رحلة ضَوْء

عندما تتساقط الثلوج تنقطع الإشارة ولا نستطيع مواصلة مشاهدة المحطات الفضائية, فيهرع البعض إلى أسطح المنازل لإزالة الثلوج عن طبق القمر الصناعي Satellite Dish. تُرى فما السبب؟ لماذا تؤثر الثلوج على الإشارة؟ هذا ما سنتعرف عليه في هذه المقالة. بالإضافة إلى أنني سأتحدث عن بعض أنواع الهوائيات.

الطبق أو “الصحن” الذي نثبّته على سطح المنزل لمشاهدة القنوات الفضائية هو ليس إلا أحد أنواع الهوائيات antennas. ثمة العديد من أنواع الهوائيات للأغراض والاستخدامات المختلفة; أبسطها هو هوائي الراديو وربما أصغرها هو الهوائي المدمج بداخل هاتفك المحمول. كذلك, ربما لا تزال تذكر هوائي المحطات الأرضية الذي كنا نستخدمه قديماً. هذه الهوائيات تستخدم لأغراض مختلفة: البث الإذاعي, البث التلفزيوني, البث عبر الأقمار الإصطناعية, الرادارات,في شبكات الإتصالات الخليوية (شبكات الهاتف المحمول) … الخ. هذا الطبق الذي نضعه على أسطح البنايات هو هوائي كالذي يستخدم مثلاً, في شبكات الهاتف الجوال التي يسميها البعض بأبراج التقوية وهذه تسمية غير دقيقة كما سنرى في هذا المقال.

فكرة الهوائي antenna هي فكرة بسيطة جداً تقوم على أساس تحويل الإشارة الكهربائية إلى كهرومغناطيسية والعكس. ووفقاً لعوامل كثيرة, تختلف أطوالها (أو أبعادها) وأحجامها كذلك, وأشكلها أيضاً. من أنواعها parabolic antenna وهو الهوائي الذي نضعه فوق سطح المنزل لإلتقاط أشارة المحطات الفضائية أو يعرف تجارياً باسم Satellite Dish وهو موضوع مقالي هذا. الهوائيات antennas لها علم قائم بذاته يُعنى بها وهو “هندسة الهوائيات” Antenna Engineering, وهي إحدى أهم علوم وفروع هندسة الاتصالات.

عندما تسقط الإشارة على هذا الطبق فإنها تنعكس إلى ما يسمى بـ “البؤرة” وفي هذه المنطقة تعالج الإشارة بمرحل مختلفة حتى تصل إلى جهاز الإستقبال receiver ثم تشاهد المحطات المختلفة. الثلوج التي تتساقط على هذا الطبق فتغطيه بالكامل, تُشتّت الإشارة وبالتالي فلن تصل إلى “البؤرة”. ببساطة, لن يستقبل النظام أية إشارة لكي يعرضها عليك. لهذا السبب, يسمى الطبق أيضاً reflector أي العاكس. عندما نزيل الثلوج المتراكمة عن الطبق, فنحنُ نسمح لهذه الإشارة الساقطة عليه بأن تتجمع من جديد في “البؤرة”.

بعض الحلول لهذه المشكلة:

1. مع الأسف, يثبّت بعض الفنيين هذه الأطباق في مناطق سيئة على سطح المنزل. فعندما تتساقط الثلوج, قد يصاحبها رياح قوية وأجواء سيئة, وبالتالي, سيكون الوصول إلى مكان الطبق لإزالة الثلوج عنه أمراً صعباً أو محاطاً بالمخاطر. ولهذا, من المفضل وضعها في منطقة آمنة على سطح العمارة وقريبة من مدخل سطح العمارة. بالطبع, هم يضعون تلك الأطباق في أفضل منطقة لاستقبال الإشارة, ولكن هذا لا يعني أن يتجاهلون عوامل الحماية.

2. لأن الأمواج الكهرومغناطيسية بوسعها اختراق الأجسام, فإن تغطية الطبق بغطاء بلاستيكي, لن يحول دون عدم استقبال الإشارة, كما أنه سيدفع الأكوام الثلجية إلى التساقط.

3. عندما تتحسن الظروف المناخية, كأن تتوقف العاصفة, أو يهدأ تساقط الثلوج, حاول تنظيفها عن الطبق أولاً بأول.

وعودة إلى الهوائيات والهوائي من نوع parabolic: من الشيق أن أتحدث عن أضخم هوائي من هذا النوع في العالم, وهو هوائي أرسيبو Arecibo الذي يقع في قريبة أرسِبْو بجزيرة بورتو ريكو شمال شرق البحر الكاريبي. طورته جامعة Cornell لأبحاث الفضاء والذي يبلغ قطرة 1000 قدم (305 م). يمكنك أن تشاهد صوره من خلال هذه الصفحة أو أن تقرأ المزيد من موقعه الرسمي.

أنواع الهوائيات الأخرى, كتلك التي تستخدمها شركات الهاتف المحمول حيث يوجد نوعان منها. الهوائيات المستخدمة في إرسال واستقبال الإشارة من المستخدمين وتوضع في الخلايا cells (للمزيد عن الخلايا اقرأ مقالي”مقدمة إلى الإتصالات الخليوية“): وهوائيات التقوية repeaters والتي تستخدم لتقوية الإشارة. هذه الهوائيات, تشاهدها في الشوارع أو على أعالي البنايات وإما أن تكون أحادية التوجيه, أو ثنائية, أو ثلاثية, أو رباعية. الرباعية منها, تستخدم لتوزيع الإشارة في الإتجاهات الأربع. الثنائية أو الثلاثية مثلاً, تستخدم لتوجيه الإشارة في المناطق التي تعاني من ضعف في الإشارة, أو عندما لا نريد توجيه الإشارة إلى مناطقع غير مأهولة بالسكان. الصورة جهة اليمين, تظهر مثالاً لهوائي ثلاثي التوجيه.

ملاحظة: حقوق الصورة في بداية المقال تعود إلى Photo courtesy DirecTV, حقوق الصورة بنهاية المقال, تعود إلى الرابط الموضوع عليها.