجه شود.

. سکشن:
سکشن های دکلهای مهاری از لوله, میلگرد و پیچ تشکیل شده اند و میلگرد های دکلهای مهاری از نوع بدون آج ساده اند. ارتفاع هر سکشن در دکل های مهاری سه متر می باشد. ضخامت لوله و میلگرد ها بنا به ارتفاع دکل متغیر است اما بعنوان یک طرح کلی لوله سایز ۳۲ و میلگرد سایز ۱۰ میتواند پاسخگوی نیازهای سازه ای باشند. اتصال لوله و میلگرد دکل های مهاری توسط جوشco2 انجام می شود.

۲.انکرراد:
انکرراد ها جهت اتصال سیم های مهار به فونداسیون مورد استفاده قرار می گیرند، سایز انکرراد ها بنا به تعداد سیم های مهاری تغییر میکند. جهت عدم خوردگی انکرراد ها نیز از گالوانیزه گرم بهره گرفته می شود.

۳.انکربولت:
جهت اتصال دکلهای مهاری به فونداسیون از انکر بولت استفاده می شود، تعداد انکربولت ها بر اساس ارتفاع و وزن دکل از ۱ تا ۳ عدد متغیر است. در انکربولت نیز گالوانیزه شدن قسمت های بیرون زده الزامیست.