الاهوائيات وانتشار الموجات

لعل أروع ما عرفت عن انتشار الموجات اللاسلكية فوق القصيرة VHFهو تصرفها إثناء إقلاعها من الهوائيات واستجابتها لقوانين ميكانزم الانتشار ألموجي وخرقها له أحيانا بمجرد توفر الظرف المكاني والزماني والأجواء المناخية المناسبة لها ولغاية هبوطها على شبكات الاستقبال بحيث تفاجئنا في مرات كثيرة باحتفاضها بطاقتها العالية ونقائها وقطعها لمسافات شاسعة لتصل إلى أجهزتنا سليمة معافاة بعد رحلة طويلة مرت فيها على تضاريس ومناخات عديدة متبعة في ذلك تحدب الكرة الأرضية وانحناءه في مسارات الأفق البعيد ولعل هذه ابرز صفات موضوع بحثنا اليوم .. الموجات المترية فوق القصيرة .

ينضم إلى الموجات المترية فوق القصيرة قسم الموجات المترية (الطويلة) التابع لمجال الموجات فوق القصيرة ويدخل في هذا القسم الموجات الراديوية التي طولها 10 أمتار إلى متر واحد ( الترددات 30 - 300) ميكاهرتز وفي الاتصالات اللاسلكية العملية يدخلون في المجموعة هذه قسم مجال الموجات المترية (القصيرة)المجاور لمجال بحثنا هذا وهو مجال الموجات التي يبلغ طولها من 15 إلى 10 أمتار ( الترددات 20 -30) ميكاهرتز خصوصا في الاتصالات الستراتيجية للقوات المسلحة ( اتصالات السلاح المدرع ). ولعل السر في أهميتها تلك يأتي إلى طبيعة انتشارها وبالتالي نوع الخدمة التي يمكن أن تقدم من خلالها وخصائصها الجيدة في تامين خطوط الاتصالات التلفونية الطويلة .

انتشار الأمواج الراديوية المترية ( فوق القصيرة )
للحزمة الترددية VHF

* الجزء الأول *

تكمن طبيعة انتشار الأمواج المترية فوق القصيرة بالنسبة لباقي الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة . في انتشارها على طول سطح الكرة الارضية . أي لا يؤثر على انتشارها الايونوسفير ( طبقات الاوتوموسفير العلوية المؤينة ).متبعة بذلك مسارا بتحدب الكرة الأرضية كما ذكرت سابقا، وتمر هذه الموجات عبر الايونوسفير ولا تنعكس عنه ولا ترجع إلى الأرض كما هو الحال مع الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة ، اللهم إلا إذا توفر وسط ناقل وعاكس لها من صنع الطبيعة أو من صنع الإنسان ( راجع الاتصال عبر الشهب والعاكسة الايونوسفيرية ) لتقوم هذه الأوساط بإرجاعها نحو الأرض ولعلي كنت ساافرد موضوعا منفصلا عن ظاهرتين اخريين تقومان بعكس تلك الموجات المترية نحو الأرض وهما ظاهرة ( الدوتشنك) Ductingsuper refraction وظاهرة ( التربو سكاتر )أو البعثرة الأمامية Troposcatter (forward scatter ) لكني عدلت عن ذلك إلى ذكر عوارض طبقة (Es) المشتتة بدلا منها لأنها تهم الهاوي وهي قريبة إلى مجال عمله ولان طرق الاتصال (الأخرى ) ربما بعيدة عن تطبيقات الهاوي العربي باستثناء ما أشار إليه الأخ سمير od5sk في معرض مداخلته لموضوع الاتصال بالشهب .. على العموم نعود إلى موضوعنا . كما قلنا إن حالها يختلف عن باقي الموجات باستثناء قسم محدد من المجال المجاور بموجات طولها (10) أمتار وقد تنتشر هذه الموجات في حدوده على طول الكرة الأرضية وقد تنعكس من الايونوسفير على حد سواء ( لاحظ ذلك).
ويتوقف اكبر طول للموجة التي تنعكس من الايونوسفير ويمكن استعمالها للاتصال الدائم على حالة الايونوسفير وهذه الأخيرة تتعلق بدورها بشدة إشعاع الشمس وبالتالي التحديد بعامل (Fc) الذي يحدد بداية مجال الموجات فوق القصيرة VHFونهاية HF . ويتحدد هذا الطول تبعا لاشعاع الشمس بين (7 و 14 ) متر .
وبالحقيقة يمكن انعكاس موجات اقصر منها على طبقة الايونوسفير الاعتراضية ( Es) الواقعة على بعد نحو 120 كيلو متر من الأرض .
ولهذه الطبقة خلافا عن طبقات الايونوسفير الأخرى عدم انتظام للزمن ولا تتوقف قابليتها من الناحية العملية على شدة أشعاع الشمس بل تتعلق بمواسم السنة وساعات اليوم ( ليلا ونهارا ) وربما كانت اتصالات ( 5wate )تعمل ضمن هذه الطبقة ..(رأي شخصي

