خطوط لنقل

ایاد ابو سالم.خطوط النقل إعداد م

١

Chapter - 1

Fundamental Of Transmission Line

إن التعامل مع أوساط وتكنولوجيات متعددة لحمل اإلشارات التلفونية من مكان آلخر يسمى ).Transmission(التراسل

وبعـض , وتوجد أوساط تراسليه عديدة والتي تستعمل إلرسال اإلشارات التلفونية وغيرها إشارة واحدة، بينما األوساط األخرى يمكنها حمل إشارات كثيرة هذه األوساط يمكنها حمل

مع بعضها البعض خالل اإلرسال المتعـدد بتقسـيم ) Multiplexed(متعددة بحيث تكون .أو اإلرسال المتعدد بالتقسيم الزمني) FDM(التردد

-:يوجد نوعان شائعان االستخدام من خطوط النقل و هما

.نالخط المتوازي المتز) ١ . الخط المحوري غير المتزن) ٢

و يستخدم الخط المتزن حيث تكون الخاصية المتزنة مطلوبة مثل التوصيل بـين مسـتقبل بينما يستخدم الخط المحوري حيث تكون Folded-Dipole Antenna التلفزيون و ألـ

بين محطة اإلذاعة و الهوائي األرضي و كـذلك الخاصية الغير متزنة مطلوبة مثل الربط .UHFتستخدم للترددات العالية

.وذلك لتجنب اإلشعاع من خط النقل نفسه μ waveو كذلك لنقل موجات الميكروويف من المعروف انه توجد مسافة بين كل من جهاز اإلرسال أو االستقبال و الهوائيات و لكي

راديوي من جهاز اإلرسال الى الهوائيات أو من الهوائيات تنقل قدرة اإلشارة ذات التردد ال Transmission linesالى جهاز االستقبال البد من استخدام ما يسمى بخطوط النقل

.Feeder linesأو ما يطلق عليها بخطوط التغذية :أي انه بإيجاز يمكن تعريف خط النقل بأنه

اتصال وسيلة أو وسط النقل بين أي نقطتين في أي

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

http://www.pdffactory.com



٢

-:ويوجد العديد من أنواع خطوط النقل ١Parallel-two wire line ( السلكان المتوازيان المزدوجان . ٢( Two-wire ribbon type line السلك المزدوج المحمي . ٣( Twisted pair السلك المجدول . ٤( Shielded pair السلك المزدوج المحمي بشبكة نحاسية و ال

.تستعمل طرفا في التوصيل ٥ Air coaxial-flexible ( السلك المزدوج تكون و الشبكة أحد طرفي

.التوصيل ٦Wave guide ( موجه الموجة أو دليل الموجة . ٧Fiber optics ( األلياف الضوئية .

-:و فيما يلي توضيح لكل نوع -:السلك المزدوج غير المحمي

inch 6 الـى 1/4إن هذا النوع من الخطوط يتكون من سلكين بينهما مسافة تتراوح مـن بسيط التركيب -١:وهو يستخدم في نقل القدرة و التلفون و التلغراف و ميزة هذا الخط انه

قد العالي بسبب اإلشعاع و التقاطه للشوشرة نتيجة نقص الغالف وسـبب و من مساوئه الف الفقد هو أن التيار ينتقل في طرف و الجهد في الطرف اآلخر وبسبب التغير الحادث للجهد

.أو التيار تتغير المجاالت وبالتالي كل موصل سيعمل كهوائي بث

-:سلك مزدوج محمي لكن يتغير عنه بالطبقة العازلة و هي مـن مـادة و هو يشبه في خواصه النوع السابق و

. وهو بالتالي اقل نسبة في الفقد اإلشعاعيPolyethyleneالبولي ايثيلين





٣

-:السلك المجدول هذا الخط يتكون من سلكان معزوالن و مجدوالن ليشكالن خط مرن بدون استخدام فاصـل

وث فقد فيه كذلك من المعروف أن و يستخدم في نقل الترددات العالية جدا ذلك لحد . بينهما .الرطوبة لها تأثير قوي عليه مما يؤدي الى انعدام قدرته على النقل بعد فترة

٦ إلـى ٢عبارة عن زوج من السلك المعزول مجدول مع بعضه ليعطي لفة كاملـة كـل gauge( بوصـة ٠,٠١٦ويتراوح قطر السلك بـين . والعزل من البالستيك عادة، . بوصة ).١٩ gauge( بوصة ٠,٠٣٦، ) ٢٦

وتجمع كثير من األزواج المجدولة مع بعضها في كابل واحد، مغلف عادة بالبالستيك مـع زوج مـن ٢٧٠٠ إلـى ٦يمكن تجميع مـن ، أن الكوابل القديمة كانت تغلف بالرصاص مع عدد األزواج ) gauge(ويتغير قطر السلك ، األسالك مع بعضها في كابل أزواج واحد

.ولة التي يحتويها الكابل، وتستعمل أسالك أدق في الكوابل ذات السعة األكبرالمجدويمكن مد كابل األزواج على أعمدة، أو دفنه تحت األرض أو يركب في مجرى ويحتـوي

ويـدفن المجـرى تحـت ، المجرى على قوالب خرسانية كبيرة بفتحات يمر خاللها الكابل غييره بدون حفر الشوارع، ويتم ببساطة بجـذب وميزة المجرى أن الكابل يمكن ت . األرض

.الكابل القديم ووضع الكابل الجديد مكانه .في كابل األزواج تعطي فقد أكثر من السلك المفتوح) الرفيعة(واألسالك الدقيقة

ديسيبل لكل ميل تقريبا عند التـردد ١,١يعطي فقد ) guage 19(وأكبر قطر في األسالك زوج أسـالك ، ٢٧٠٠ وكوابل األزواج المنتشرة بها ١ kHzل أي ما يعاد . هيرتز ١٠٠٠

. زوج أسالك ١١٠ زوج ، و ١٨٠٠ومشكلة األزواج الكثيرة هي أن األسالك كلها ممدودة بالتوازي مع بعضها بمسافات قريبـة

وهذا التأثير يسـمى . حيث يمكن تسرب اإلشارة الكهربائية من أحد األزواج للزوج اآلخر وتسـتعمل كوابـل األزواج كثيـرا لخطـوط ) talk–cross(ويش الداخلي التسمع أو التش

ويستعمل تراسل الحزمة . المشتركين، وكذلك بين السنتراالت المحلية والمكاتب المركزيةوالتراسل المتعدد بتقسيم التردد التماثلي والتراسل المتعدد بالتقسيم الزمني الرقمي يستعمالن

).(TRUNKفي كوابل األزواج في تراسل





٤

-:السلك المزدوج المحمي بشبكةوهو عبارة عن سلك يأخذ الشكل الدائري و هو يتكون من سلكين معـزولين و مجـدوالن ليشكالن خط مرن بدون استخدام فاصل بينهما و هذا النوع ال يستخدم في نقـل التـرددات

ير قوي عليه مما العالية جدا و ذلك لحدوث فقد فيه كذلك من المعروف أن الرطوبة لها تأث .يؤدي الى انعدام قدرته على النقل بعد فترة

-:السلك المزدوج الذي تكون الشبكة أحد طرفي التوصيل فيه

و هذا النوع تكون الشبكة فيه أحد طرفي التوصيل باالضافه الى الحمايـة و ينقسـم الـى -:نوعين

Rigid Co-axial Dielectric -:النوع الصلب-١ Flexible Air Dielectric -:النوع المرن أو اللين-٢

بواسطة نظـام ١٩٤٤التراسل التماثيلي المتعدد بواسطة الكابل المحوري تم استعماله عام Bellللتراسل التلفوني بعيد المدى .

ويتم تعدد عدد من دوائر الصوت ذات االتجاه الواحد تردديا مع بعضها باستعمال الحزمـة ويقوم كابلين من . الجانبية الواحدة بتعديل االتساع بالحامل المخمد على كابل محوري واحد

.هذا النوع بعمل زوج ذو اتجاهين، مع كل كابل يؤدي تراسل في اتجاه واحد وبوضع عدد من أزواج الكابل المحوري مع بعضها في كابل واحد لعمل نظـام تراسـلي

وحيث أن سعة كل زوج محوري كبيـرة . بوصة ٣/٨وقطر كل كابل محوري يبلغ . كليجدا، يحفظ زوج واحد في النظام كله كاحتياطي لالستعمال في حالـة األعطـال ألي مـن

.األزواج التي في الحزمةالتركيب الفيزيائي للنوعين هو واحد الكابل المحوري الصلب يتركب من موصل موضوع

معزول عـن الموصـل الخـارجي بمحور متحد مع موصل خارجي و الموصل الداخلي بواسطة فواصل على مسافات منتظمة الفواصل العازلة مصنوعة مـن البيـولي اسـترين

Polystyrene أو أي مادة أخري لها خاصية العزل و الفقد في هـذا النـوع قليـل عنـد .الترددات العالية





٥

اآلخر و هـي كذلك المجال الكهربائي و المغناطيسي في الخطين المتوازيين تصل الطرف ذو قدرة عالية و كذلك في حال الصواعق الكهربائية تقوم الطبقة النحاسية بواجب الحمايـة وال يكون هناك اثر ملحوظ على المعلومات باستثناء تشويش بسيط و يحتوي هـذا السـلك

.على مقاومة و سعوية و حثية و موصلية

-:و من مساوى هذا النوع .مكلف في التصنيع ) ١ . ب وضعه في مكان أو وسط جاف لمنع أي فقد زائد بين الموصلين يج) ٢

Characteristic impedance المعاوقة الموجية

أي دائرة تحتوى علي مجموعة من المعاوقات المتصلة علي التوالي و التوازي يجـب أن .Input Impedanceيكون لها معاوقة داخلة

-:و بالنسبة لخط النقل تعتمد المعاوقة علي .نوع خط النقل .طول خط النقل .نوع المقاومة علي نهاية الخط

الخط الممتد يمكن أن يوضح بواسطة عدد ال نهائي من المحثات و المكثفـات و إذا كـان وجـود أي انه يجـب ، هناك فرقا في الجهد في الخط فان التيار سوف يمر بشكل مستمر

.فرقا في الجهد على الخط لكي يسرى التيارإذا كان الخط منتظم المعاوقة في أي جزء من أجزائه فانه سوف يكون للتيار قيمة و بناءا على ذلك إذا كان التيار و فرق الجهد على الخط محددان فان المعاوقـة يمكـن إيجادهـا

لى أنها المعاوقة الموجيـة علـى بواسطة قانون اوم و هذه المعاوقة تم إيجادها و تعرف ع .الخط

و إذا قيست المعاوقة الموجية للخط عند أي ، ZOالرمز الذي يعبر عن المعاوقة الموجية نقطة على الخط وكانت تساوي المعاوقة الموجية عند أي نقطة على الخط فـان المعاوقـة

.Surge Impedance الموجية تعرف أحيانا على أنها





٦

و المقاومة المحددة علي الخط تساوي ، كن مالحظتها متصلة مع الدائرة السعة الموزعة يم .المعاوقة الموجية للخط

و يمكن تعريف المعاوقة علي أنها المعاوقة المقاسة عند مدخل الخط عندما يكـون طـول = Zin و عند ربط معاوقة علي نهاية الخط مساوية للمعاوقة عند المدخل . الخط النهائي

Zout لي قيمة للطاقة تنتقل من بداية الخط حتى نهايته بمعني انه لنقل قيمـة طاقـة فان اعاإلشارة عند المدخل بكامل قدرتها يجب أن يحتوي المخرج علي معاوقة مساوية لمعاوقـة

.المدخلحيث أن الجهد ، و إذا كان الخط ال نهائي الطول فان جميع الطاقة المغذية سيتم امتصاصها

و كـذلك تسـرب Inductorن وذلك الن هبوط في الجهد يحدث خالل و التيار يتالشيا .Capacitorللتيار خالل

line Constantاالبتدائي ثوابت الخط

يظهر خط التوصيل به مقاومة متوالية و مقاومة حثية التي تكون مـع بعضـها الـبعض .قة الموجية في خطوط النقل المعاو

موضحة على أنها ثوابت الخط االبتدائي و هي المقاومات المتواليـة R G L Cكال من و وحدة قياسها Gمجزئ التيار /m henries المتوالية و وحدتهاLالحثية، Ω/ mبوحدة

SEMENS/ m، السعة مجزى C ووحدتها m farad/. ن خالل جمع الخطوط الداخلة و الخارجة و قيمتها ثابتة عندما الثوابت االبتدائية تؤخذ م *

.ال يتغير فرق الجهد و التيار وهي تردد يعتمد على بعض المسافات . تزداد مع التردد Rالمقاومة * * هي غالبا تعتمد على التردد للخطوط المفتوحة و هي تنقص مع زيادة التردد Lالحثية *

الن زيادة التيـار ، تزداد مع التردد Gالتردد عندما الموصلية تعتمد غالبا على Cالسعة .المفقود مع زيادة التردد

