هندسة الميكروويف

الموسوعة الحرة

تتعلق هندسة الموجات الدقيقة بدراسة وتصميم دوائر الموجات الدقيقة ومكوناتها وأنظمتها. وتُطبق المبادئ الأساسية على تقنيات التحليل والتصميم والقياس في هذا المجال. وتميز الأطوال الموجية القصيرة المتضمنة هذا التخصص عن الهندسة الإلكترونية . وذلك لأن هناك تفاعلات مختلفة مع الدوائر وخصائص الإرسال والانتشار عند ترددات الموجات الدقيقة.

ومن النظريات والأجهزة التي تتعلق بهذا المجال الهوائيات ، والرادار ، وخطوط النقل ، والأنظمة الفضائية ( الاستشعار عن بعد )، والقياسات، ومخاطر إشعاع الميكروويف، وتدابير السلامة.

خلال الحرب العالمية الثانية ، لعبت هندسة الموجات الدقيقة دورًا مهمًا في تطوير الرادار الذي يمكنه تحديد موقع السفن والطائرات المعادية بدقة باستخدام شعاع مركّز من الإشعاع الكهرومغناطيسي . توجد أسس هذا التخصص في معادلات ماكسويل وعمل هاينريش هيرتز ، ونظرية الموجات الموجهة لويليام طومسون ، وجاي سي بوس ، والكليسترون من راسل وفاريان بروس، بالإضافة إلى مساهمات بيري سبنسر، وآخرين. [1]

مجال الميكروويف

الموجات الدقيقة هي مصطلح يستخدم لتحديد الموجات الكهرومغناطيسية التي تزيد عن 103 ميغا هرتز (1 جيجا هرتز) حتى 300 جيجا هرتز بسبب الأطوال الموجية الفيزيائية القصيرة لهذه الترددات. توفر طاقة الطول الموجي القصير مزايا مميزة في العديد من التطبيقات. على سبيل المثال، يمكن الحصول على اتجاهية كافية باستخدام هوائيات صغيرة نسبيًا وأجهزة إرسال منخفضة الطاقة. هذه الخصائص مثالية للاستخدام في تطبيقات الرادار والاتصالات العسكرية والمدنية. تصبح الهوائيات الصغيرة والمكونات الصغيرة الأخرى ممكنة من خلال تطبيقات ترددات الميكروويف. يمكن اعتبار ميزة الحجم جزءًا من حل مشاكل المساحة أو الوزن أو كليهما. يعد استخدام ترددات الميكروويف مهمًا لتصميم الرادار على متن السفن لأنه يجعل من الممكن اكتشاف أهداف أصغر. تقدم ترددات الميكروويف مشاكل خاصة في النقل والتوليد وتصميم الدوائر التي لا يتم مواجهتها في الترددات المنخفضة. تعتمد نظرية الدائرة التقليدية على الفولتية والتيارات ، بينما تعتمد نظرية الميكروويف على المجالات الكهرومغناطيسية . [2]

يمكن وصف الأجهزة والتقنيات نوعيًا بأنها "موجات ميكروويف" عندما تكون أطوال موجات الإشارات مساوية تقريبًا لأبعاد المعدات، بحيث يكون نموذج العناصر المجمعة غير دقيق. ونتيجة لذلك ، تميل تقنية الميكروويف العملية إلى الابتعاد عن المقاومات المنفصلة والمكثفات والمحاثات المستخدمة مع موجات الراديو ذات التردد المنخفض . بدلاً من ذلك، يعد نموذج العناصر الموزعة ونظرية خطوط النقل طرقًا أكثر فائدة للتصميم والتحليل. تفسح خطوط النقل ذات الأسلاك المفتوحة والمحورية المجال للموجهات والخطوط الشريطية ، ويتم استبدال الدوائر المضبوطة بالعناصر المجمعة برنانات تجويف أو خطوط رنينية . إن تأثيرات الانعكاس والاستقطاب والتشتت والحيود والامتصاص الجوي المرتبطة عادةً بالضوء المرئي لها أهمية عملية في دراسة انتشار الموجات الدقيقة . تنطبق نفس معادلات النظرية الكهرومغناطيسية على جميع الترددات. [ 1] [3]

الصلة

أصبحت هندسة الموجات الدقيقة ذات أهمية مع انتقال مجال الموجات الدقيقة إلى القطاع التجاري، ولم تعد قابلة للتطبيق فقط على التقنيات العسكرية في القرنين العشرين والحادي والعشرين . لقد فتحت المكونات غير المكلفة والاتصالات الرقمية في مجال الموجات الدقيقة مجالات ذات صلة بهذا التخصص. بعض هذه المجالات هي الرادار والأقمار الصناعية والراديو اللاسلكي والاتصالات البصرية ودوائر الكمبيوتر الأسرع ورادار تجنب الاصطدام. [4]

تعليم

تقدم العديد من الكليات والجامعات تخصص هندسة الموجات الدقيقة. وفيما يلي بعض الأمثلة.