كما أظهرت الدراسات والتجارب انه توجد إمكانية لانعكاس الموجات اللاسلكية التي يبلغ طولها (4-5) أمتار من الطبقة العرضية (Es) خلال فترة وجودها القصيرة ،ولكن هذه الفترات مترددة أحيانا . وبما انه ليس للطبقة العرضية استقرار فلا يمكن استعمالها للاتصال المنتظم وفي نفس الوقت يمكن إن تكون هذه الانعكاسات سببا لظهور تشويشات واردة من أجهزة لاسلكية بعيدة في مجال الموجات فوق القصيرة ، وتزداد هذه التشويشات في الصيف والنهار في مجال الموجات المترية عن عددها في الشتاء وليلا ، ومن المعروف إن هذه التشويشات غير كبيرة بقدر ما يقل طول الموجة ( أي بارتفاع التردد).
ونستطيع أن نقول إن انعكاس الموجات في النطاق المتري من الايونوسفير لا يؤثر على انتشار الإشارة نفسها أو كمية التشويشات اللاسلكية في مجال استقبالها إلا قليلا ، الأمر الذي له أهمية كبيرة لأنه من المعروف إن تسرب تشويشات إلى نطاق عمل الأجهزة اللاسلكية يسبب تقليل مدى الاتصال أو انخفاض جودة الاتصال ، كما يحدث هذا في مجال الموجات القصيرة HF .
أما مجال الموجات فوق القصيرة فتكون كمية التشويشات في نطاق تردد العمل غير كبيرة كما ذكرت ومن الناحية العملية لا تؤثر على مدى الاتصال أو جودته على حد سواء ، وتعليل هذا إن الموجات السطحية ( surface) تنتشر في مسافات غير كبيرة نسبيا . أما الموجات المنعكسة من الايونوسفير فهي من الناحية العملية غير موجودة في هذا النطاق باستثناء قسم الموجات المترية القصيرة (10-15 متر) المجاورة لمجال الموجات فوق القصيرة، حيث انه توجد عدد كبير من التشويشات لمحطات لاسلكية عديدة خصوصا بالنسبة للموجات من (12-15 متر)( الترددات 20-25) ميكاهرتز حتى في سنوات الإشعاع الشمسي الأقل ويكون ذلك نتيجة لانعكاس الموجات من طبقات الايونوسفير المنتظمة ولطالما كنت أتسلم تشويشات محطات الشرطة الإيطالية على هذه الموجات واعلى قليلا ‘ عندما كنت فعلا اجري تجارب استقبال (تشويشات) على الترددين 30و31 ميكاهرتز على جهازي الصمامي .

لهذا فعند البدأ باستعمال نطاق الموجات المترية فوق القصيرة وإعداد الهوائيات ومدها فوق سطح الأرض يجب ملاحظة تأثر قيمة شدة المجال الكهرومغناطيسي بكثير من تغيرات خواص التربة وكذلك تكوين الأرض والنباتات الموجودة على طول خط الاتصال اللاسلكي .
فخواص سطح الأرض الكهربائية وقيمة ( درجة ) انخفاض شدة المجال المغناطيسي وبالتالي كفاءة خط الاتصال اللاسلكي يؤثر عليه عاملين أساسيين من مجموع عدة عوامل هما( مقاومة التربة للاختراق Є ) و (ايصالية التربة الكهربائيةδ ). وبهذين العاملين انهي معكم الجزء الأول من الموضوع ... وحياكم الله