.ال توجد معادالت يمكن أن توضح الثوابت االبتدائية التي لها عالقة بالتردد البسيطيمكـن " التي تكون مع التردد العالي "و اغلب االستخدامات العملية هي مقاومات موجية

. طة المعاوقة الحثية و مجزئ السعة و هذا يعتمد كله على شكل السلك إيجادها بواس





٧

سوف يتم إيجادها بواسطة المعادلة التي سـوف يـتم اشـتقاقها ) المعاوقة(مقاومة الشبكة Zo = √(Z/Y) -:كالتالي

Z = Series impedance per-section = (R+jwL) (Ω/m) Y = Shunt admittance per-section

= (G+jwC)(s/m) Zo = √(R+jwL)/(G+jwC) Zo = √(jwL/jwC) Zo = √L/C

Where L: Inductanceالحثية C: Capacitanceالمكثفية

for coaxial cable From 40 to 150 Ωالقيمة المناسبة للمعاوقة هيFrom 150 to 600 Ω for two wire line

و المعاوقة الخطية و عمليا المعاوقة تحدد بواسطة المسافة بين الموصالت و نوع العازل :الموجية للخطين المتوازيين يمكن توضيحها بواسطة المعادالت اآلتية

Zo= 276 log 10 2D/d

Ω=

Ω

=

≅

≅

dD

rZo

dDLnZo

mF

dDLn

C

mHdDLnL

2ln120

21

/2

/2

ξ

ξµ

π

πξπµ





٨

: و يمكن أيجاد المعاوقة الموجية للخط المحوري من القانون

Zo = 138/√Є log10 D/d

ξ is dielectric constant

138 is equal 120π/e Where 120π is impedance of free space = 377 Ω

And e is the base of natural logarithm 276 is 138 * 2

Parallel Line Coaxial Cable

Velocity Of Propagation سرعة االنتشار

Ω

=

Ω

=

≅

≅

dD

rZo

dDLnZo

mF

dDLn

C

mHdDLnL

ln60

21

/2

/2

ξ

ξµ

π

πξπ

µ

7 H/m –10 *4π=μ النفاذية

ζ=8.854*10-12 F/m السماحية

D

d

D





٩

حين تكون اإلشارة المرسلة خالل خط نقل تحتوي على مجال كهربائي ومغناطيسي متحدين أن اإلشارة تنتشر خالل الخط وهناك زمن مطلوب للعمل على شحن كل وحـدة فإننا نقول

وإذا كان طول الخط النهائي فانه مطلوب زمن النهائي أيضـا لشـحن ، من وحدات الخط وحدات هذا الخط وبإمكاننا حساب زمن انتقال اإلشارة من وحدة إلى أخرى عبر الخـط و

.و الجهود على وحدات الخطالدائرة التالية توضح كيفية حساب الشحنات

هىC1حيث ان الشحنة الموجودة خالل المكثف Ce Q =وهى نفس الكمية التي فقدانها من البطارية وهي

Ce Q = iTQ = iTCeوبذلك تكون = zero هي C2 مشحون في اللحظة االولي تكون قيمة الشحنة في C1 مكثفوحين يكون لل

و بـذلك يمكـن القـول بـأن C2 , L2 خـالل C1وبذلك تتفرغ الشحنة الموجودة في

tiLe

∆∆

= الجهد ) e( حيث

من الصفر و بذلكأي أن التغير الحادث للتيار بالنسبة للزمن وذلك يبدأ

Liet = & Leti =

iTCeوأيضا =

tCei =

Let

tCe

=∴

LCt

LCt

=

=2

LCDVp =

Vp = Velocity Of Propagation





١٠

LCDVp =

Where D = distance

LC time =

Delay Lineالتأخير الزمني m/s 108 * 3من المعروف أن سرعة اإلشارة الكهربائية في الفراغ هي سرعة الضـوء

ية وأنها تنخفض بشكل بسيط عبر الهواء وهذا االنخفاض في السرعة سببه الحثية و السعو أن نستفيد منه بالعمل على L , Cويمكننا من خالل بعض التقنيات الحسابية الخاصة بقيمة

بعض التأخير في اإلشارة المرسلة حيث أنها بعض األحيان تكون مطلوبة و الخط المستخدم التـالي وهذا الزمن يمكن معرفته و حسابه من القانون Delay Lineلهذا الغرض يسمى

LCt =

Propagation Coefficientار معامل االنتش .معامل االنتشار يحدد التغير في التيار أو الجهد مع المسافة على طول خط التوصيل

.Ic و قيمة التيار Vcو تتمثل كمية الجهد ية و أيضا علـى و تشبه المعاوقة الموجية معامل االنتشار حيث يعتمد على الثوابت األساس

:السرعة الزاوية لإلشارة و يمكن إيجادها بواسطة المعادلة آالتية y =√(R + jwL)(G + jwC)

و هذه المعادلة معقدة يمكن كتابتها على الطريقة التالية y = α+jβ

α : معامل اإلخماد Attenuation coefficient β : زاوية إزاحة الطورPhase shift coefficient

تبين كيف تكون العالقة بين الجهد و التيار مع المسافة على طول الخـط حيـث حيث إنهايوجد هبوط في الجهد و التيار كلما زادت المسافة و توجد زاوية طور الجهد أو التيار مع

"ر على وحدة الطول معامل انحراف الطور هو انحراف الطو"العالقة بالمسافة β = 2π / λ

و لكي نرى تأثير معامل االنتشار على التيار فان المعادلة اآلتية توضح ذلك





١١

I = Ise-(α+jβ)x و المعادلة السابقة يمكن أن نراها بشكل بياني كما هو موضح في الشكل التالي

αx _Ise طول خط الطور يمثل بالمعادلة

βx و زاوية ميل االنحراف عن الخط الرئيسي neber ومعامل اإلخماد يقاس بوحدة تسمى نبر

I | = Ise-αx |قيمة التيار على الخط ) I| /Is) N = -ln|و إخماد التيار يعرف كالتالي

= -ln(e-αx) αx nebers =

α=N/xمعامل اإلخماد يمكن أن يعبر عنه بالمعادلة ية أما في التطبيق العملي فـان تستخدم في التطبيقات النظر Neberولكن وحدة قياس نبر .Decibel dBالوحدة المستعملة هي

N 8.686 = ديسبل Dهي Decibel و neber و العالقة بين N = αx

D = 8.686 αx .8.686 α=αوإذا تم تعريف معامل اإلخماد بالديسبل على وحدة الطول فإننا نقول

Zo على أي نقط على طول الخط و زاوية الطور األساسية V= I Zoعلى الخط المتوافق

= Zo∟-Φ المخطط البياني لمسافة الطور الخاصة بالجهد سوف تكون مشابهة للمخطـط ص بالتيار كما هو مبين في الرسم الذي قمنا بعمله في أول الموضوع فالطور يحـول الخا . Φ – والخط األساسي للجهد تم استبداله بواسطة Zoالى

y = (α+jβ) :يمكن إيجادهما بواسطة المعادلة β ,αكال من =√(R+jwL)(G+jwC)

. دم في اغلب التطبيقات العمليةالجذر التربيعي يعبر عنه بالتقريب و يستخ كالهما سوف يكون صغير لكي نجعل اقل ما يمكن النسـبة R ,Gفي أي خط عمل فان

L/C ال تكون بشكل عام تساوي R/G.





١٢

تستخدم في التطبيقات النظرية أما في التطبيق العملي فان الوحدة Neberلكن وحدة قياس نبر dB Decibelالمستعملة هي

ديسبل= D ٨,٦٨٦ N هي Decibel, Neberقة بين والعال α = n/x N = α x D = 8.686ل x

و مثال على ذلك عندماV, Iويمكن معرفة المعامل بمعرفة Vinput =100mv

Voutput =10mv ؟lossesأوجد القدرة

1- losses = VinVoutlog20

or IinIoutlog20

dbmv

mv 2010010log20 −=

2- losses = IinIoutLnor

VinVoutLn −−

NebermvmvLn 3026.2

10010

−=−

-20 dB = -2.3026 Neber





١٣

Example:- The input current in matched line is 50 mA and the load current is 1mA, the line is 1km long calculate

1- the total attenuation 2- The attenuation coefficient.

Solution:

N = NeberLn 9.3)

501( =−

α =mmN

XN /9.3

10009.3

== Chapter - 2

Losses in transmission line الفقد في خطوط النقل

كلما شرحت الخصائص الكهربائية لخطوط النقل تبين مقدار عملية الفقد فيها و الفقد فـي

.الخطوط العملية ال نستطيع أن نتجاهله هناك ثالثة أنواع من الفقد تحدث في خطوط النقل

1- Conductor losses. 2- Dielectric losses. 3- Radiation or losses.

Conductor losses المقاومة في أي موصل ال تكون صفر فعندما يمر التيار في خط النقل تتشتت الطاقة فـي

.اإلنقاص في المقاومة سوف تقلل فقد الطاقة في الخط بشكل غير مباشرو I2R شكل فقد يعمـل المقاومة تتناسب مع مساحة المقطع المستعرض للخط و الحفاظ علي الخط قصير

.I2Rعلي إنقاص المعاوقة و فقد استخدام األسالك مع مساحة مقطع مستعرض كبير يكون مرغوب فيه و من الطبيعـي أن

.حجم السلك سوف يسبب التغير في خصائص المعاوقة في خط النقل





١٤

عبـر DC فعندما يمر تيار”Skin effect“ يكون بسبب I2Rو في الترددات العالية الفقد الموقـف يتغيـر ، ركة اإللكترونات عبر المقطع المستعرض تكون منتظمة موصل فان ح

فان المجال المنتظم لكل إلكترون يطوق اإللكترونات األخرى هذه ACعندما تنطبق إشارة .”Self induction“الظاهرة تسمى

و ، شدة الفيض في المركز تكون جيدة و حركة اإللكترونات في هذه النقطة تكون منخفضة ا يزيد التردد تزيد مقاومة التيار في مركز السلك فينخفض التيار المار فـي مركـز عندم

.السلك و أيضا الكثير من اإللكترونات تتدفق على سطح السلك أو اكثر تكون حركة اإللكترونات في المركز صغيرة جدا MHz 100عندما يطبق تردد

.و قد يتحرك مركز السلكDielectric losses

زل الكهربائي يتناسب طرديا مع الفولت المار في العازل و يزيد مع التردد و مقرن فقد العا هذا الفقد يقل عندما يستخدم عازل هوائي في الخط و فـي حـاالت Skin effectمع فقد

عنـدما نريـد Coaxial cableكثيرة يتطلب استخدام عازل صلب و مثال ذلك في خط .ن ثابت العزل قليل و ثابتو يستخدم عازل يكو. تقليل الفقد

و فقد العازل يتناسب طرديا مع الطول و بذلك يتم أخذه بعين االعتبـار I2Rحيث أن فقد .عند التصنيع و يتم حسابهما بالديسبل مجتمعان معا

Radiation or losses .المجال االلكتروستاتيكي والكهرومغناطيسي يطوقان الموصل مسببان فقد في خطوط النقل

عمل المجال االلكتروستاتيكي يكون شحن هدف مجاور بينما التغير في المجال المغناطيسي .أي في الطاقة فقدت، في الموصالت القريبة EMFيسبب سريان

اإلشعاع و الفقد يتم تقليلهم بإنهاء خط النقل بمقاومة حمل مساوية لخصائص معاوقة الخط .صل أو حماية جيدة للموو خصائص المعاوقة

. مع موصل خارجي موصل باألرض Coaxialو يمكن تفاديها بواسطة استخدام كابل .Parallel wireمشكلة فقد اإلشعاع تتولد بشكل كبير فقط في خطوط النقل





١٥

Losses Lines At Radio Frequencyالفقد في خطوط النقل في ترددات الراديو

و كافية لتجاهلها مثـل ، الفقد في خطوط النقل قليلة في التطبيقات الكثيرة لترددات الراديو . سيكون مساويا للصفر αاألطوال القصيرة لخط ذو كفاءة جيدة و منها معامل اإلخماد

δ=jβ و معامل االنتشار نستطيع أن نحصل عليه بواسطة L سيكون من المالئم اكثر حساب المسافة من نهاية الحمل و سنعبر عنها بـ

-:لة للجهد الساقط نستطيع كتابته كالتاليالمعادVi = VL ejβL

قد تكون معقدة و تكون القيمة VL، جهد الموجة الساقطة ألي مسافة من الحمل Viحيث ذات قيمة e معامل االنتشار و يكون δ تساوي jβو ، (L = 0)عند الحمل تساوي

. المسافة علي طول خط النقل x و x في االتجاه المعاكس بالنسبة لـ(L) موجبة و تقاس معادلة مشابهة نستطيع كتابتها لفولت الموجة المنعكسةVr = VR e-jβL

السالبة exponential قيمة الجهد المنعكس عن الحمل و بالطبع الـ VRحيث تستخدم منذ أن تغير اتجاه الموجات المرتدة المنعكسة الطور بعكس االتجاه للموجات

.اقطة ألي نقطة على خط النقل السV = Vi +Vr

If L = 0 VL = VI + VR

-:و معادلة التيار Ii = Vi / Zoللموجة الساقطة - Ir = Vr / Zoللموجة المرتدة -

: من الحمل تكون L والتيار الناتج ألي نقطة I = Ii + Ir

=Vi – Vr / Zo -:وبشكل مستقل تيار الحمل يكون

IL = VI –VR / Zo





١٦

تدخل اكثر للحسابات هذه النسبة VR / VI نسبة VR , VIري معرفة عادة ليس من الضرو .Γتعطي معامل الجهد المرتد

تعطي في نهاية الحمل الموجات المرتدة و الساقطة ومن ΓL) ( وIL = VI –VR / Zo VL = VI + VR

-:مقاومة الحمل تعطى كآالتي ZL = VL / IL

= VI +VR / VI - VR

ΓL = ZL –ZO / ZL + ZO

. و في الحقيقة إن معامل الجهد المرتد يحسب بواسطة مقاومة الحمل و خصائص الحمل

- matching the load ZL = Zo ΓL = 0 Short circuit ZL = 0 ΓL = -1

ΓL = 1 Open circuit ZL = ∞

ΓL = 1 –ZO / ZL/1 +ZO / ZL





١٧

Standing Wavesموجات الوقف المستقرة ن المولـد فان االستطاعة الواردة م) المالئمة محققة ( إذا انهينا طرفي الخط بشكل صحيح . تصل كليا إلي الحمل عبر خط التغذية

وفي حالة عدم المالئمة فان جزء من هذه االستطاعة ينعكس من الحمل عائدا إلى المولـد وموجات الجهد والتيار الساقطة المنعكسة و المرافقة لهذه االستطاعة تتفاعل مـع بعضـها

.علي طوال الخط لتشكل ما يدعى بالموجات المستقرةاح ذلك ذاك يمكن أن نأخذ حاالت مختلفة لعدم التالؤم كما هو مبين بالشـكل حيـث وإليض

وبالتالي فانه عند وصول التيار الوارد إلـى نهايـة = RL نهاية الخط مفتوحة aنجد في .الخط ينعكس كليا مغيرا اتجاهه

)انعكاس في الطور بين التيار الساقط و المنعكس ( ) عبر النـاقلين (لى تيار معدوم وبما أن الجهد يكون عبر الخط وهذا يؤدي في نهاية الخط إ

لذلك يحافظ على اتجاهه عند انعكاسه في نهاية الخط وبالتالي فان الجهد عند نهاية الخـط ،)حالة انعدام الخط(يساوي مجموع الجهدين الساقط و المنعكس أي أن الجهد يتضاعف

و ) b(أما في ، قيما عظمي في هذه الحالةويالحظ أن لموجات الجهد والتيار المستقرة )a ( فنجد الحالتين الموافقتين للحملRL اكبر أو اصغر من الممانعـة المميـزة للخـط

،ونالحظ أن موجات الجهد والتيار المستقرة اصغر من الحالة السابقةيار حيث ال يحدث أي انعكاس وموجات الجهد و التRL = Zحالة المالئمة ) c( ونجد في

. الساقطة إلى الحمل هي المتواجدة فقط على الخط) a(فإنها تشبه الحالـة ) دارة مقصورة ( و الموافقة لنهاية مقصورة ) e(أما الحالة الخيرة

لنهاية مفتوحة ولكن بانزياح معين للحصول علي جهد معدوم في نهاية الخط وكما نالحـظ جهد أو تيار تتغير على طول الخط ما ( ة من األشكال السابقة فان مطال الموجات المستقر

بين قيمتين عظمي وصغري ونسبة القيمة العظمي للجهد إلي القيمة الصغرى لـه تـدعى وتعطى فكرة عن المالئمة وجودتها وهى تساوي عـدديا VSWRبنسبة األمواج المستقرة

-:إلى النسبة

0

0

ZRLZRL

<>

RZ في حالة ZRL

//

0

0





١٨

:ويمكن أن نكتب

وبما أننا نحصل علي القيمة العظمى لموجة الجهد المستقرة عندما تكون موجة الجهد الساقطة و المنعكسة بالطور نفسه

-:يمكن أن تكتب

− + + = V V V max

اردة ونحصل على القيمة الصغرى لموجة الجهد المستقرة عندما تكون موجة الجهد الو معاكسة في الطور لموجة الجهد المنعكسة و يمكن أن تكتب

− + + = V V V min

وبالتالي نسبة األمواج المستقرة تكون

+−−

+−+=

−−+

−++==

VVVV

VVVV

VSWRS/1/1

+وبما أن عامل االنعكاس −

=VVr

rيكون rS

−+

=11

حالة املالئمة الصحيحة1

minmax/

minmax/

minmax/

0

00

00

===

==<

==>

VVZRLVSWR

RZ

VVZRLVSWR

ZRL

VVZRLVSWR





١٩

عامل االنعكاس rرة و نسبة األمواج المستقsحيث r = 0وافضل حالة هي عندما يكون عامل االنعكاس على الخط

S =VSWR =1عندها تكون نسبة األمواج المستقرة وهذه هي افضل حالة وهناك أجهزة خاصة لقياس هذه النسبة و يستعان بها للوصول إلي

.حالة المالئمة الصحيحة

Standing Wave Ratio نسبة موجة الوقف هي نتيجة الموجة األساسية الساقطة و الموجة المنعكسة و النسـبة بيـنهم موجات الوقف

وتكون ) Γ(تسمى معامل االنعكاس

==

ViVr

EiErT

جهد الموجة الساقطة عندما ينتهي خط النقل بـ ) Ei. (جهد الموجة المنعكسة ) Er(وتكون

short circuit أو open circuit لهـذا كـل ، أوال يستطيع الحمل أن يمـتص الطاقـة ) Γ =1(االنعكاس بكامله يأخذ مكان الموجة المنعكسة و تكون تساوي الموجة الساقطة لها

صلة ولكن ليس كلها لكل الحاالت االخرى المنتهية بأحمال سوف تمتص بعض الطاقة الحا ومعامل االنعكاس قد يحسب من نهاية مقاومة 0 -1ومعامل االنعكاس سوف يكون ما بين

الحمل

ZL 0مقاومة الحمل

0

ZZLZZL

T+−

=

في الفقد لخط النقل جهد الموجة المستقرة األعلى و األقل لهما سعة ثابتة و النسبة بين

: ومنهاVSWR النقل تسمى الجهد األعلى و الجهد األقل على خط

minmax

EEVSWR =





٢٠

وقد نلجأ في بعض األحيان إلى معرفة نسبة موجة الوقف وستكون تساوي نسبة أعلى تيار :إلى اقل تيار أي

inax

EEVSWRSWR

ImIm

minmax

===

والتي تساوي VSWRتطيع منها حساب ونس

TT

VSWR−

+=

11

0 تكون Emin تكون قيمة غير منتهية عندما يحدث كل االنعكاس و VSWRو

عندما ال يحدث االنعكاس أي عدم االنعكاس يعني عدم وجود موجة وقف لهذا 1ولها قيمة ).نهمل الفقد ( بطول خط النقل دائما متساوي وrmsجهد

VSWR=1 تكون وEmax = Eminلهذا

Wave Ratio VSWR-Voltage Standing جهد نسبة موجات الوقف كالتالي VSWRيوجد الـ

minmax

VVVSWR =

-: كما هو موضح بالشكل Vmin ,Vmaxحيث

Vmax

Vmin





٢١

تعطى بكاملها والجهد Vmin وكذلك Vmax تعطى vالنقل غير صحيح لهذا كل قيمة األكبر يحدث عندما

)1(min

)1(

max

TLViV

TLVi

VRViV

−=

+=

+=

و الجهد األصغر يحدث

TLTL

TLViTLVi

VSWR−+

=−

+=

11

)1()1(

∞ إلى 1 في مجال من VSWRونستطيع حصر ∞≤≤ VSWR1

توضح حاالت المالئمـة وتعتبـر إدارة الضـبط و ١ تساوي VSWRفي الحالة المثالية

وتكـون VSWRوتسعى للتقليل مـن ) Rf( المستقلة لخطوط النقل )المالئمة ( التوافق VSWR دائما عدد حقيقي أي ليس له عدد تخيلي ونستطيع حسـاب معامـل االنعكـاس

VSWRللموجات من خالل

11

+−

=VSWRVSWRTL





٢٢

-:مثال f = 27 MHz

P = 4w Z0 =300 Ω

L =10m -:أوجد

كفاءة االنعكاس -١

71.05030050300

0

0

=+−

=

+−

=ZZLZZL

T

٢- λ )Electrical length(

mHZ

smfv

67.71027

/1007.26

8

=××

=

=λ

m 10عندما يكون طول السلك

λ3.1/67.7

10=

mmm

VSWRإيجاد -٢6

50300

0

===ZRLVSWR

67

27

12

751

751

11

==+

+=

−+

=TTVSWR





٢٣

Chapter - 3

sion lines as circuit elementTransmis

وهي تساويΓإن كفاءة انعكاس الجهد في أي نقطة على الخط تعرف بـ

min max

V V

Vi VR

Γ = =

و بالتعويض في المعادلة فان ZL=0 تكون معاوقة الحمل short circuitوفي حالة

L j TLe Γ

Z Z

Z ZL Z ZL

Γ L

β ٢ ٠

٠

٠

٠ ١ ٠ ٠

− =

− = +

− =

+

− =

s.cن نعوض في المعادلة في حالة تكو

L j e Γ β ٢ − − = من المعادلة s.c في Zويمكن التعويض إليجاد قيمة

TTZZ

−+

=11

0 Inductive Reactance قيمة المعادلة على أي نقطة من خط النقل Zحيث

وهي Tوبالتعويض عن قيمة BLje 2−−

L jZ Z j e j e Z Z L

L

β

β

β

t a n 1 1

0

2

2

0

= − + − − =

phase shift β =حيث أن

L= length





٢٤

πλβ 2=L L

fZLeq βπ

tan2

0=

Inductance Equation

LfZCeq

βπ tan21

0

= Capacitance Equation

و التردد0.1λ و الطول Ω 50 خط مقاومته short Circuited Line: مثال

500 MHz احسب: ١ (Z ) inductive reactance ( ٢(Leq ) equivalent inductance ( في حالةs.c

Solution :-

0361.02

=

×= πβL

λπ

β2

=

Ω=×=

×=

33.367265.050

36tan50 0

Zj

jZ

nH

nHLeq

6.11

10105002

33.36 96

=

×××

=π

1GHzافترض أن التردد هو ضعف السابق وليكن





٢٥

Ω=×=

=

=

9.15372tan50

722.0

0

0

jZjZ

L λ

nH

nHLeq

5.24

101010002

9.153 96

=

×××

=∴π

open circuitفي حالة ∞=ZLتكون معاوقة الحمل

∴+= 1TL

-:وذلك كالتالي

LjZZLjeLjeZZ

ZZ

ZZLZZL

TL

βββ

tan2121

1

0

0

0

0

0

0

−=−−−+

=

=∞∞

=+∞−∞

=+−

=

4وفي حالة كان طول السلك λ

4و كانت أي محول ربع الطول الموجي لλ

=e

4معاوقة السلك عند أي نقطة وهنا = zحيث λ

242 πλλπ

β =×=L

وهي تقريبا أربع أضعاف القيمة





٢٦

ZLZ

Z

TLTLZ

TLeTLeZZ j

j

00

0

0

11

11

×=

−+

=

−+

=−

−

π

π

ZLوهي تستخدم في حالة الترددات المنخفضة Z

Z2

0=

Example: -

4لمعرفة قيمة المعاوقة λ

ZLZ

ZL2'

0' )(=

Ω=

×=

×=

209

60073'

0

'0

Z

ZLZLZ

Z0=600Ω





٢٧

Example: - Find Inductive for Open Circuit Reactance and Equivalent capacitive

83λ

=L Frequency = 500 MHz,

Ω−=×−=

×−=

=

5045tan50

135tan50135

0

0

0

jZj

jZLβ

PfCeq

LfZCeq

4.650105002

10

tan21

6

120

=×××

=

=

π

βπ





٢٨

λ Wave length الطول الموجي الموجة التي تشع من خالل الفضاء تسير بسرعة تقارب سرعة الضوء و سرعة الموجة

دورة (المسافة التي تقطعها الموجة خـالل فتـرة زمنيـة ثابتة ال تتعلق بالتردد لذلك فان :لتالية يمكن إيجادها بواسطة المعادلة ا)واحدة

)(hertzfVc

=λ

-:حیث أن λ :الطول الموجي f : التردد vc : سرعة الضوءWhere vc = velocity of light

s mi s in

s ft

s m

/ ١٨٦ . ٤٠٠ / ١ . ١٨٠ ١٠

/ ٩٨٤ ١٠

/ ٣٠٠ ١٠

١٠

٦

٥

= × =

× =

× =

و أيضـا عبـر في الفراغ f = 100 MHzإذا كان التردد λأوجد الطول الموجي : مثال

. RG-8A\Uكابل محوري من نوع λ = v/f = 3*108 m/s /1*108 Hz=3 m This is in air = 2.07*108 m/s / 1*108Hz = 2.07 m This is in coaxial cable





٢٩

0λ Electrical lengthالطول الكھربي

LVc

f×

∈×= 0

0λ

الطول الكهربائي لخط النقل ذا أهمية لمجمل هذا النقاش تذكر انه عندما يحدث انعكاس فان

/١٦إما إذا كان خط النقل فقط بطول . على فتراتλ 2الحدود القصوى للجهد تحدث في λ ير لدرجة ال يوجد اختالف في الجهـد مثال فان االنعكاس يحدث ولكن الخط إذا كان قص

. بطول الخط

ليس فيه تغيرات في الجهد ثابتة بطول الخط وذلـك بسـبب λ /١٦الحظ أن الخط بطول .قصر طوله الكهربي

فيه اختال فين كاملين عبر طوله ولهذا السبب فـان ) واحد (λ ١بينما الخط الذي بطوله على الخطوط الطولية كهربائنا فقط التـي هـي تأثيرات خط النقل يمكن أن تنطبق فقط

.λ /١٦اكبر من احرص على فهم الفرق بين الطول الكهربي والطول الفيزيائي فالخط قـد يكـون طولـه باألميال مع ذلك يكون طوله الكهربي قصيرا لذلك إذا كان التردد الذي يحملـه مـنخفض

:مثال وفى المقابل فان االشارةmi ٦٢١ات ذλ فيه ٣٠٠Hz خط الهاتف الذي يحمل إشارة

Hz 10 فيها cm 3 = λ

Example:





٣٠

Find the line length in wavelength if :- Vc = propagation speed = (984x106 ) ft /s fo = operating frequency = 328 MHz length of the line = 176.4 ft dielectrine constant = 2.23

8.8710984

23.2)10328(4.176

0

6

6

0

=××

=

λ

λ

1/6 λ or long is long line 1/6 λ or less is short line

-:خطوط ربع ونصف الموجة





٣١

خطوط أقسام التحوالت التي هي تماما ربع طول موجات ونصف طول موجات بها مقاومة وط التي سوف تتناقش توصيل أولوية وهي تستخدم في أغراض ترددات الراديو مثل الخط

.اآلن Quarter wavelength transfer :محول ربع الطول الموجي

وذلك باسـتخدام RLلمقاومة الحمل ) match(هناك طريقة واحدة بسيطة تستخدم للتوافق 4التوافق لربع الطول الموجي للمحول

λ

ليس محول فيزيائي لكن تقدم عـرض خـاص 4 و Z0 للخط مـع خـواص المعاوقـة RLلتوافق مقاومة الحمل ، حمل لمقاومة ال

λ

-: يجب أن تكون العالقة بينهما كما في المعادلة Z0للخط مع خواص المعاوقة

RL Z ź ٠ ٠ =

في الذبذبة الواحدة وهكذا فانه ذات λ /4البد من أن نفهم أن محول الموجة الكهربية طوله ية جدا وهكذا فانه يشبه دائرة كهربية ذات صدى متناغم وكحقيقة واقعـة فـان ذبذبات عال

الفرق بين الخط المحول والمحول العادي هي فقط في مسألة التركيب إما الممارسة العلمية .فهي مماثلة

تجعلهـا غيـر ذي فائـدة الن تكـون ) quarter wave(وهذه الخاصية للموجة الكهربية .ع الذبذبات الغير مرغوب فيها من تشكيل عبئ على االنتينة مشحونة أو شاحنة لمن

تحتاج إلى التعديل فان المحول يجب أن وإذا كانت المقاومة الظاهرية لتيار كهربي متردديكون مصمما على أساس مقاومة عالية ليخفف التيار الكهربي وهكذا يزيد من إهمال سعه

.التيارهربي يصبح منخفضا أكثر إذا كان العبء معقدا أكثر من وجدير بالذكر أن ورود التيار الك

ومع ذلك يمكن استخدام الموجة الكهربية ولكن يجب في هذه ، كونه مقاوما كما هو مطلوب ).العبء(الحالة إن تكون مرتبطة بمسافة محسوبة مسبقا عن الحمل

ـ ن طريـق وهذه عادة مرتبطة مع اقرب نقطة مقارنة للحمل والذي يكون موقعه محددا ع ).smith chart(محول كما هو موجود في

-:مثال





٣٢

4المطلوب قسم λ

كالتالي Ź0 سوف تكون RL = 300Ω للخط و Ω 50 مع

RL Z ź ٠ ٠ =

Ω=122 1500= 30050×

الخـط هذه تكون نهايـة Ω 50بمقاومة مقدارها ) match(إن دخل هذه المعاوقة لمنطقة

4تـذكر ) المولد (generator مرغوب فيه من خلف flatولذلك فان الخط يكون λ

هـي و القاعدة المتمثلة هنا هـي إشـارتان منعكسـتان ، وحدة تؤثر على عمل مقاومة الحمل

4متساويتان لكن تنتشر بواسطة λ

2 لذلك واحدة منهم بمقدار λ

ابعد من األولى وتختلـف .0180بزاوية

Half wavelength transfer:: طول الموجيمحول نصف ال

2وهي تنعكس ) matching( أن مقاومة االنعكاس من الخواص في عملية λ

من مقاومة الحمل مباشرة محول النصف موجي له خاصية مقاومة الدخل وتسـاوي معاوقـة الحمـل

2وتكون ابعد من خط λ

. وهذه الخاصية مستقلةا ذكر سابقا فان المقاومة الظاهرية لتيار كهربي متردد معكوس هي إحـدى الصـفات وكم

حيث إن هذا الخط يعكس حمل المقاومة الظاهرية لتيار ) التسوية (الهامة في عملية التنسيق كهربي متردد مباشرة والمحول ذات نصف الموجة له خاصية وهي أن المقاومة الداخليـة

وهكذا فان هذه . مل المضغوطة على الطرف اآلخر من الخط يجب أن تساوي مقاومة الح ) مزايا(الخاصية متفردة في هذه القدرة لحمل الخط و ذبذباتها معتمدة على المقاومة وفوائد

فعلى سبيل المثال غالبا مما يكون غير عمليا قياسيا المقاومة الظاهرية ،هذه الخاصية عديدة ولكون الحالة هكذا فانـه يمكـن قيـاس المقاومـة لتيار كهربي متردد من الحمل مباشرة

الظاهرية عبر خط محول مرتبط بالحمل مباشرة على مسافة نصفية





٣٣

(Half wavelength).

ومرة أخرى فانه أحيانا من الضروري لمحول قصير . أو رقم كامل لخط نصف من الحمل ا كانـت الـدائرة ونفس النتائج يمكن الحصول عليها إذ ، أن يكون مقبوال ) ذو خط قصير (

.المقصورة موضوع على خط نصف وهكذا بعيدا عن الحمل وهكذا مرة أخرى فإذا كانت نصف الموجة مرتبطة مع الخط الرئيسي فان الخط الرئيسي سيكون ذو دائرة كهربية مقصورة عند هذه النقطة ولكن فقط عند الذبذبة التي تصدر عـن

تسير عبر هذه النقطة ولكن قد يمر ذبـذبات الخط ذو نصف القوة وان الذبذبات سوف ال .اقل وخصوصا إذا كانت الخطوط متباعدة

وفى النهاية إذا كانت الذبذبات إلشارة معروفة فانه يمكن وصلها بمولـد مناسـب وخـط )half wave length ( يمكن إن يقاس بدقة متناهية.

.الخط يمكن ان توجد ومن المعلومات عن الذبذبة وطول الموجة فان قوة الموجة عبر خواص معاوقة هذا الخط مرة أخرى تعتمد على التردد وهناك خواص عديدة لها علـى

-:سبيل المثال . أنها غالبا ال تكون عمليا لقياس معاوقة الحمل مباشرة • . وجود هذه الحالة للمعاوقة ربما تقاس على طول خط النقل الموصل بالحمل •

2 نحول s.cفي حالة •λ

.Band Stop Filterى تعمل وكأنها حت يوصل بالمولد لهذا التردد على Tx line لـ لو كان تردد اإلشارة معروف •

.طول الخط تقاس ببساطة

.سرعة الموجة يمكن حسابها وباستطاعتنا إيجاد معامل السرعة •

tchEffect of misma:: تأثیر عدم التوافق





٣٤

الحالة أو الشرط التام حيث ال توجد انعكاس يحدث فقط عندما يكون الحمل مقام بشكل كامل الخاص VSWR مثل هذه الحالة أو الشرط تسمى الخط المسطح ويشير إلى Z0ويساوى

ب ا انه ألمر مرغوب فيه بشكل كبير حيث أن سعه مولد الطاقة يصل إلى الحمل وأيضـا ان أقصى درجات الجهد بطول الخط ربما يتجـاوز قـدره العـازل إذا ما حدث انعكاس ف

الكهربائي للكابل مما يسبب فى حدوث انهيار باإلضافة لذلك فان وجود موجـة منعكسـة الطاقـة ،فقدان طاقة اكبر وهى مشكله كبيرة خاصة عندما يكون الخط طويـل فيزيائيـا

وال تضيع ) ماعدا ضياع الطاقة (لد الموجودة في الموجة المنعكسة يتم استيعابها من قبل مو ما لم يكن المولد ال يتوافق تماما مع الخط وفى هذه الحالة يحدث انعكاس للموجة المنعكسة

المرتفعة هي كذلك تؤدي إلى زيـادة مشـاكل VSWRوباإلضافة إلى ذلك . على المولد ). أشباحا(الضوضاء وتسبب

.الطاقة التي نتيجتها المولد التصل للحمل • .مادة العازلة على الكابل ربما تتهاد نتيجة للموجات الواقعة ذات القيمة العالية للجهدال • .وجود االنعكاسات وانعكاس االنعكاسات يزيد من فقدان الطاقة تسخين • .مشاكل الضوضاء ترفع عن طريق عدم التوافق • ).الشبح ( كما توجد إشارات •

Chapter - 4





٣٥

Smith chart مخطط سميث

ترجمة وحسابات خطوط النقل مرهقة جدا من وجهة نظر رياضية بحتة ومن الضـروري أن نعرف أن المقاومة البدائية لخط بطول معين وبحمل معين والمقاومة في أي نقطة على

تتسم بالتكرار كل نصـف موجـة ألن الجهـود والتيـار خط النقل مع الموجات المستقرة الموجي يكون بنفس التكرار كذلك تتغير المقاومة بانتظام على امتداد الخط وتكون مساوية للنسبة بين الجهد إلى التيار على أي نقطة معطاة هذه المقاومة يمكـن أن تحـل بواسـطة

.المعادلة التالية للخط المفقود

:.حيث الخط على إي نقطة معطاةمقاومة

مقاومة الحمل خواص مقاومة الخط

المسافة بين الحمل إلى النقطة

. درجة فإن النتيجة ستكون متكررة180بما أن وظيفة ظل الزاوية تكرر كل فإن مقاومتها ستكون الشيء كما 7 (3/4)(electrical degrees 270)إذا كان طور الخط

. للحمل7/4في النقطة

ZS = ZL =

Z0 = BS =

ZL+JZ0 tan BS

Z0+JZL tan BS ZS = Z0





٣٦

:. لمخطط سميث مقدمة المعادلة السابقة

أجيب عليها ولكم الحل المستخدم من قبل

ومازال أداة مفضلة للهوائي والخط وفي حساب 1938مخطط سميث طور سميث في عام .الموجهة على الرغم من االنتشار المهم الواسع النطاق للكمبيوتر وحسابات البرمجة

يحتوى على مجموعتين من الخطوط يدلل على مخطط سميث إنه(1-4)الشكل الخطوط الدائرية تمثل المقاومة الثابتة وتكون كل الظل لألخر على نهاية الجهة اليمنى على خط األفقي خالل المركز لمخطط قيمة المقاومة على طور أي من هذه الدوائر تكون ثابتة

.وقيمتها يدل عليها فوق الخط األفقي خالل مركز المخطط خطوط الثانية تمثل أقواس المقاومة الثابتة هذه األقواس أيضا هي الظـل لكـل مجموعة ال

وقيم المقاومة لكل قوس تضاف إلى محيط الدائرة .قوس أخر على جهة اليد اليمنى للمخطط .وهى موجبة في النصف العلوي للمخطط وسالبة في النصف السفلي للمخطط

:.استخدام مخطط سميث

وعملية أل admittanceخدم على نطاق واسع لقيم المقاومة و مخطط سميث يمكن أن يست Normalizing وهذا يشمل تقسيم كل المقاومات على خط . تستخدم أيضا Z0 لذلك كانت

تكون القيمة هي Ώ 50 يمكن أن ترسم بيانيا مع (j50+100) المقاومة 2+j1 = (100/50)+(j50/50)

Normalized والمقاومة الطبيعية وحدة القيمة التي تستخدم على مخطط سميث

Impedance تمثل بالرمز التالي Zn = Z/Z0 Normalized Impedanceهي المقاومة الطبيعية Zn حيث

Admittance Y =Y/Y0وفى حالة تعاملنا مع ألـ line admittance هي Y0 و Normalized admittance هي Yn حيث

Y =(1+j1) أو يمكن أن تكون Z =(1+j1) هي (1-4) في الشكلA النقطة في •

) .ارتكاز(وهى نقطة التقاطع لدائرة المقاومة األولى والقوس الدائري

ZL+JZ0 tan BS

Z0+JZL tan BS ZS = Z0





٣٧

ونستطيع أن نقول ) (j0.55-0.45 هي C بينما النقطة (j1+0.5)هي B النقطة • .بأننا قد فهمنا كيف نرسم النقاط على مخطط سميث

. (j1.3-0)في نفس الشكل هي "في اتجاه أسفل المخطط "Dالنقطة • تمثل المقاومة الكاملـة ماعـدا Dكل النقاط على محيط مخطط سميث مثل النقطة •

.النقاط النهائية على الخط األفقي خالل مركز المخطط وعلى جانب اليد اليسرى = Z دائرة مغلقة تمثل Eالنقطة (0+j0) بينما على الجانب األيمن.

Z = α دائرة مفتوحة تمثل Fالنقطة تمثل تطبيق عملي على جدول سميث (1-4)في نفس الشكل النقاط

= ZLمقاومة الخط تحتاج حمل 50Ω نفترض أن (65-J0.55) Ω

ZL = ZL⁄Z0 = (65/50) – (j0.55/50)

= (1.3 –j1.1)

وباسـتخدام مركـز G برسم دائرة خالل النقطة ZL = (1.3-j1.1)سم مثل تر б النقطة . و مواقع كل المقاومات علي خط النقل توصف بالدائرة، المخطط كمركز للدائرة

.نتذكر أن المقاومة على خط النقل تختلف ولكن تتكرر كل نصف موجة حركة على الخط 180االنقالب الكامل حول الدائرة يتوافق كل نصف طول موجة

على المخطط يعنى أننا نتحرك باتجـاه أل CW الدوران يتم باتجاه عقارب الساعةGenerator بينما (CW) الدوران بعكس عقارب الساعة يدل على الحركة باتجاه الحمل

Load . مقياس الرسم على المحيط الخارجي للمخطط تدل على كمية الحركة في الطول المـوجي

Hإلى النقطة Generator باتجاه أل Gسبيل المثال الحركة إلي الحمل في النقطة على هو مبين بالشكلZ = 0.4يؤدى إلي نقطة على الخط حيث المقاومة الكلية تساوى

0.1817 λ = (λ -0.319λ 0.5)أن الحركة تساوى (4-1) ط تكون مقاومة كلية وقيمتها المقاومة على الخ، من الحمل λ 0.181باختصار على نقطة

.في هذا أجزاء من المقاومة الفعلية Z = 0.4 االعتيادية





٣٨

Z = z * Z0 = 0.4 * 50 Ω = 20 Ω تكون المقاومة هي ينقلنا إلى (1-4) في شكل (H)مرة أخرى أو نصف لفة حول الدائرة من النقطة ¼ نتحرك

على الخط تكون المقاومةI عند النقطة I ,نقطة أخرى للمقاومة الكاملة النقطة Z = 2.6 ويوجد أيضا (VSWR)حيث ترسم الدائرة خالل . على الخطZL على خـط

(VSWR) النقل عبر خط اليد اليمنى األفقي خالل مركز المخطـط هـذا النقطـة هـي مـا الموجودة على الخط ولهذا ترسم الدائرة المرسومة خالل خط معاوقة الحمـل غالبـا

.(VSWR)تسمى دائرة Admittanceللمقاومة إلى Impedance يسمح مخطط سميث لكل انقالب بسيط جدا

وهى دائما تكـون Impedance تتالءم مع أي Admittanceوالعكس صحيح قيمة أل .على قطر واحد ضد بعضهما البعض ونفس السافة من المركز

بعد ذلك ) Gالنقطة ( (j1.1-1.3) تساوى Impedanceعلى سبيل المثال إذا كانت Admittance (y) هي النقطةJ 0.45 وتسوى+j0.58) (كما تقرأ من المخطط ألن

Y =1/Zوتستطيع بعد ذلك أن نوضحهما حسابيا : (0.45+j0.38) = (1.3-j1.1)

Y إلى Z نتذكر أنه رياضيا نقل المعلومات من مللولكن حل مخطط سميث أقل

يتطلب تعامل أولى إلى االنقالب القطبي نأخذ للخلف ثـم القطبـي إلـى Zلى إ Yومن .االنقالب المتعامد

-:تطبيق أخر على مخطط سميث وهو أكثر سهولة عن طريق حل األمثلة العملية التالية

:مثال : عندما 4.3λ على خط النقل طوله VSWR االبتدائية و impedanceأوجد

Zo =100 Ω ZL = (200-j150)





٣٩

:الحل :. impedance Loadأوال نجد مقاومة الحمل

ZL = ZL/ Zo = (200/100) – (j150/100)

= (2 - j1.5) وتوافقها مع الدائرة الموضحة (2-4)هذه النقطة ترسم بيانيا على مخطط سميث في شكل

ولذلك 3.3األفقي على اليد اليمنى عند النقطة تتقاطع مع الخطهذه الدائرةVSWR = 3.3اآلن نجد input Impedance للخط نحتاج ألن نتحرك من الحمل باتجاه

λ ½ وبما أن انقالب كامل المخطـط بمثـل λ 4.3 باتجاه عقارب الساعة generatorأل .رورية تكون ض٠,٣٧وهذا يعنى أننا كل ثمانية دورات كاملة

.Zin من ا لحمل باتجاه عقارب الساعة λ 0.3 مجرد تحريك يتقاطع مع المحيط الخارجي للطول الموجي عند ZLنصف القطر الممتد خالل

0.292 λ0.5 ثم نتحرك من هذه النقطة بمقدار λ0.208 يزيدنا حركة λ هذا يعنـى أنـه Generators توصـلنا إلـى (0.092 λ)=(λ -0.208 λ 0.3)حركة إضافية أو أبعد من

λ –0.8 λ –1.3 λ –1.8 λ 0.3)، ---على طول الخط ( أو (λ 4.3) لـ Zinوتزيدنا Zin = (0.4+j0.57):. يقرأ كالتالي Zinوخط

Zin = (Zin * Zo) = من المخطط نجد أن األوم = (0.4+j0.57) * 100 Ω

= (40 Ω+J57) Ω

:مثال على خط النقل y = (0.004-j0.002)احسب الطول لخط الدائرة المغلقة إذا علمت أن

Admittanceالهوائي لخواصyo =0.00335 freq =150 MHZ

:.الحلY=yL/yo Z=ZL/Zoوال يمكن اختباره بسهولة

Y= (0.004-j0.002)/(0.0033) = 1.21-j0.61 0.337 = (0.087+0.250)= الطول





٤٠

VC =f λ λ = vc/f = 300 x 10 = 2m

= 0.337 λ = 0.337 x 200 = 67.4 cmالطول

:.التوافق على خط النقل

:مثال أحسبZo=75 Ω الخط الذي فيه متصلة مع ZL = (100-j50) Ω (4-3)في الشكل

النقطة القريبة إلى الحمل التي فيها مرسل ربع الموجة الذي يكون عنده التوافق .١ . صحيحا

٢. Zoلخط النقل المستخدم في النقل . :الحل

المتصلة بالخط لهذا load Impedanceعادة مقاومة الحمل(100-j50)/75 = (1.33-j0.67)

على مخطط سميث ثم نرسم دائرة التي مركزهـا فـي مركـز A نرسم بيانيا هذه النقطة وللفحص نالحظ أن هذه الدائرة يجب أن Aونمررها خالل النقطة 1.0 المخطط عند النقطة

على سبيل المثـال باتجـاه Generator ثم نتحرك نحو ألـ 1.9 تحتVSWRتتوافق وهذا التقـاطع للـدائرة ، ةعقارب الساعة نجد اقرب نقطة التي فيها تكون مقاومة الخط كلي

المرسومة مع الخط الوحيد المستقيم على المخطط حول اإلطار ثم نقيس المسافة من الحمل هذه المسافة Bإلي النقطة

0.184 λ = (0.500-0.316) ونحول هذه المقاومة الطبيعية إلـي المقاومـة r = 0.53 وهناBنقرأ المقاومة عند النقطة

للخط وهنا Zo بـ بضربها ActualالفعليةR= 0.53 x 75 = 39.8 Ω

39.8 Ω 4 تكون المقاومة التيλ

للخط ومن هذه النقطة األجراء Ω 75 للناقل تتوافق مع :يكون كالتالي

RL Z ź ٠ ٠ =





٤١

*39.8 75ź 0 = Ω ٥٤,٥=

:عليه وهنا مثال على الطالب أن يقوم باإلجابة ZL =(250+j450) Ω , Zo =300 Ω

Źo = 656 Ω , 0.080 λ =المسافة

-:التوافق بين الحمل والخط في الدائرة المغلقة

هو قطعة من خط النقل التي عادة تكون مغلقة في نهاية بعيدة وهى ربما أحيانا Stubألـ Stub ولتكون أكثر دقة كل تكون دوائر مفتوحة في نهاية السافة ولكن المقاومة تكون كلية

التي قابلتها كلية تستخدم لفض التوافـق بـين قابليـة المكونـات input admittanceله مفضـلة ألن Stub على النقطة المطلوبة الحظ أن الدوائر المغلقة ل Admittanceلخط

.قطع الدوائر المفتوحة لخط االتصال تميل إلي اإلشعاع من النهاية المفتوحة مصنوعة من نفس خط النقل ألنها متصلة بها ولذلك لها ميزة على ناقل ربـع Stubألـ

ممكن أن تصنع من معدن Stubالموجة التي تكون لتالئم هذه الحالة عالوة على ذلك ألـ ألن يسـتخدم stubصلب مضبوط وهذا استخدام خاص في التردد العالي ويسـمح للــ

.يألحمال مختلفة أو على المدى التردد Matching Procedure:. خطوات التوافق

ثم نرسم النقطة على المخطط line فيما يتعلق بالخط loadنوافق الحمل .١

4 نرسم دائرة خالل هذه النقطة ونتحرك خاللها مسافة .٢λ

لنوجد load Admittance ، ـ بما أن ألStub يكون في موضع توازى مع الخط الرئيسي فأنه

Stub. عندما نحسب ألـ Admittanceمن الضروري أن نعمل مع و، "Admittance نستخدم مخطط سميث كمخطط لـ "نبدأ من النقطة الجديدة .٣

هذه النقطـة jb±1 تساوي Normalized Admittanceنوجد أقرب نقطة للحمل حيث والتي هي الدائرة الوحيدة خالل مركز المخطـط r = 1رة مرسومة مع هي التقاطع للدائ





٤٢

ثـم نقـرأ المسـافة ، jb± مصمم ليتوافق مع مركبـة Stubهذه النقطة التي فيها ألـ .Stubالمقطوعة حول محيط المخطط وهذه النقطة تكون موقع ألـ

ير نحو اليمـين علـى ونسα نبدأ من النقطة S.cct في Stubلنجد طول ألـ . ٤ . للدائرة المغلقةAdmittance حافة المخطط ألنها هي

نتحرك باتجاه عقارب الساعة حول محيط المخطط لنوجد النقطـة التـي يتوافـق . ٥ Stub للخط عند النقطة التي متصل بها ألـ jb±مقدارها مع مقدار

ي حصلنا عليها فبكـون إلى النقطة الت αنقرأ مسافة الطول الموجي من بداية نقطة .٦ stub.هذا هو الطول المطلوب الـ

:1مثال

ZL =(450-j600) Ω f =10MHZ (3-4) في الشكل Zo =300 Ω احسب موقع وطول ألـ Stub في S.cct المصمم لعمل توافق هذا الحمل

.مع الخط :الحل

Zn = ZL/Z0 = (450 –j600)/300

= (1.5-j2) 4.6= لها VSWRنقوم برسم الدائرة وتوحيد

Yn = (0.24+j0.32)من الرسم Qيرمز لها بالرمز ¼ حيث (3-4)هذا كما هو مبين في الشكل

Y =1+j1.7 هي y = 1±jbالنقطة القريبة لـ ”Q” “R“للنقطة من الحمل هذه المسافة Rوهذا من المخطط ويرمز له بـ

توجد على طول محيط المخطط وتعطى ) stub λ 0.181- 0.051) = 0.13المسافة للـ

ولهذا b = +1.7 من الحمل وسيوافق λ 0.13 سيكون على بعد Stubذلك ألـ 1.7– يجب أن يتالءم مع Stubألـ





٤٣

ط المخطط باتجاه عقارب الساعة نصل إلـي ثم نتحرك باتجاه حول محي αنبدأ من النقطة من المخطط السـافة (15-7) على المخطط في شكل S ويرمز لها بالرمز j1.7النقطة

=Stubويكون طول Admittance point لهذه النقطة من الدائرة المغلقة ل 0.335-0.250) = 0.085λ(

ect of frequency VariationEff:: تأثير تغير التردد

سيتوافق مع الحمل على خط النقل فقط في التردد الذي صمم عليه وهذا يزيـد Stub ألـ وإذا تغيرت مقاومة الحمل مع التردد وهذا واضح على أي حال ¼ المرسل بربع الموجة

. ة غير متوافق بشكل تام مع التردد الجديد حتى لو مقاومة الحمل غيـر متغيـر Stubأن عن الحمل يجـب أن يكـون Stubحسبت انفصال ألـ ‘ حيث 1نعتبر أن النتيجة لمثال

0.13λ 10 في حالة التردد MHZ 30 الطول الموجي m لذلك يجب أن تكـون الــ Stub 3.9 بعيد عن الحمل m12 وإذا كان الترددMHZيكون الطول الموجي

= 25m 3.9 إذنm طول ألـ Stub 0.13 لن تكون λ بعيدة عن الحمل في هذا التردد لـيس لـه Stub للطول الموجي الجديد ولذلك فإن Stub 0.085الجديد وال طول ألـ

.موضع ثابت وال طول ثابت على أي ذبذبة أكثر من األولى التي صمم لها عدم التوافق سيوجد على الرغم من أنه يجب أن يقال إذا تغير التردد ليس كبيرا وال عـدم توافق أنه يحدث غالبا أن الحمل يتوافق مع الخط في تردد واحد ولكن التركيب يجـب أن

لهذا بعض اإلجراءات يجـب أن BWيكون نسبيا في الفقد والكفاءة على حزمة التمرير إذا الحمل متوافق بشكل صحيح مع f على خط النقل عند التردد VSWRتكون لحساب

Stubراء سوف يعطى للخط والحمل متوافق بوسائل ألـ األجfالخط عند هذا التردد . وناقل ربع الموجة ووضعه التماثلي s.cct للـ :مثال

؟MHZ 12عند VSWR: احسب(5-4)بالنظر إلي الشكل :الحل

التـي Stub من أجل إجراء الحل من المفترض أن الحسابات تشمل الموقع والطول أل f على الخط عند VSWRن من الضروري أن نحسب واآلfصمم حتى تشمل التردد





٤٤

إذا كانت المعلومات المعطاة تبين كيف تختلف مقاومة الحمل مـع التـردد نحسـب .١ تكون12MHZمقاومة الحمل للتردد الجديد عند

ZL = (450 – j600)*(10/12) = (450 - j500)

ZL = (450/300) – (j500/300) = (1.5 - j1.67)

الحظ أنه إذا كانت مقاومة الحمل ثابتة هذه الخطوة ربما تحذف ألنه من المكن أن تقوم بها األول Stubفي حساب

Admittance وهي Q على المخطط ونرسم خاللها ونوجد pنقوم برسم النقطة .٢ Q = (0.3+j0.33)من الرسم

عند التردد الجديد في الطول الموجي الجديد ألن التـردد Stubنحسب المسافة للـ .٣قد تغير وبذلك فإن الطول الموجي قد قل ألن المسافة المعطاة أكبر جزءا منها والمسافة

0.15λ = (12/10) * 0.13 هي stubللـب الساعة حول دائـرة تتحرك باتجاه عقارload Admittance (Q)من النقطة .٤

VSWR 0.156 الثابتة خالل المسافة المحسوبة وهناλ ونجد Yn عند النقطـة R . عند التردد الجديدY Admittance هذه Yin = (2.1+j1.7)وهي

λ 0.085*12/10=0.102 في جزء الطول الموجي الجديد Stubنحسب طول أل .٥ئرة المغلقة التي طولها حسـب فـي هذه المرة نجد مقدار جزء خط الدا ∞نبدأ من .٦

وبذلك فإن المقدار من المخطط في الشـكل 0.102λ=الخطوات السابقة وهنا الطول .Stub = -j1.34 وهو Ŝ عند (4-5)

حلت في حالة توازي عبر الخـط two Admittanceفي التردد الجديد يوجد لدينا .٧ توافق مع الخط ولكن عند التـردد الرئيسي عند التردد األصلي نزيد قيمتها لذلك الحمل y بإمكاننا أن نجـد Admittanceالجديد كل توافق غير محصل عليه إذا وجدنا كل

الكلية عند هذه النقطة بالزيادة Y = Stub +Yline

= -j1.34+2.1+j1.7 y 2.1+j0.36 = y





٤٥

ونرسـم الـدائرة (5-4) في الشكل T الكلية على المخطط وهي النقطة yنرسم .٨ f على الخط الرئيسي عند VSWR خاللها ونقرأ VSWRالثابتة ألـ

line load stub المتوافق عند f وهنا قيمة VSWR = 2.2 ومن المالحـظ أن هـذه من عـدم المتوافـق على الغم 3.9 الغير متوافقة السابقة وهي VSWRالنسبة أقل من وهذه قاعدة 10MHZ بعض التحسينات طرأت خالل التوافق عند 12MHZالموجود عند

.أكثر من كونها استثناء :مثال

)4-6( في الشكل a( احسب موقع وطولStub في s.cct 200 المصممة لتتوافق عند حمـلΩ لخـط

.Ω 300النقل الذي مقاومة b( احسبVSWR نفتـرض أن 10 يزيد التـردد بنسـبة عند الخط الرئيسي عندما

.مقاومة الخط تبقى ثابتة : الحل

نحصل عليهـا Q Admittance ؛ VSWR=1.5 على المخطط تعطينا P نرسم بيانيا . بيانيا من الرسم R نحصل على 1دائرة = rمن الرسم نقطة التقاطع مع

وهذه هي المسـافة λ 0.11 توجد مساوية لـ Admittance Load Q-Rالمساقة من ونقيس المسافة لـ S نرسم بيانيا bstub لذلك R y = (1 - j0.41) عند Stubللـ

S تعطينا طول ∞ هذه من Stub =0.311λ. f” =110 أكبر من fلذلك λ=λ/1.1بناء عليه فإن المسافة ل Stub هي

0.11x1.1 = 0.121 λ وطول Stub ٠,٣١١x١,١ = 0.342 λ R لنصل إلي النقطة 0.121λ وندور حول الدائرة التي رسمت خالل المسافة Qنبدأ من

تبدو y عند التردد الجديد من المخطط أل Stubوهي المسافة لموقع Yin = 0.94-j0.39: باتجاه الحمل عند هذه النقطة وتقرأ كالتالي

Ŝ تعطينا النقطة 0.342λفة على حافة المخطط ونتحرك خالل المسا ∞بالمثل نبدأ من ليصـبح (17-7) نجده عند التردد الجديد مـن الشـكل Admittance Stubوهنا

Ystub = +j0.65 وال y الكلية عند موضع Stub لتردد الجديد هي





٤٦

Y=Ystub +Yin = j0.65+0.94-j0.39 = 0.94+j0.26

T ونعمل قوس للـدائرة (6-4) على الشكل Tنيا على المخطط وهي النقطة نرسم هذا بيا VSWR = 1.3نحصل على

:TDR: Time Domain Reflectrometry هو نظام بواسطته يتم إرسال النبضات على الخط بينما جهاز االستقبال مع جهاز كاشـف

زودنا بكثيـر مـن انعكاس هذه النبضات يMonitoring And Oscilloscopeاإلشارة المعلومات عن الخط ال يوجد انعكاسات تدلنا على طول الخط أو خط مـع توافـق كامـل للحمل وعدم انقطاع هناك مشكلة عامة مع االتصاالت على خطوط النقل وتشـمل الكابـل

هذه األدوات تقوم TDRالعطالن بين أجزاء االتصاالت هذه المشاكل غالبا تسبب استخدام هذا يتم بحساب بسيط للـزمن المـأخوذ مـن m 10د الخطأ خالل مسافة بتشخيص وتحدي

.النبضات المرتدة وبعد ذلك نحسب المسافة معتمدين على سرعة البث على الكابل TDR تستخدم غالبا في فحص المختبرات وفي هذه الحاالت إشارة اإلرسال تكون اإلشارة

في الشكل سريعة في زمن قصير والتركيب على هذا الشرط موضح

(4-7-a) وفي الشكل (7-4-b) الموجة المرتدة . الحالة في خط الدائرة المفتوحة مبينة نفترض وجود خط مفقود أو به قطع

.تكون فيها إزاحة والنتيجة تكون مضاعفة لجهد الخطوة لنحسـب 2االنعكاس لذلك يجب أن يقسـم علـى + موضح بأنه زمن السقوط Tالزمن

T/2 , VPح الدائرة لذا فإن المسافة هي سرعة البث المسافة لكي نفت في هذه الحالة االنعكـاس خـارج اإلزاحـة (C-7-4)الحالة لخط قصير نبينه في الشكل

(d-7-4) كما هو مبـين فـي الشـكل Zo أكبر من ZLوالنتيجة هي إلغاء الكل ووضع لمبين في مجال العطل يمكـن المقدار ا . Zo بأنها أقل من ZL يبين حالة eبينما شكل

T أو معامل انعكاس ZLأن يستخدم لنحدد T =Er/Ei T = (ZL-Zo)/(ZL+Zo)

Ef =Ef =Ei+ Erوالجهد النهائي =Ei (1+T) = Ei (1+ZL –Zo)

ZL +Zo





٤٧

Chapter - 5

:Transmission line components

يوجد العديد من التقنيات المستخدمة في خطوط النقل وذلك للعمل على التوافق بين المرسل على مسـافة stup وفي حال الترددات العالية حيث يكون الـ stupوالمستقبل وذلك مثل

التردد وذلك يعتمد على طول السلك والتردد والمعاوقة ويكـون معينة وطول معين حسب وهذا المدى ما بينwave μ فعال ويستخدم في حال الترددات أقل من مدىstupالـ

1-100GHZ ويسمى أيضا Centimeter Rangeواألطوال الموجية تكون بين 30-0.3cm ومن المعروف أن في الترددات العالية يتم استخدام Coaxial line بدال من

parallel line وفي هذه الحالة ال يستخدم الـ stup المتغير الطول والموضع ولذلك يـتم آخر متغير الموضع يضاف إلى الـ stup وهي تتم بإضافة Double stupاستخدام تقنية

stup األول وهي تستخدم لتوافق Co-axial μ wave lines 3/8 والمسافة بينهمـاλ أو 0.375λ ويمكن تغيير مكان كل منهما وفي بعض الحاالت يمكن استخدام

Triple-stup 0.125 والمسافة بينهم هيλ. :Directional couplers

antenna أو الـ .loadهي عادة تستخدم لقياس قيمة القدرة المستقبلة عند الـ

Baluns: :The slotted line

شارة خالل خطوط النقل وكذلك لقياس وهي تستخدم لقياس قيمة الجهد والتيار في اإل ومعرفة

.1- Load Impedance 2- SWR.

.3- Freq.Gen being used





٤٨

:Telephone lines and cables over head line The two-wireالنوع البسيط لخط الهاتف هو

وهو ذو مرونة ميكانيكية عالية جدا ويوجد عليهـا مـادة cadmiumوعادة ما يصنع من وخطوط القدرة تعمل على التـرددات عنـد ) polyvinyl chloride) p v cة وهي عازل

60HZ حيث من الممكن وجود أو حدوث التداخل خالل Two-wire line وكما هو معلوم فإن مجموعات من األسالك مجموعة مع بعضها ضمن إطار وحماية لكل

lead-alloy sheath وكذلك طبقة أخرى من high-grade paperسلك بما يسمى .وكذلك األمر حين يتم جمع عدد أزواج أكبر في نفس اإلطار

Co-axial cable يستعمل multi-carrier telephony وفي حال الترددات العالية مثال وهو موضح التركيب في الشكل وأيضا يمكن ضم و جمع العديد من األسالك فـي إطـار

.واحد :Radio frequency lines

يوجد طريقة خاصة تختلف عمـا Low Power Applicationقدرة المنخفضة في حال ال في حالة نقل القدرة العالية حيث في القدرة العالية يستخدم الخط المحوري

Co-axial cable حيث القدرة تكون بالكيلو وات kilo watt ولذلك تستخدم الـ Solid

Dielectricم نوع من خطوط النقل يسمى للحفاظ على أقل قيمة للفقد ولذلك يستخد :

:micro strip transmission lines -:ويوجد منها نوعان وهما

1- Micro Strip Line 2- Strip Line

فإن األلمونيوم يستخدم في تصنيعه حيث أنه قـوي ويتحمـل Micro Stripوبالنسبة للـ ير الفوتـوغرافي والسـماحية بسمك فيلم التصو ) الموصل (درجات الحرارة العالية وهو

فهي تستعمل تقنية اللوحات المطبوعة ولكن يستخدم Strip Line إما الـ9لأللمونيوم هي وقـدرة ومتانـة ميكانيكيـة ، ولكن بفقد قليل جدا wave μلوحات خاصة تعمل في مجال وأنواع اللوحات المستخدمة مثل





٤٩

1-Woven fiberglass. 2- Polyolefin

ويمكن أن يكون اللوح مغطى بطبقة من النحاس 2.32هي Polyolefin للـ والسماحية على

أنص or2 0Z 1 أحد األوجه والوزن الشائع هو or 0.0028 in 0.0014وسمك طبقة النحاس هي إما

To 110 Ω 5والمعاوقة الموجية لها تتراوح من





٥٠

Chapter - 6

Waveguide موجه الموجة

Rectangular And Circular يوجد نوعان أساسيان من موجهات الموجة هما وحسب التركيب الميكـانيكي Tx , Rxوتوصل بأحد طرفيها الهوائي والطرف اآلخر إما

توصيل الطاقة يتم خالل الهواء في المنطقة المجوفة وليس للموجهات فإنه من الواضح أن ) .walls(عبر الجوانب الداخلية

والحديث عن موجة تمر عبر موجه الموجة فإنه من الضروري الحـديث عـن المجـال وأبعـاد ، الكهربائي والمغناطيسي كما في انتشار الموجات وليس الحديث عن الجهد والتيار

. كليا على الطول الموجي المرتبط بالترددالموجة تعتمد اعتمادا والمـدى λومن الواضح أن أبعاد الموجة تنخفض بارتفاع وزيادة التردد وبالتـالي تقـل

واألطوال الموجية تكون في مدى الملليمتر والترددات inch 3*1.5التقريبي لألبعاد هي .GHZ 100-3تقع بين

والموجة لهـا Co-axial line عبر Rx أو Txواالستخدام الشائع هو توصيل الموجة مع خواص ومواصفات ومركبات مثل خط النقل العادي إال من بعض اإلستثناءات وأيضا يمكن

smith chart.إجراء بعض الحسابات للموجه عن طريق

:Advantages Co-axial lineإنه من الواضح من تركيب الموجه وخصوصا الدائري أن الموجه يشـبه

رغ المحور من الداخل ومن الواضح أن الصناعة بإزالة المنطقة المحورية أسـهل ولكن مف من صناعة ملئ هذا الفراغ وبالتالي فإن صناعة الموجه أسهل من الخط المحوري حيث أن

أو مادة عازلة تدعم الخط وبالتالي فإن الموجه يمرر الطاقة innerال يوجد موصل داخله المادة العازلة ألنها الهواء وكمية الطاقة المنقولة هنا تكـون العالية دون الخوف من تهالك

. Co-axialأضعاف مما هي في الـ 10 عشرة

-: Reflection Of Waves





٥١

ومسطح الموجة يسمى zig zagحيث أن اإلشارة تنتشر بشكل Transverse-Electromagnatic or TEM

ر يكونوا بشكل متعامـد ويوجـد طـريقتين المجال الكهربائي والمغناطيسي واتجاه االنتشا .أساسيتين النتشار الموجات

وهما النظام األمريكي حيث أن في اتجاه االنتشار ال يوجد مجال كهربائي فإنه يسمىTraverse-Electric. TE

والتي ال توجد مركبات المجال المغناطيسي باتجاه االنتشار فتسمىTraverse-Magnetic-TM

بريطاني واألوروبي بدال منوفي النظام الTE - H TM - E

عند إضافة األلواح العلوية والسفلية إلى اللوحين المتوازيين المسـطحين للموجـة تكـون واأللواح اإلضـافية Rectangular Wave Guide النتيجة موجه موجة مستطيل الشكل

أي حسابات ولكن في الناحيـة فعليا ال تؤثر في الناحية النظرية وال تؤثر على النتائج في العملية فإن تلك األلواح اإلضافية تستخدم لتدعيم الموجه والفصل بين األلواح المسـتخدمة

.وكذلك تستخدم الحتواء الموجة من التشتت. لعكس الموجات

:Modes من الواضح أنه من الممكن للموجة أن تنتشر في الموجه بعدة أشكال وبذلك فإنه يمكن أن

وقد تم االصطالح علـى ،حكم بعدد أنصاف الموجة بين األلواح العاكسة حسب المطلوب تت -:المسميات التالية للداللة على شكل وطريقة انتشار الموجة هما

Or TMm,n Or TEm,n n,m هما أعداد صحيحة للداللة على عدد أنصاف الموجة لكثافـة المجـال بـين أزواج األلواح

mتقاس خالل المحور x - البعد a n تقاس خالل المحور y - البعد b

:والمعاوقة الموجية لها تكون





٥٢

where:

Wave impedance Of wave guide. = Characteristics F = 120 π or 377 Ω is Characteristics impedance of free space.

.قد زادت بإضافة األلواح اإلضافية المدعمة Z0 ويتضح بعد التطبيق أن

:TEm, n modes حيث أن الحالة هي استخدام لوحان

n = 0فقط لعكس الموجة فإن

m = 1و n = 0 وبذلك تصبح λ0كالتالي

= =

λ 0 2

ma

2 0b

22 2

a b

λ 0 2

ma

2 nb

22 2

anb

λ 0 2

ma

2

a

2ma

2 am

Ζ 0f

1 λ

λ 0

2

f

λ

λ

Ζ 0





٥٣

:modesm,n TM وهنا تكون مركبات المجال المغناطيسية متعامدة مع اتجاه االنتشار في حين أن المركبـات

وبالتالي فان استقبال الموجة يحتـاج لمواصـفات ، المجال الكهربية تكون باتجاه االنتشار إذا تم أي تعديل على أي بعد مـن أبعـاد هوائي مختلفة عما في الحالة السابقة وحيث أنه

وإال فلن يتم انتشار للموجة b فإنه من الضروري عمل تعديل على البعد aالموجه مثل Tm1,1. لذلك الحالة الرئيسية هنا هي TMm,0في الموجه في الحالة

Z0والقانون يوضح أن دائما حيثما

يتم استخدامها واألخص TM أوم لذلك في الحالة 377 للهواء وهي Z0هي أقل من القيمة

هي أفضل TM1,1 , TE2,0 , TE1.0ويمكننا اآلن توضيح سبب اعتبار الـ TM 1,1الحالة ألن الحـاالت TE3.7 TM9.5الحاالت النتشار الموجة خالل الموجه من إرسالها خالل

عالية اكثر مما في الحالة الثانية وبالتالي يمكن اسـتخدام موجهـات ذات λ0األولى لها .أحجام صغيرة وألكثر من تردد

:Circular wave guide

يمكن الحديث عن إمكانية استخدام الموجه الدائري لنفس األغراض المستخدمة فيها الموجه أنـه فـي الموجـه المستطيل ولكن مع بعض التعديالت والفروق حيث أن من الواضـح

المستطيل مساحة المقطع واألبعاد تلعب الدور األكبر لألخذ بعين االعتبار حيث لها تـأثير واضح في جميع القياسات والحسابات بأنواعها المختلفـة وبالنسـبة لحـاالت االسـتخدام

. فلها نفس المسميات السابقة باختالف المضمونModesالمعروفة بالـ ه هنا هو أن جميع المعادالت والقوانين التي تـم اسـتخدامها فـي ما يجب توضيحه وذكر

الموجه المستطيل تم استخدامها هنا أيضا في الموجه الدائري باستثناء حالة واحدة وهي Cut off wave length

λ0=2 π0/(kr)وهي تكون كالتالي Where: r = radius of wave-guide (internal). Kr = solution of Bessel function equation.

Ζ 0 f 1 λ

λ 0

2f λ

λ 0





٥٤

Always Bessel function is given. . المعطاة دائما تكون للحاالت األفضل استخداما Krوالقيم

والـCircular wave guideالة في حTE 1.1 هنا تكونDominant modeوالـ Cut off في هذه لحالة تكون

= =

Where d is diameter.

: تختلف عما في حالة الموجه المستطيل حيث m,nوهنا األعداد M = Number Of Full - Wave Intensity Variations Around The

Circumference. Half-Wave Intensity Changes Radially N = Number Of

Out from the center to the wall. Cylindrical Coordinates واإلحداثيات المستخدمة هنا هي

:Disadvantages

كون أكبر مما يمكن في أهم نقطة سلبية لهذا النوع هي أن مساحة المقطع المستخدمة هنا ت .حالة الموجه المستطيل المستخدمة لنفس التردد

-: تكون النسبة كالتاليDominant modeوالمثال يوضح حيث أن في حالة

= =

يجعل استخدامها ممنوعا أحيانـا وبالتالي فهي بحاجة لمساحة أكبر في االستخدام وهذا مما .بسبب الحجم

والمشكلة األخرى هي أن أثناء إرسال الموجة خالل الموجه لو تم أي تغيير في االستقطاب Polarization فإن ذلك يؤدي إلى عدم استمرار الموجة في االنتشـار بـل يـؤدي إلـى

. انعكاسها في االتجاه المعاكس

3.41 r 1.7 dλ 0

2 π rkr( )

rkr

AcAr

π r 2

1.45 r 2 2.17





٥٥

:Advantages

:ات وأهمهاوهي لها عدة مميز كذلك سهلة الربط بين بعضها البعض والـ، إنها سهلة التصنيع مقارنة بالموجه المستطيل

TM0.1 مفضلة عنTE1.1 ألنها أقل قيمة لمساحة المقطع لنفس الـ λ0 وكـذلك اإلخمـاد Attenuation أقل من الـ Rectangular

TE1.1 dominant for electric TM0.1 magnetic

: to rectangular wave guideCircular

:Ridged waveguide

ومن أهم مميزاتهـا تسـتخدم Double OR Single Ridges ويوجد نوعان إما صلبة وبالتالي تقليل أبعاد الفتحـة أي تقليـل مسـاحة λ0 Cut of wave lengthلتقليل قيمة

دد المستخدم وكذلك وسمة أخرى هي كذلك تزيد من مدى التر، المقطع وتعمل على أي تردد Band width وأيضا ا لـ mode dominantمن الواضح أن الحالة التي تعمل هي حالة

لهـا attenuation العادية المكافئة في الحجم وكذلك اإلخماد rectangularأكبر من الـ . أكبر وهي ال تستخدم لمسافات طويلة

:Flexible wave guide -:ي بالتالي فلها عدة خواص منهاتستخدم لتغيير حالة الموجة وه

Bending) الثني (– Twisting) لوي (– Stretch) المط (–vibration) االهتزاز ( من الداخل Elliptical لها عدة أنواع وأهمها النوع المكون من جوف على شكل بيضاوي

ـ ، مادة نحاس وألمونيوم ومحاط من الخارج بالمطاط كل وكذلك المدخل والمخرج علـى ش وتحولهـا TE1.1 عند المدخل يكون Mode والـ Rectangular wave guideمستطيل

TE1.0 Mode.للـ





٥٦

Chapter - ٧

Fiber optics:: األلياف الضوئية

والـذي وضـع N.S Kapnyترجع إلى العالم ) Fiber Optics(كلمة األلياف الضوئية

. ١٩٥٦تعبير في كتابه بنفس االسم عام ال) أشعة ودليل موجه (أنها فن اإلرشاد الفعال والغير فعال للضوء "ويعرف األلياف الضوئية

في مناطق فوق البنفسجية والضوء المرئي وتحت الحمراء للطيف عبر األلياف شفافة خالل .مسارات محددة مسبقا

فـي الجمعيـة ١٨٧٠نبوبة الضوئية عـام أعطى شرح لخاصية األJoh Tyndallالسيد و وصل الضوء الملكية في إنجلترا فقد أضاء وعاء من الماء من الداخل وفتح ثقب بجانبه

.بنجاح واضح عبر المسار المنحنى للماء الساري . أن الكالم يمكن إرساله خالل أو على شعاع ضوئي -جرهام بل - اقترح ١٨٨٠وفي عام

وقد تم تسجيل مسح وإرسال ). Photophone(اسم التلفون الضوئي وقد رمز لهذه األداة ب . خالل األلياف بواسطة اإلنجليز واألمريكيين واأللمان١٩٣٠الصورة التلفزيونية عام

كابل وكـان وزنهـا ٣٠٢ قامت القوة الجوية في أمريكا باستبدال عدد 1973وفي العام 40kg 1.7 بالضوئية التي تزنKgات والثمانينات تطور علـم االتصـاالت و فترة السبعين

fiber Optics.التلفونية واستخدم قامت بإلقاء كابل من األلياف الضوئية يعبر المحيط AT&T فإن شركة ١٩٩٠وفي عام واالسـتعماالت ,والكوابل بين الدول األخرى من المتوقع تتبع ذلك بنجاح سريع . األطلنطي

وكذلك لياف ضوئية لالتصال مع المحطات الفرعيةالكهربائية هي تركيب وصالت كوابل أترمي كوابل األلياف الضوئية تحت األرض كوصلة مأمونة، و وصالت التلفزيـون عبـر

.األقمار الصناعية تستعمل األلياف الضوئية كذلكقد تم اختيار وتفضيل األلياف الضوئية عن األسالك النحاسية العادية للعديد مـن األسـباب

في حيث في األليـاف هـو 1MHZى التردد المستخدم في الكابل العادي هو ومنها أن مد





٥٧

40GHZ كذلك سرعة االتصال خالل األلياف أكبر من سرعتها في أي وسـط آخـر أي .سرعة االنتشار أكبر مما في أي وسط آخر كذلك تم استخدامها لخفة وزنها

وات ضوئيةوأيضا من المعروف أن خط واحد من األلياف يمكن أن يتحمل قن Channel Voice زوج من الكوابل 1500 ما يتحمله .

