هوائيُّ الطبق – Dish Antenna

هوائي الطبق  (Parabolic antenna or dish antenna)

ما الهوائي؟

 الهوائي هو الأداة التي تقوم بتحويل الإشارات الكهربائية في صورة تيار وجهد كهربائي إلى موجة كهرومغناطيسة تبث في الهواء، وذلك في حالة استخدامه مرسلاً. أما في حالة استخدامه مستقبلاً فإنه يقوم بتحويل الموجة الكهرومغناطيسية إلى صورة تيار وجهد كهربائي. ومن ثم تتم عملية الاتصالات اللاسلكية.  

تتعدد الهوائيات في أنواعها وأشكالها وأحجامها، وكل نوع يستخدم في التطبيق المناسب له. فالهوائي المستخدم داخل الهاتف المحمول غير الهوائي المستخدم عند أبراج الاتصالات وغير الهوائي المستخدم في استقبال البث الفضائي. 

هوائي الطبق: هوائي يرافقه طبق على شكل قطع مكافئ، إذ يعمل القطع المكافئ على تركيز الموجات الكهرومغناطسية في بؤرته (والتي يوضع فيها الهوائي المستقبل) فيعمل على تقوية الإشارة المستقبلة بشكل كبير. توضح الصورتان الآتيتان مبدأ عمل هوائي القطع المكافئ.

 

 

  يستخدم هذا الهوائي في استقبال البث الفضائي من الأقمار الاصطناعية؛ وذلك لأن الموجة الكهرومغناطيسية في هذه الحالة تقطع مسافة كبيرة جدًا حتى تصل سطح الأرض من القمر الاصطناعي، وتكون الموجة الواصلة لسطح الأرض ضعيفة جدًا بعد اختراقها طبقات الغلاف الجوي، لذا فإننا نحتاج إلى ما يقوي هذه الموجة؛ لكي يستطيع جهاز الاستقبال التعامل معها. وهنا يأتي دور الطبق الذي يأخذ شكل القطع المكافئ ويتكون من صفيحة معدنية تعكس الموجات الكهرومغناطيسية الساقطة عليها وتركزها في بؤرة القطع المكافئة؛ فالأمواج الكهرومغناطيسية لا تستطيع أن تنفذ من أي سطح معدني فتنعكس عنه بشكل كامل تقريباً.

ويتناسب قطر الطبق المستخدم في الهوائي عكسيًا مع التردد المستخدم للبث، إذ كلما زاد التردد الذي نستخدمه في عملية البث، قل قطر الطبق اللازم لإتمام عملية الإرسال أو الاستقبال. ونرى هذا في الهوائيات التي نستخدمها في استقبال القنوات التلفزية، حيث كانت قديمًا بحجم كبير، وكانت توضع على حوامل لها على أسطح المنازل. أما حاليًا فأصبحت صغيرة الحجم ويمكن تعليقها بسهولة على المباني كما هو موضح في الصورتين الآتيتين. فمع تطور علم الاتصالات أصبحنا نستخدم ترددات أعلى في البث. وهذه الخاصية موجودة في جميع الهوائيات بشكل عام، فكلما زاد التردد المستخدم في عملية الاتصالات، صغر حجم الهوائي اللازم لإتمام عملية الاتصالات.

   

ويستخدم أيضا هذا النوع من الهوائيات في علم الفلك الراديوي أو ما يسمى مراقبة الفضاء العميق. تقوم الهوائيات باستقبال الموجات الكهرومغناطيسية التي تصدر عن الأجرام السماوية والتي تصل إلى الأرض ضعيفة جدًا؛ بسبب البعد الشاسع للأجرام السماوية في الكون. بتحليل هذه الموجات نحصل على معلومات كثيرة عن طبيعة الأجرام السماوية والكون من حولنا. ويتم استخدام هوائيات ضخمة جدًا لهذا الغرض لاستقبال هذه الموجات وقياسها وتحليلها كما هو موضح في الصورة التالية.

 

 

المراجع:

1) https://www.analyzemath.com/parabola/parabola_work.html

2) https://www.researchgate.net/figure/Schematic-of-parabolic-reflector-dish-antenna-system_fig1_287912047

3) https://theconversation.com/us/topics/radio-astronomy-4469