تحليل أداء هوائي عدسة فرينل ذات المناطق في مجال الأمواج الملمترية لاتصالات الجيل الخامس

الملخص

إن الهدف الرئيسي من استخدام العدسات مع الهوائيات هو تحسين الربح والإتجاهية بالاضافة إلى تحقيق تشّكيل الحزمة الهجين الرقمي الراديوي، وخصوصاً مع استخدام

اتصالات تعدد المداخل وتعدد المخارج. حيث تعمل العدسة على تخفيض مستوى الفصوص الجانبية وتركيز الإشعاع بالإتجاه المرغوب، مما يخفض ضياع الطاقة ويحسن الفعّالية الطاقيّة للنظام بالإضافة لزيادة معدل نقل البيانات بشكل كبير، مما يحسّن من الفعّالية الطيفيّة. تم دراسة أنواع متعددة من العدسات وذلك بهدف الحصول على أبعاد أصغر ووزن أقل متوافقة مع القيود التي تفرضها أجهزة الإرسال والاستقبال المستخدمة في اتصالات الجيل الخامس.

يهدف البحث إلى تصميم هوائي عدسة قابل للتطبيق في نظام اتصالات الجيل الخامس باستخدام عدسة فرينل المستوية ذات المناطق   والتي تمتاز بسماكة أقل ووزن أخف مقارنة مع العدسة ذات الألواح العازلة مع إمكانية تصنيعها بسهولة. وتعتمد عدسة  على التداخل البنّاء بين المناطق ( )  المكوّنة للعدسة. تم تصميم هوائي عدسة   على المجال الترددي   المستخدم في اتصالات الجيل الخامس. تتميز عدسة فرينل بخاصية المسافة البؤرية (البعد المحرقي) الصغيرة   وبالتالي يمكن وضع التغذية على مسافة قريبة جداً من العدسة مما يجعل الهوائي مناسباً لاتصالات الجيل الخامس. ويعتمد البحث على طريقة الفروقات المحدودة في المجال الزمني  المعتمدة في برمجية  لدراسة وتحليل أداء الهوائي المقترح حيث تم استخدام الهوائي البوقي كهوائي تغذية أولاً ثم استخدام مصفوفة من الهوائيات البوقية كعناصر تغذية في المرحلة التالية وذلك بهدف الحصول على  تشّكيل حزمة فعًال لتحسين الأداء. تم تحليل الأداء من خلال معاملات الأداء المعتمدة: عامل الانعكاس والربح وعرض مجال نصف الاستطاعة والمخطط الإشعاعي. وبيًنت النتائج تحسناً واضحاً لأداء الهوائي المليمتري باستخدام عدسة     بالمقارنة مع هوائي العدسة القائمة على الألواح العازلة. بشكل عام، يوفر هذا الهوائي أداءً جيدًا ضمن مجال الأمواج المليمترية، وأنماط إشعاع خاصة متوافقة مع معايير المعهد الأوروبي للاتصالات والمقاييس ، حيث يتميز بربح عالي نسبياً، بالإضافة إلى عامل الشكل المنخفض.