أخبار

ما هومرشح الترددات اللاسلكية؟

يُعدّ مُرشِّح الترددات الراديوية جزءًا أساسيًا من تقنية الاتصالات اللاسلكية. يُستخدم مع جهاز الاستقبال الراديوي لتصفية نطاقات الترددات غير المرغوب فيها واستقبال التردد الصحيح فقط. صُمِّمت مُرشِّحات الترددات الراديوية للعمل بكفاءة في نطاق الترددات من المتوسطة إلى العالية جدًا (مثل الميغاهرتز والغيغاهرتز). وبفضل خصائصها، تُستخدم بكثرة في محطات الراديو، والاتصالات اللاسلكية، وأجهزة التلفزيون، وغيرها من المعدات.

تتكون معظم مرشحات الترددات الراديوية عمومًا من رنانات متصلة، وتحدد عوامل جودتها مستوى الترشيح في الترددات الراديوية. وبحسب التطبيق وحجم الأجهزة اللاسلكية، توجد أنواع عديدة من المرشحات، منها مرشح التجويف، والمرشح المستوي، والمرشح الكهروصوتي، والمرشح العازل، والمرشح المحوري (غير المرتبط بالكابل المحوري)، وغيرها.

الأنواع الأساسية لمرشحات الترددات الراديوية

مرشح الترددات الراديوية عبارة عن دائرة خاصة تسمح بمرور الإشارات الصحيحة مع إزالة الإشارات غير المرغوب فيها. من حيث تصميم المرشح، توجد أربعة أنواع أساسية من مرشحات الترددات الراديوية، وهي: مرشح الترددات العالية، ومرشح الترددات المنخفضة، ومرشح تمرير النطاق، ومرشح إيقاف النطاق.

مرشح تمرير منخفض:

كما يوحي الاسم، فإن مرشح الترددات المنخفضة هو مرشح يسمح بمرور الترددات المنخفضة فقط، بينما يعمل في الوقت نفسه على إضعاف ترددات الإشارة الأخرى. عند مرور إشارة عبر مرشح تمرير النطاق، يتحدد مقدار انخفاض ترددها بعوامل عديدة، مثل تصميم المرشح، وتوزيعه، وجودة مكوناته. بالإضافة إلى ذلك، يحدد تصميم المرشح سرعة انتقال الإشارة من نطاق التمرير إلى نطاق الإضعاف النهائي.

تأتي مرشحات الترددات المنخفضة بأشكال متنوعة. يتمثل استخدامها الرئيسي في كبح التوافقيات الصادرة من مضخم الترددات الراديوية. هذه الخاصية مهمة لأنها تساعد على منع التداخل غير المرغوب فيه من نطاقات الإرسال المختلفة. تُستخدم مرشحات الترددات المنخفضة بشكل أساسي في التطبيقات الصوتية، حيث تعمل على تصفية الضوضاء من أي دائرة خارجية. بعد تصفية إشارة التردد العالي، تتميز إشارة التردد الناتجة بجودة نقية.

مرشح تمرير عالي:

على عكس مرشح الترددات المنخفضة، يسمح مرشح الترددات العالية بمرور الإشارات ذات الترددات العالية فقط. في الواقع، يُعدّ مرشح الترددات العالية ومرشح الترددات المنخفضة متكاملين للغاية، إذ يمكن استخدامهما معًا لإنتاج مرشح تمرير نطاقي. يتميز تصميم مرشح الترددات العالية بالبساطة، حيث يعمل على تخفيف الترددات التي تقل عن عتبة التردد.

تُستخدم مرشحات الترددات العالية عادةً في أنظمة الصوت، حيث تعمل على ترشيح جميع الترددات المنخفضة. كما تُستخدم أيضًا في كثير من الأحيان لإزالة ترددات مكبرات الصوت الصغيرة والترددات المنخفضة (البيس). تُدمج هذه المرشحات عادةً في مكبرات الصوت. مع ذلك، يُمكن توصيل مرشح الترددات العالية بسهولة بالنظام في مشاريع التعديل والتركيب الذاتي.