توفر جامعة ماساتشوستس أمهرست برامج بحثية وتعليمية في مجال الاستشعار عن بعد بالموجات الدقيقة وتصميم الهوائيات وأنظمة الاتصالات. يتم تقديم دورات ومشاريع عمل تؤدي إلى الحصول على درجات علمية عليا. تشمل التخصصات تصميم الدوائر المتكاملة بالموجات الدقيقة والترددات الراديوية وهندسة الهوائيات والكهرومغناطيسية الحاسوبية وانتشار الموجات الراديوية وأنظمة الرادار والاستشعار عن بعد ومعالجة الصور والتصوير بالتيراهيرتز. [5] [6]

تقدم جامعة تافتس برنامج شهادة هندسة الموجات الدقيقة واللاسلكية كجزء من برامج الدراسات العليا. ويمكن تطبيقه للحصول على درجة الماجستير في الهندسة الكهربائية. يجب أن يكون لدى الطالب درجة البكالوريوس المناسبة للتسجيل في هذا البرنامج. [4]

تقدم جامعة أوبورن أبحاثًا في مجال الموجات الدقيقة. يعد مركز أبحاث وتعليم الهندسة اللاسلكية أحد مراكز الأبحاث الثلاثة. تقدم الجامعة أيضًا درجة البكالوريوس في الهندسة اللاسلكية مع تخصص في الهندسة الكهربائية اللاسلكية. [7] [8] [9]

تقدم جامعة برادلي درجة جامعية ودراسات عليا في برنامج هندسة الموجات الدقيقة واللاسلكية. ولديها مختبر متقدم للموجات الدقيقة ومختبر اتصالات لاسلكية ومرافق أخرى ذات صلة بالبحث. [10]

المجتمعات

هناك جمعيات مهنية ذات صلة بهذا التخصص:

تعمل جمعية نظرية وتقنيات الموجات الدقيقة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (MTT-S) على "تعزيز تقدم نظرية الموجات الدقيقة وتطبيقاتها...". كما تنشر الجمعية مجلات محكمة ومجلة واحدة. [11]

المجلات والدوريات العلمية الأخرى

توجد مجلات محكمة ومجلات علمية أخرى تتناول موضوعات تتعلق بهندسة الموجات الدقيقة. ومن بين هذه المجلات: IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques ، و IEEE Microwave and Wireless Components Letters ، وMicrowave Magazine، [12] وIET Microwaves, Antennas & Propagation، [13] وMicrowave Journal. [14]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Das, Annapurna; Sisir K. Das (2000–2009). Microwave engineering. McGraw-Hill core concepts in electrical engineering series. (الطبعة الأولى). McGraw-Hill Higher Education. ISBN  978-0-07-352950-9.
  2. ^ "الوحدة 11 - مبادئ الموجات الدقيقة" (تحميل ملف PDF مجاني) . سلسلة تدريب الكهرباء والإلكترونيات البحرية (NEETS) . البحرية الأمريكية . 1998. ص 1-1 إلى 1-10 . تم الاسترجاع في 2011-09-04 . تم إعداده بواسطة FTCM فرانك إي سلون
  3. ^ تم نسخ هذه الفقرة مباشرة من مقالة ويكيبيديا بعنوان Microwave . (4 سبتمبر 2011). ومع ذلك، فإن هذه المادة مغطاة بالمصدر الموثوق المقدم في هذه المقالة (Das, Annapurna؛ وSisir K. Das. Microwave Engineering . McGraw-Hill Higher Education).
  4. ^ ab Microwave and Wireless Engineering (2011). "Certificate program" (online web page) . جامعة تافتس . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  5. ^ "مركز الأبحاث والمختبرات" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة ماساتشوستس أمهرست . 2011. تم الاسترجاع في 18 أكتوبر 2011 .
  6. ^ "درجات الدراسات العليا" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة ماساتشوستس أمهرست . 2011. تم الاسترجاع في 18 أكتوبر 2011 .
  7. ^ البحث والتوعية (2011). "نظرة عامة" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة أوبورن (ألاباما) . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  8. ^ "برامج البكالوريوس" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة أوبورن (ألاباما). 2011. تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  9. ^ "خيارات برنامج هندسة الاتصالات اللاسلكية" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة أوبورن (ألاباما). 2011. تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  10. ^ "برنامج هندسة الموجات الدقيقة واللاسلكية" (صفحة ويب على الإنترنت) . جامعة برادلي (إلينوي). 2011. تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  11. ^ "حول MTT-S" (صفحة الويب عبر الإنترنت) . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  12. ^ "MTT-S Publications" (صفحة ويب على الإنترنت) . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  13. ^ "IET Microwaves, Antennas and Propagation" (صفحة ويب على الإنترنت) . مؤسسة الهندسة والتكنولوجيا . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .
  14. ^ "مجلة الميكروويف" (صفحة ويب على الإنترنت) . دار هورايزون للنشر . تم الاسترجاع في 12 سبتمبر 2011 .

قراءة إضافية

  • دونج، جونوي (2009). تصميمات عدسات الميكروويف: التحسين، وخوارزميات المحاكاة السريعة، وتقنيات المسح بزاوية 360 درجة (أطروحة دكتوراه). معهد فيرجينيا للتكنولوجيا وجامعة الولاية. hdl : 10919/29081. OCLC  469368809. Docket etd-09242009-195704 . تم الاسترجاع في 26 سبتمبر 2020 .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=هندسة_الميكروويف&oldid=1190823697"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate