ما هو هوائي ربع الموجة؟
هوائي ربع الموجة (مثل الهوائي أحادي القطب من نوع ربع الموجة أو أحد عنصري الهوائي ثنائي القطب) يبلغ طوله الفعلي رُبع طول الموجة التشغيلي. ولأنه يدخل في حالة رنين طبيعي عند التردد المُصمَّم له، فإنه يُعدّ خياراً عملياً وسهل التصنيع لهواة الراديو، وأجهزة CB، وشبكات الواي فاي، وراديو FM، وكثير من مشاريع الترددات اللاسلكية الأخرى. تحوّل هذه الحاسبة التردد المستهدف إلى الطول الذي ينبغي أن تقص عنده السلك أو القضيب لديك.
كيفية الاستخدام
أدخل التردد التشغيلي بوحدة الميغاهرتز (MHz) ومعامل السرعة للموصِّل المستخدم. يأخذ معامل السرعة في الحسبان أن الإشارة تنتقل داخل السلك الحقيقي بسرعة أقل قليلاً منها في الفضاء الحر. وعادة ما يكون السلك العاري قريباً من 0.95–0.97، بينما قد يكون أقل من ذلك في السلك المعزول أو الكابل المحوري. وإذا لم تكن متأكداً، فإن القيمة 0.95 تمثّل نقطة بداية معقولة. تعطيك الحاسبة طول ربع الموجة بالمتر والسنتيمتر والبوصة، إضافةً إلى طول الموجة الكامل في الفضاء الحر.
شرح المعادلة
توفّر سرعة الضوء اختصاراً مفيداً: طول الموجة (متر) = 300 ÷ التردد (MHz). ونحصل على الرُبع بضرب هذه القيمة في 0.25 ثم في معامل السرعة:
$$L = \frac{300}{f_{\text{MHz}}} \times 0.25 \times \text{VF}$$الرقم 300 مستمد من سرعة الضوء (نحو 300,000,000 متر/ثانية) مُعبَّراً عنه بصورة ملائمة بالنسبة إلى وحدة الميغاهرتز.
مثال تطبيقي
لإشارة بتردد 100 MHz ومعامل سرعة 0.95: يكون طول الموجة الكامل = \( \frac{300}{100} = 3 \) أمتار. ورُبع هذه القيمة يساوي 0.75 متر، وبتطبيق معامل السرعة نحصل على \( 0.75 \times 0.95 = 0.7125 \) متر، أي نحو 71.25 سم (28.05 بوصة).
الأسئلة الشائعة
لماذا نُدرج معامل السرعة؟ تتحرك الموجات الراديوية بسرعة أقل قليلاً داخل الموصِّل الفعلي، لذلك يكون طول الرنين أقصر بعض الشيء من طول ربع الموجة في الفضاء الحر.
أي قيمة لمعامل السرعة أستخدم؟ عادةً ما يُقدَّر سلك النحاس العاري بنحو 0.95–0.97. وقد تخفّض التأثيرات الطرفية في العناصر الأسمك هذه القيمة أكثر؛ لذا اضبط الطول بالقص والمعايرة للحصول على أفضل نسبة موجة واقفة (SWR).
هل النتيجة دقيقة تماماً؟ إنها تمنحك نقطة انطلاق قوية. غير أن عوامل واقعية مثل قطر السلك والعزل والأجسام المجاورة تعني أنه يجب عليك الضبط الدقيق باستخدام مقياس نسبة الموجة الواقفة (SWR) أو محلّل الهوائيات.