مرشحات تمرير النطاق:

مرشح تمرير النطاق هو دائرة تسمح بمرور إشارات من ترددين مختلفين، وتُضعف الإشارات التي لا تقع ضمن نطاقها المقبول. تعتمد معظم مرشحات تمرير النطاق على مصدر طاقة خارجي، وتستخدم مكونات فعّالة، مثل الدوائر المتكاملة والترانزستورات. يُطلق على هذا النوع من المرشحات اسم مرشح تمرير النطاق الفعّال. في المقابل، لا تستخدم بعض مرشحات تمرير النطاق مصدر طاقة خارجي، وتعتمد بشكل كبير على مكونات غير فعّالة، مثل المحاثات والمكثفات. تُسمى هذه المرشحات مرشحات تمرير النطاق غير الفعّالة.

تُستخدم مرشحات تمرير النطاق بشكل شائع في أجهزة الاستقبال والإرسال اللاسلكية. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في جهاز الإرسال في الحد من عرض نطاق إشارة الخرج إلى أدنى حد ممكن، لضمان نقل البيانات المطلوبة بالسرعة والشكل المطلوبين. أما في جهاز الاستقبال، فيسمح مرشح تمرير النطاق بفك تشفير أو استقبال عدد الترددات المطلوبة فقط، مع حجب الإشارات الأخرى ذات الترددات غير المرغوب فيها.

باختصار، عند تصميم مرشح تمرير النطاق، يمكنه بسهولة زيادة جودة الإشارة إلى أقصى حد وتقليل التنافس أو التداخل بين الإشارات.

فرقة ريجكت:

يُعرف أحيانًا باسم مرشح إيقاف النطاق، وهو مرشح يسمح بمرور معظم الترددات دون تغيير. مع ذلك، فإنه يُضعف الترددات التي تقل عن نطاق محدد جدًا. وظيفته معاكسة تمامًا لوظيفة مرشح تمرير النطاق. تتمثل وظيفته الأساسية في تمرير التردد من الصفر إلى نقطة القطع الأولى. وبين هاتين النقطتين، يمرر جميع الترددات التي تزيد عن نقطة القطع الثانية. أما الترددات الأخرى الواقعة بين هاتين النقطتين، فترفض أو تحجبها.

باختصار، المرشح هو أداة تسمح بمرور الإشارات عبر نطاق تمريرها. بعبارة أخرى، نطاق الإيقاف في المرشح هو النقطة التي تُحجب عندها بعض الترددات. سواء كان مرشح تمرير عالي أو منخفض أو نطاق تمرير، فإن المرشح المثالي هو المرشح الذي لا يُسبب أي فقد في نطاق التمرير. مع ذلك، في الواقع، لا يوجد مرشح مثالي، لأن مرشح نطاق التمرير سيُعاني من بعض فقد التردد، ومن المستحيل تحقيق كبح لا نهائي عند الوصول إلى نطاق الإيقاف.

لماذا تعتبر مرشحات الترددات الراديوية مهمة للغاية؟

تُستخدم مرشحات الترددات الراديوية لتصنيف ترددات الإشارة، ولكن ما الذي يجعلها بهذه الأهمية؟ باختصار، تعمل مرشحات الترددات الراديوية على تصفية التشويش الذي قد يؤثر على جودة أو أداء أي نظام اتصالات، أو على تقليل تداخل الإشارات الخارجية. قد يؤدي عدم استخدام مرشح ترددات راديوية مناسب إلى تلف نقل تردد الإشارة، وبالتالي إلى الإضرار بعملية الاتصال نفسها.

