التجويف مقابل المرشحات الحلزونية في روابط الفيديو اللاسلكية

التجويف مقابل المرشحات الحلزونية في روابط الفيديو اللاسلكية

في أنظمة نقل الفيديو اللاسلكية - خاصة أجهزة الإرسال والاستقبال المستندة إلى COFDM المستخدمة في الطائرات بدون طيار, إنفاذ القانون, والمراقبة - يعد مرشح التردد اللاسلكي أحد أهم المكونات التي تحدد جودة الإشارة الإجمالية. اثنان من الأنواع الأكثر شيوعا المستخدمة هي مرشحات تجويف و مرشحات حلزونية. يعمل كلاهما على تمرير نطاق التردد المطلوب وقمع التداخل خارج النطاق, ولكن هيكلهم, أداء, والتطبيقات المناسبة تختلف بشكل كبير.

---

1. المظهر والاختلافات الهيكلية

مرشحات تجويف (مرشح تجويف) استخدام واحد أو أكثر من التجاويف المعدنية الرنانة كعناصر انتقائية للتردد. يعتمد تردد الرنين على الأبعاد الفيزيائية لكل تجويف.

• مظهر: عادةً ما تبدو المرشحات المجوفة وكأنها كتل معدنية أو حاويات مستطيلة ذات موصلات (المدرسة الثانوية, n-type, أو الشركات عبر الوطنية) على كل جانب. غالبًا ما تشتمل على براغي ضبط في الأعلى لضبط التردد بشكل جيد.
• الحجم والوزن: لأنهم يعتمدون على التجاويف الجسدية, فهي كبيرة وثقيلة نسبيًا, خاصة في الترددات المنخفضة.

مرشحات حلزونية (مرشح دوامة) مصنوعة من موصلات ملفوفة - حلزونات معدنية - مثبتة داخل درع معدني. يعمل كل حلزون كرنان, ويحدد الاقتران بين الحلزونات المجاورة عرض النطاق الترددي.

• مظهر: صغير, وحدات أسطوانية أو مستطيلة مع مسامير ضبط في الأعلى. غالبًا ما تكون محمية في أغلفة من الألومنيوم أو النحاس.
• بحجم: مدمجة وخفيفة الوزن, مثالية للأجهزة المحمولة أو المحمولة جوا.

من الخارج, تشبه المرشحات المجوفة الصناديق المعدنية الصلبة المستخدمة في المحطات الأساسية, في حين أن المرشحات الحلزونية عبارة عن وحدات أصغر يمكن تركيبها مباشرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو داخل أجهزة إرسال خفيفة الوزن.

---

2. مقارنة الأداء

خاصية	مرشح تجويف	مرشح حلزوني
نطاق الترددات	100 ميغاهيرتز – 6 جيجاهرتز	100 ميغاهيرتز – 1 جيجاهرتز (اكتب.)
فقدان الإدراج	0.3-1 ديسيبل (قليل)	1-2 ديسيبل (واسطة)
الانتقائية / الرفض	عالية جدا	معتدل
التعامل مع الطاقة	عالي (ما يصل إلى عشرات واط)	قليل (أقل 5 W)
بحجم & وزن	أكبر, أثقل	مدمج, ضوء
استقرار درجة الحرارة	ممتاز	معتدل
يكلف	أعلى	أدنى

يتم اختيار مرشحات التجويف عندما عزلة عالية, خسارة منخفضة, و استقرار درجة الحرارة حاسمة — كما هو الحال في المحطات الأرضية الاحترافية أو أجهزة الاستقبال بعيدة المدى.
يتم استخدام المرشحات الحلزونية عندما الاكتناز والوزن هي المخاوف الرئيسية, مثل في أجهزة إرسال محمولة على طائرات بدون طيار أو أجهزة استقبال محمولة.

---

3. التطبيق في أنظمة الفيديو اللاسلكية

في أنظمة نقل الفيديو اللاسلكية COFDM, يتم تثبيت المرشحات على حد سواء جهاز إرسال و ال المتلقي لتحسين النقاء الطيفي واستقرار النظام.

• جانب الارسال

بعد مضخم الطاقة (السلطة الفلسطينية), أ مرشح تمرير النطاق يستخدم للقضاء على التوافقيات غير المرغوب فيها والانبعاثات الزائفة.

• ل أجهزة إرسال الطائرات بدون طيار المدمجة, ال مرشح حلزوني ويفضل لأنه صغير, ضوء, ويوفر قمع توافقي كاف.
• ل أجهزة إرسال قاعدة عالية الطاقة, ال مرشح تجويف يوفر معالجة أفضل للطاقة وعزلة أعلى.

• جانب المتلقي

في الواجهة الأمامية لجهاز الاستقبال, يقوم مرشح محدد مسبقًا بحظر الإشارات القوية خارج النطاق قبل دخولها إلى LNA (مكبر للصوت منخفض الضوضاء).

