أخبار

المكونات السلبية في دوائر التردد اللاسلكي 

المقاومات، المكثفات، الهوائيات... تعرّف على المكونات السلبية المستخدمة في أنظمة الترددات الراديوية.

لا تختلف أنظمة الترددات الراديوية اختلافًا جوهريًا عن أنواع الدوائر الكهربائية الأخرى. إذ تنطبق عليها قوانين الفيزياء نفسها، وبالتالي، فإن المكونات الأساسية المستخدمة في تصميمات الترددات الراديوية موجودة أيضًا في الدوائر الرقمية والدوائر التناظرية منخفضة التردد.

مع ذلك، ينطوي تصميم الترددات الراديوية على مجموعة فريدة من التحديات والأهداف، وبالتالي، تتطلب خصائص المكونات واستخداماتها اهتمامًا خاصًا عند العمل في سياق الترددات الراديوية. كما أن بعض الدوائر المتكاملة تؤدي وظائف خاصة جدًا بأنظمة الترددات الراديوية، ولا تُستخدم في الدوائر منخفضة التردد، وقد لا يفهمها جيدًا من لديهم خبرة محدودة في تقنيات تصميم الترددات الراديوية.

غالبًا ما نُصنّف المكونات إلى مكونات نشطة وأخرى سلبية، وينطبق هذا النهج أيضًا على مجال الترددات الراديوية. تتناول الأخبار المكونات السلبية تحديدًا فيما يتعلق بدوائر الترددات الراديوية، وتتناول الصفحة التالية المكونات النشطة.

المكثفات

يُوفِّر المُكثِّف المثالي نفس الوظيفة تمامًا لإشارة بتردد ١ هرتز وإشارة بتردد ١ جيجاهرتز. لكن المكونات ليست مثالية أبدًا، وقد تكون عيوب المُكثِّف كبيرةً جدًا عند الترددات العالية.

يُطابق الحرف "C" المكثف المثالي المُدمج بين العديد من العناصر الطفيلية. لدينا مقاومة غير محدودة بين اللوحين (RD)، ومقاومة تسلسلية (RS)، ومحاثة تسلسلية (LS)، وسعة متوازية (CP) بين وسادات لوحة الدوائر المطبوعة وسطح الأرض (نفترض أنها مكونات مثبتة على السطح؛ المزيد حول هذا لاحقًا).

إن أهم ما يُثير الشكوك عند التعامل مع الإشارات عالية التردد هو المحاثة. نتوقع أن تنخفض معاوقة المكثف باستمرار مع زيادة التردد، لكن وجود المحاثة الطفيلية يُسبب انخفاض المعاوقة عند تردد الرنين الذاتي، ثم تبدأ في الزيادة.

المقاومات، وآخرون.

حتى المقاومات يمكن أن تكون مزعجة عند الترددات العالية، لأنها تحتوي على محاثة متسلسلة، وسعة متوازية، والسعة النموذجية المرتبطة بألواح PCB.

وهذا يُثير نقطةً مهمة: عند العمل بترددات عالية، تتواجد عناصر الدوائر الطفيلية في كل مكان. مهما كانت المقاومة بسيطةً أو مثاليةً، فإنها لا تزال بحاجة إلى تغليفها ولحامها على لوحة الدوائر المطبوعة، والنتيجة هي طفيليات. وينطبق الأمر نفسه على أي مكون آخر: إذا كان مُغلّفًا ومُلحمًا على اللوحة، فستكون العناصر الطفيلية موجودة.

بلورات

جوهر الترددات الراديوية هو معالجة الإشارات عالية التردد لنقل المعلومات، ولكن قبل المعالجة، نحتاج إلى توليدها. وكما هو الحال في أنواع أخرى من الدوائر، تُعد البلورات وسيلة أساسية لتوليد مرجع ترددي مستقر.

ومع ذلك، في التصميم الرقمي وتصميم الإشارات المختلطة، غالبًا ما لا تتطلب الدوائر القائمة على البلورات الدقة التي توفرها البلورة نفسها، وبالتالي يسهل التهاون في اختيار البلورة. في المقابل، قد تتطلب دائرة التردد اللاسلكي متطلبات تردد صارمة، وهذا لا يتطلب دقة التردد الأولية فحسب، بل يتطلب أيضًا استقرار التردد.

تردد تذبذب البلورة العادية حساس لتغيرات درجة الحرارة. ويؤدي عدم استقرار التردد الناتج إلى مشاكل في أنظمة الترددات الراديوية، وخاصةً تلك التي تتعرض لتغيرات كبيرة في درجة الحرارة المحيطة. لذلك، قد يتطلب النظام مذبذبًا بلوريًا معوضًا للحرارة (TCXO). تتضمن هذه الأجهزة دوائر كهربائية تعوّض تغيرات تردد البلورة.

الهوائيات

الهوائي هو مُكوّن سلبي يُستخدم لتحويل الإشارة الكهربائية الترددية اللاسلكية إلى إشعاع كهرومغناطيسي (EMR)، أو العكس. نسعى من خلال المكونات والموصلات الأخرى إلى تقليل آثار الإشعاع الكهرومغناطيسي، ونسعى من خلال الهوائيات إلى تحسين توليد أو استقبال الإشعاع الكهرومغناطيسي بما يتناسب مع احتياجات التطبيق.

علم الهوائيات ليس بالأمر السهل. تؤثر عوامل عديدة على عملية اختيار أو تصميم هوائي مثالي لتطبيق معين. لدى AAC مقالتان (انقر هنا وهنا) تُقدمان مقدمة ممتازة لمفاهيم الهوائيات.

تُصاحب الترددات العالية تحديات تصميمية متنوعة، إلا أن جزء الهوائي من النظام قد يُصبح أقل صعوبة مع زيادة التردد، لأن الترددات العالية تسمح باستخدام هوائيات أقصر. في الوقت الحاضر، من الشائع استخدام إما "هوائي شريحة"، وهو مُلحوم بلوحة دوائر مطبوعة (PCB) مثل مكونات التركيب السطحي التقليدية، أو هوائي لوحة دوائر مطبوعة (PCB)، وهو مُصمم بدمج مسار مُصمم خصيصًا في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة.

ملخص

بعض المكونات شائعة فقط في تطبيقات التردد اللاسلكي، ويجب اختيار المكونات الأخرى وتنفيذها بعناية أكبر بسبب سلوكها غير المثالي في التردد العالي.

تظهر المكونات السلبية استجابة ترددية غير مثالية نتيجة للمحاثة الطفيلية والسعة.

قد تتطلب تطبيقات التردد اللاسلكي (RF) بلورات أكثر دقة و/أو استقرارًا من البلورات المستخدمة عادةً في الدوائر الرقمية.

الهوائيات هي مكونات أساسية يجب اختيارها وفقًا لخصائص ومتطلبات نظام التردد اللاسلكي.

تُقدم شركة Si Chuan Keenlion Microwave تشكيلة واسعة من تكوينات النطاق الضيق والعريض، تغطي ترددات تتراوح بين 0.5 و50 جيجاهرتز. صُممت هذه الأجهزة للتعامل مع طاقة دخل تتراوح بين 10 و30 واط في نظام إرسال 50 أوم. تُستخدم تصميمات Microstrip أو Stripline، وهي مُحسّنة لتحقيق أفضل أداء.

يمكننا أيضًا تخصيص مكونات الترددات الراديوية السلبية وفقًا لمتطلباتك. يمكنك زيارة صفحة التخصيص لتقديم المواصفات التي تحتاجها.