لذا، تلعب مرشحات الترددات الراديوية دورًا هامًا في أنظمة الاتصالات اللاسلكية (مثل الأقمار الصناعية، والرادار، وأنظمة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة، وغيرها). وتبرز أهمية هذه المرشحات جليًا عند تشغيل الطائرات بدون طيار. فغياب نظام ترشيح مناسب سيؤثر سلبًا على أداء هذه الطائرات بطرق عديدة، منها:

قد يتقلص نطاق الاتصال نتيجةً للتداخل الناجم عن عوامل بيئية خارجية. إضافةً إلى ذلك، قد يتسبب وجود عدد كبير من إشارات الترددات اللاسلكية في الغلاف الجوي في أضرار جسيمة لنظام الاتصالات الخاص بالطائرة المسيّرة. تشمل الإشارات الضارة من منصات أخرى، على سبيل المثال لا الحصر: نشاط مكثف لإشارات الواي فاي وأنظمة الاتصالات الأخرى العاملة داخل الطائرة المسيّرة.

ستؤدي الانقطاعات من أنظمة الاتصالات الأخرى إلى تعطيل قناة اتصال الطائرات بدون طيار، مما يقلل أو يحد من نطاق اتصال هذه الأنظمة.

سيؤثر التداخل أيضًا على استقبال إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للطائرات بدون طيار، مما يزيد من احتمالية حدوث أخطاء في تتبع نظام تحديد المواقع العالمي. وفي أسوأ الأحوال، قد يؤدي ذلك إلى فقدان استقبال إشارة نظام تحديد المواقع العالمي بشكل كامل.

باستخدام مرشح الترددات اللاسلكية المناسب، يمكن التخلص بسهولة من التداخل الخارجي وتداخل الإشارات الناتج عن أنظمة الاتصالات المجاورة. وهذا يحافظ على جودة تردد الإشارة المطلوب مع تصفية جميع ترددات الإشارات غير المرغوب فيها بسهولة.

بالإضافة إلى ذلك، تلعب مرشحات الترددات اللاسلكية دورًا حاسمًا في بيئة الهواتف المحمولة. فالهواتف المحمولة تحتاج إلى نطاقات ترددية محددة لتعمل بكفاءة. ونظرًا لعدم توفر مرشحات الترددات اللاسلكية المناسبة، لن تعمل جميع نطاقات التردد في الوقت نفسه، مما يعني حجب بعضها، مثل نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، وشبكات السلامة العامة، وشبكات الواي فاي، وغيرها. وهنا تبرز أهمية مرشحات الترددات اللاسلكية في تمكين جميع النطاقات من العمل معًا في آن واحد.

بشكل عام، تتميز المرشحات بخفة وزنها وتساعد على تحسين أداء تردد الإشارة. إذا لم يُحقق مرشح الترددات الراديوية الأداء المطلوب، فيمكنك استكشاف خيارات أخرى، منها إضافة مُضخّمات إلى تصميمك. بدءًا من مُضخّم الشبكة وصولًا إلى أي مُضخّم طاقة ترددات راديوية آخر، يمكنك تحويل تردد الإشارة المنخفض إلى تردد إشارة أعلى، وذلك لتحسين الأداء العام لتصميم الترددات الراديوية.

تُقدم شركة سي تشوان كينليون للميكروويف تشكيلة واسعة من أجهزة الميكروويف بتكوينات ضيقة النطاق وعريضة النطاق، تغطي ترددات تتراوح من 0.5 إلى 50 جيجاهرتز. وهي مصممة للتعامل مع طاقة دخل تتراوح من 10 إلى 30 واط في نظام نقل 50 أوم. وتستخدم تصميمات الميكروستريب أو الستربلاين، مع تحسينها لتحقيق أفضل أداء.

يمكننا أيضاً تخصيص مرشح الترددات اللاسلكية وفقاً لمتطلباتك. يمكنك الدخول إلى صفحة التخصيص لتقديم المواصفات التي تحتاجها.

https://www.keenlion.com/customization/

شركة سيتشوان كينليون لتكنولوجيا الميكروويف المحدودة

بريد إلكتروني:

sales@keenlion.com

tom@keenlion.com