• مرشحات حلزونية مناسبة لأجهزة الاستقبال المحمولة.
• مرشحات تجويف تعتبر مثالية لأجهزة الاستقبال الأرضية الاحترافية أو الثابتة حيث يعد رفض التداخل والاستقرار على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية.

---

4. أيهما تختار لعرض النطاق الترددي ± 2 ميجاهرتز

عندما يتطلب النظام أ نطاق مرور ضيق, مثل ± 2 ميجا هرتز (المجموع 4 ميغاهيرتز), يمكن أن يعمل كلا النوعين من المرشحات, لكن الاختيار يعتمد على أهداف الأداء.

• مرشح حلزوني: مناسبة للترددات ذات النطاق الضيق (على سبيل المثال, 520-524 ميجا هرتز). يوفر خسارة إدخال معتدلة ورفضًا مناسبًا في الحجم الصغير.
• مرشح تجويف: يوصى به إذا كان النظام يتطلب ذلك انتقائية حادة (≥40 ديسيبل الرفض) أو تعمل تحت نطاقات درجات حرارة واسعة. توفر مرشحات التجويف استقرارًا أفضل على المدى الطويل لأنظمة COFDM ضيقة النطاق.

على سبيل المثال:

• جهاز إرسال بدون طيار في 522 ميجا هرتز ± 2 ميجا هرتز → مرشح حلزوني (مدمج, ضوء).
• جهاز استقبال أرضي → مرشح تجويف (عزلة عالية, يمكن الاعتماد عليها في الظروف الخارجية).

---

5. خيارات التخصيص والتصميم

عند تخصيص المرشحات لجهاز إرسال أو استقبال فيديو لاسلكي, عادة ما تكون المواصفات التالية مطلوبة:

1. تردد المركز: على سبيل المثال, 522 ميغاهيرتز
2. عرض النطاق: على سبيل المثال, ± 2 ميجا هرتز (4 إجمالي ميغاهيرتز)
3. فقدان الإدراج: على سبيل المثال, .01.0 ديسيبل للتجويف, .02.0 ديسيبل للحلزونية
4. رفض خارج النطاق: على سبيل المثال, ≥40 ديسيبل عند 460 ميغاهيرتز & 590 ميغاهيرتز
5. مقاومة: 50 Ω الإدخال/الإخراج
6. نوع الموصل: المدرسة الثانوية, n-type, أو واجهة مخصصة
7. التعامل مع الطاقة: اعتمادا على قوة الانتاج (على سبيل المثال, 1 W, 5 W, 10 W)
8. درجة حرارة التشغيل: -40درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
9. الأبعاد الميكانيكية: لثنائي الفينيل متعدد الكلور أو جبل خارجي

يمكن للمصنعين التكيف:

• ال عدد الرنانات (عادة 2-6 مراحل).
• ال حجم التجويف أو الملعب الحلزوني لتتناسب مع عرض النطاق الترددي المطلوب والرفض.
• ال مواد الإسكان (الألومنيوم, النحاس, أو الفولاذ المقاوم للصدأ) لتطبيقات مختلفة.

---

6. جدول ملخص

تطبيق	التصفية الموصى بها	سبب
جهاز إرسال فيديو بدون طيار	مرشح حلزوني	مدمج, خفيفة الوزن
جهاز استقبال أرضي محمول	مرشح حلزوني	أداء متوازن
استقبال المحطة الأساسية	مرشح تجويف	انتقائية عالية, خسارة منخفضة
نقل الطاقة العالية	مرشح تجويف	التعامل مع السلطة متفوقة
نظام ضيق النطاق ± 2 ميجا هرتز	تجويف أو حلزوني	يعتمد على الحجم مقابل. مقايضة الرفض

يلعب كلا المرشحين دورًا حيويًا في ضمان نقل فيديو نظيف وموثوق. يعتمد اختيار الخيار الصحيح على ما إذا كانت أولويتك هي أم لا الحجم والوزن أو الانتقائية والاستقرار.

---

7. التعليمات

---

الأفكار النهائية

الاختيار بين أ مرشح تجويف و أ مرشح حلزوني هو التوازن بين الأداء والتطبيق العملي. لمسافة طويلة, عالية الطاقة, أو أنظمة الاستقبال المهنية, توفر مرشحات التجويف استقرارًا وانتقائية لا مثيل لهما. للمدمجة, محمول جوا, أو أجهزة إرسال COFDM منخفضة الطاقة, تظل المرشحات الحلزونية الخيار الأكثر كفاءة واقتصادية.

لا يضمن مرشح التردد اللاسلكي الذي تم اختياره وضبطه بشكل صحيح الامتثال للوائح التردد المحلية فحسب، بل يضمن أيضًا الاستقرار, نقل فيديو لاسلكي بدون تداخل، سواء على الأرض أو في الهواء.