أما الكوابل العادية فيحتـاج T0 100Km 35 في األلياف هو Repeatersكذلك عدد الـ Repeaters 1 كل T0 1.5 Km وبالنسبة لأللياف فهو ال يتأثر بالضـوء الخـارجي أو

.الموجات الكهرومغناطيسية واإلشعاعات

Light: .-:ئصهالضوء وخصايمكن تعريف الضوء على أنه الجزء المرئي من الطيف والذي طوله الموجي يقـع بـين

nm T0 700 nm 400.المدى و من خصائص الضوء تصرفه بعدة طرق حسب الوسط الذي يتعرض له

“Reflection, Dispersion, Diftnaction, Scattering, Absorption”

إلى أشـعة X هو ذلك الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يتمدد، منه أشعة : الضوء .ميكرويفية،ويشمل الطاقة المشعة التي تتيح اإلحساس بالرؤية

الطاقة المشعة لها طبيعة ثنائية، ولها قوانين خاصة تبعا لتكوينها المعتمـد أساسـا علـى مفهوم الفوتونات يستعمل لتوضيح تفاعل الضوء ونتيجة تغير شكل الطاقة كمـا ،توناتالفو

بينما يستعمل مفهوم األمـواج هندسـيا و ، في حالة الخاليا الكهرومغناطيسية أو اإلضاءة يمكن وصف الموجة المستعرضة البسيطة بواسطة نقاط تتذبذب في نفس المستوى ذهابـا

.ى اتجاهوإيابا عبر محور عمودي عل وتعتمد دراسة األمواج أساسا على معرفة عدة مصطلحات أهمها التردد، الذي هـو عـدد

.الذبذبات الكاملة أو االهتزازات في الثانية الواحدة لنقطة على الموجة الضوئيةوبذكر التردد يذكر الطول الموجي وهو عبارة عن المسافة الخطية الموازية للمحور بـين

الطور أو تحتالن مواقع متساوية على الموجة، مثال ذلك المسافة من قمة نقطتين لهما نفس . إلى قمة في حالة إشارة جيبيه





٥٨

والطول الموجي هو العامل المؤثر في ظهور اللون، فالتغير في الطول المـوجي يظهـر .تغيرا في لون الطيف المرئي

د من األحمر للبنفسجي إي وكما هو معلوم يتكون الضوء األبيض المرئي من عدة ألوان تمت : كطول موجي للبنفسجي، حيث nm 350 كطول موجي لألحمر إلى nm 750من

1nm = 0,000001 m =4* 10-8 inch والضوء األبيض هو خليط من عدة أطوال موجية مرئية غير مفصول بينها بحـد فاصـل

.البنفسجية كالحد األدنى للطول الموجي لألشعة فوق 10nmتماما، ولكن قد تؤخذ 700nmأما األشعة تحت الحمراء والتي بها الطاقة الحرارية تتراوح أطوالها الموجية، من

. 1mmإلى حوالي وتتحرك اإلشارة الكهرومغناطيسية بسرعة تساوي حاصل ضرب تردد اإلشارة والطـول

لموجي، ولكن هذه السرعة تقل في األجسام وال تتساوى بسبب اختالف الطول ا . الموجي وبسبب هذا االختالف في السر عات تعرف نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلـى سـرعة الضوء لدى الطول الموجي العملي داخل المادة بمعامل االنكسار للمادة عند الطول الموجي

وفـي ١،٠٠٠٢٩، ومعامل انكسار الهواء يساوي ١معامل انكسار الفراغ يساوي ،المعطى . أيضا١معامل انكسار معظم التطبيقات يعتبر

ومن األسهل والكافي أيضا أن يمثل توليد الضوء باألشعة أحيانا بدال من األمواج والشـعاع .هو الخط المتدفق أو تجاه الحركة للطاقة المشعة

في البصريات الهندسية نظرية الموجة للضوء تهمل وتستخدم األشعة في النظام البصـري .نكساربتطبيق قوانين االنعكاس واال

عندما يمر شعاع ضوء عبر وسط متجانس ويسقط على سطح وسط متجانس آخر يـنعكس جزء من الضوء وجزء آخر قد يخترق الوسط الثاني كالشعاع المنكسر وقد يمتص هنـاك

. وقد ال يمتص





٥٩

.االنعكاس واالنكسار .كمية الضوء المنعكس تعتمد علي نسبة معامل االنعكاس في الوسطين

وي عملية السقوط فى الشعاع الساقط والمحور العمودي علـى السـطح فـي نقطـة وتحتمـنعكس أو ( هي الزاوية بين الشعاع الساقط ) انعكاس أو انكسار (زاوية السقوط ، السقوط . والشعاع العمودي على السطح) منكسر

لسـاقط وتتساوى في حالة االنعكاس زاوية السقوط بزاوية االنعكاس وتتكون جميع األشعة ا ولكن إذا كان سطح الوسط الثاني المع . والمنعكس والعمودي على السطح في مستوى واحد

إذا كانت المرآة مسطحة أو مستوية تظهـر . أو ناعم قد يعمل كمرآة وتنتج صورة منعكسة الصورة كأنها خلف المرآة على بعد مسافة مساوية للمسافة بين الجسم األصـلي وسـطح

. المرآة .ح الوسط اآلخر قاسي من الطبيعي أن تتغير النقط على السطح بشكل عشوائيإذا كان سط

بعض الضوء قد يخترق المرآة أو قد تمتصـه . ال ينعكس كل الضوء الذي يصطدم بالمرآة مـن الضـوء % ١٠٠العديد من العلماء اعتقدوا أن المرآة التامة هي التي تعكس . المرآة

صنع العلماء المـرآة األقـرب ١٩٩٨ ذلك في عام مع - هذا مستحيل طبعا -الساقط عليها . والبوليستر ينTelluriumللمرآة التامة وذلك بتكديس طبقات مجهرية من

إذا سقط الشعاع بشكل مائل يخترق الوسط بمعامـل ،سرعة الضوء أقل في المواد الكثيفة سـطح معامـل انكسار عال بالنسبة للمحور العمودي على السطح، أما الشعاع المخترق ل

.انكسار أقل يذهب بعيدا على المحور العمودي

-":المنشور"الموشور إذا مر الضوء خالل المنشور وهو جسم شفاف مسطح أسطحه المعة مركب على بعضـه

الشعاع الخارج لم يعد موازيا للشعاع الساقط ألن معامـل انكسـار المـواد .بزوايا خاصة نشور بإمكانه تمييز الطول الموجي للضوء المحتوى الم،يختلف باختالف األطوال الموجية .داخل الحزمة الساقطة ويكون الطيف





٦٠

إذا الزاوية التي يصنعها . الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع الخارج هي زاوية االنحراف الشعاع الساقط مع تساوي الزاوية المصنوعة بواسطة الشعاع المرئي ويكون االنحـراف

. أقل ما يمكن

-:الزاوية الحرجةويزيـد هـذا . كما هو معروف ينحرف الشعاع عن المحور عند اختراقه لوسط أقل كثافة

. االنحراف بزيادة زاوية السقوط عن زاوية معينة تعرف عندها بالزاوية الحرجة درجة مع المحور وينتقل على طول الحدين الوسـطين، ٩٠الشعاع المنكسر يصنع زاوية

ة السقوط عن الزاوية الحرجة سينعكس الشعاع الساقط كليا في الوسط الذي وإذا زادت زاوي وفي حالة اختالف كثافة وسطين وانتقل الضوء من أحدهما إلى اآلخر ال يحدث . سقط منه

.انعكاس تام لإلشارةترسم الليفة الزجاجية بقطر صغير جدا مغطى بمادة معامل انكسارها أقل، وبعد ذلك تجمع

.نة وتستخدم إلرسال اإلشارةفي حزم مر

Fiber cables :: األلياف الضوئية :عملية تصنيع وتركيب األلياف األساسية تعتبر نوعا ما معقدة حيث تتم العملية كالتالي

بخليط من مجموعـة المنقى تنقية عالية الجودة ثم تمأل Quartzيتم تجهيز أنبوب من ألـ Tetrachloride +Posphorusoxychloride +Silicon +Tetrachloride)غازات

+Germanium Tetrachloride) و يتم حقن هذه الغازات في 1in وقطرها 4ftوطول هذه األنبوبة ، وتبدأ عملية المعالجة

وحرق F˚1600األنبوب المجوف وهذه األنبوب يلف فوق شعلة من اللهب بدرجة حرارة F˚2100هذه الغازات يولد وينتج مادة بداخل األنبوب ثم يتم تسخينها حتى درجة الحرارة

ويتم التسخين والسـحب علـى درجـة حـرارة 13mmويتم شد ومد األنبوب حتى قطر 2200˚F و يتم السحب على جهاز خاص بذلك ويسمى Vertical Drowing Tower





٦١

وطولهـا 125μm مبيوتر ويكون القطـر بعـد العمليـة ويتم التحكم بهذه العملية عبر الك6.25Km والمركز المحوري لهذا الكابل يسمى Core8 ويكون تقريبا القطرμm

cladding األقـل نقـاء ويسـمى Quartz المصفى ومحاط بالـ Quartzوهي من الـ .cladding 125 - 8 = 117μmوسمك الـ

لخارجية من أي عوامل فيزيائية قد تضر باأللياف ويتم تغليف األلياف بعدة طبقات للحماية ا . ويكون التغليف حسب الطبقات التالية

1- core- quartz. 2- cladding- silica. 3- jacket-acrylic. 4- butter jacket. 5- strength members. 6- outer jacket ((Polyure thane)).

coreستخدام حيث يتراوح قطر الـ وهذا التركيب األساسي هو األكثر شيوعا في اال cladding 125μm والـ 10μm-5من

to 100 GHz/KM 50وتكون عرض الحزمة من Mbytes/s 2000االتصاالت الرقمية تكون بسرعة قناة صوتية 100.000 يتم نقل أكثر من

أوامـر، ، واأللياف الزجاجية ترسل الضوء عبر الزجاج والمحمـل بكلماتنـا وأفكارنـا ومات، صور فيديو ألي مكان في العالم بسرعة ليفة زجاجية واحدة ممتدة مـع مكبـر معل

ألياف بإمكانها أن تحمل عشرات الماليين من المحادثات التليفونية، عشـرات اآلالف مـن .القنوات التلفزيونية

مليون كيلو متر منـه األليـاف الضـوئية ٢١٥ كان هناك أكثر من ١٩٩٨في نهاية العام ميل وتتعامل مع المعلومـات بمعـدل يتضـاعف ١٣٠٠٠ضات ضوئية بحوالي ترسل نب . سنويا

.كوابل تزودنا بالبدائل لكوابل أسالك النحاس المحمولة المستخدمة في االتصاالت زوج واحد من كوابل األلياف المستخدمة في اإلرسال يمكنها أن تحمل عـدة آالف مـن

.المحادثات في نفس الوقت





٦٢

مع إرسال الضوء عبر الليف أو طريق رفيعة جدا من الزجاج أو fiber optic يتعامل .أي مادة أخرى لها معامل انكسار عال

يمكن للضوء االنتقال عبر األلياف بفقد قليل حتى لو كانت الليفة والقاعدة التي يعتمد عليها ـ ،هذا اإلرسال هي االنعكاس الداخلي التام . ة أو صـميما ينتقل الضوء داخل مركـز الليف

يصطدم مع األوجه الداخلية بزوايا أكبر منه الزاوية الحرجة ولذلك كل الضـوء يـنعكس باتجاه داخل الليفة بدون فقد هكذا يمكن إرسال الضوء لمسافات بعيدة جدا بواسطة اإلنعاس

والفقد أقل ما يمكن تضاف شوائب لسطح الليفة للتحكم في تشتت الضوء ،آالف االنعكاسات .م الليفة الزجاجية مكسو بطبقة زجاجية بمعامل انكسار أقل بكثيرصمي

:Fiber losses

1- Light scattering 2- Absorption الذي يحدث بسبب التسخين الذي يحدث للشوائب بسبب طاقة الضوء وتصبح هذه الشوائب

جسم ممتص للضوء وذلك يكون في نهاية الخط

:Micro bend -3 .ام سطح الموصل وذلك يغير طرق االنعكاس وبالتالي يضعف اإلشارةيحدث لعدم انتظ

:Macro bend -4

.وهو الحادث بسبب الثني غير المناسب وعدم مراعاة زاوية الثني




Documents

خطوط لنقل