هندسة الترددات الراديوية

هندسة الترددات الراديوية (RF) هي فرع من فروع الهندسة الكهربائية، وتتضمن تطبيق مبادئ خطوط النقل، والموجات الدليلية، والهوائيات، والرادار، والمجال الكهرومغناطيسي على تصميم وتطبيق الأجهزة التي تنتج أو تستخدم إشارات ضمن نطاق الترددات الراديوية ، وهو نطاق ترددي يتراوح من حوالي 20  كيلوهرتز إلى 300  جيجاهرتز. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تُستخدم هذه التقنية في كل ما يبث أو يستقبل موجات الراديو تقريبًا، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، الهواتف المحمولة، وأجهزة الراديو، وشبكات الواي فاي، وأجهزة الاتصال اللاسلكي ثنائية الاتجاه. هندسة الترددات الراديوية مجال متخصص للغاية، ويشمل عادةً مجالات الخبرة التالية:

1. تصميم أنظمة الهوائيات لتوفير تغطية إشعاعية لمنطقة جغرافية محددة بواسطة مجال كهرومغناطيسي أو لتوفير حساسية محددة لمجال كهرومغناطيسي يصطدم بالهوائي.
2. تصميم هياكل خطوط الاقتران والنقل لنقل طاقة الترددات الراديوية بدون إشعاع.
3. تطبيق عناصر الدوائر وهياكل خطوط النقل في تصميم المذبذبات والمضخمات والخلاطات وأجهزة الكشف والمجمعات والمرشحات وشبكات تحويل المعاوقة وغيرها من الأجهزة.
4. التحقق من أداء أجهزة وأنظمة الترددات الراديوية وقياسه.

لإنتاج نتائج عالية الجودة، يحتاج مهندس الترددات اللاسلكية إلى معرفة متعمقة بالرياضيات والفيزياء ونظرية الإلكترونيات العامة بالإضافة إلى تدريب متخصص في مجالات مثل انتشار الموجات وتحويلات المعاوقة والمرشحات وتصميم لوحات الدوائر المطبوعة ذات الشريط الميكروي.

يهتم علم الإلكترونيات اللاسلكية بالدوائر الإلكترونية التي تستقبل أو ترسل إشارات الراديو .

عادةً، يجب أن تعمل هذه الدوائر بترددات ومستويات طاقة الراديو ، مما يفرض قيودًا خاصة على تصميمها. وتزداد أهمية هذه القيود مع ارتفاع الترددات. عند ترددات الميكروويف ، تصبح مفاعلة مسارات الإشارة جزءًا أساسيًا من التصميم المادي للدائرة.

قائمة بمواضيع الإلكترونيات اللاسلكية:

• مذبذبات الترددات الراديوية : حلقة قفل الطور ، مذبذب يتم التحكم فيه بالجهد
• أجهزة الإرسال ، وخطوط النقل ، وموالفات خطوط النقل ، وموصلات الترددات اللاسلكية
• الهوائيات ، نظرية الهوائيات
• أجهزة الاستقبال ، أجهزة الضبط
• مكبرات الصوت
• أجهزة التعديل ، وأجهزة إزالة التعديل ، وأجهزة الكشف
• مرشحات الترددات اللاسلكية
• الحماية من الترددات اللاسلكية ، والسطح الأرضي
• طيف الانتشار بالتسلسل المباشر (DSSS)، قدرة الضوضاء
• الراديو الرقمي
• مضخمات طاقة الترددات اللاسلكية
  • ترانزستورات تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFET) : ترانزستور MOSFET للطاقة ، ترانزستور أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة المنتشرة جانبياً (LDMOS)
  • ترانزستورات ثنائية القطب
• معالجات النطاق الأساسي ( أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة التكميلية (CMOS) )
• دوائر متكاملة ذات إشارات مختلطة بتقنية CMOS بترددات الراديو

مهندسو الترددات الراديوية متخصصون في مجالهم، ويضطلعون بأدوارٍ متعددة، كالتصميم والتركيب والصيانة. ويتطلب عملهم سنواتٍ طويلة من الخبرة الواسعة في هذا المجال. يمتلك هذا النوع من المهندسين خبرةً في أنظمة الإرسال، وتصميم الأجهزة، وتحديد مواقع الهوائيات لتحقيق الأداء الأمثل. قد يشمل الوصف الوظيفي لمهندس الترددات الراديوية في محطة بث صيانة أجهزة الإرسال عالية الطاقة والأنظمة المرتبطة بها، بما في ذلك الطاقة الاحتياطية لموقع الإرسال، والتحكم عن بُعد، وضبط خط النقل الرئيسي والهوائيات ، ووصلات الترحيل الراديوي بالميكروويف (STL / TSL) ، وغيرها.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون مهندس تصميم الترددات الراديوية قادراً على فهم تصميم الأجهزة الإلكترونية، ومواد لوحة الدوائر، وإشعاع الهوائي، وتأثير الترددات المتداخلة التي تمنع الأداء الأمثل داخل قطعة المعدات التي يتم تطويرها.

تُستخدم نظرية الكهرومغناطيسية في هندسة الترددات الراديوية، وذلك باستخدام أدوات مفاهيمية مثل حساب المتجهات والتحليل المركب . ^{[ 3 ] [ 4 ]} تشمل المواضيع المدروسة في هذا المجال الموجهات وخطوط النقل ، وسلوك هوائيات الراديو ، وانتشار موجات الراديو عبر الغلاف الجوي للأرض. تاريخيًا، لعب هذا الموضوع دورًا هامًا في تطوير الديناميكا غير الخطية . ^{[ 5 ]}

• هندسة البث
• نظرية المعلومات
• هندسة الميكروويف
• منطقة التداخل
• هندسة الرادار
• إدارة موارد الراديو
• تيار الترددات الراديوية
• سبلات! (برنامج)
• قائمة الكتب الدراسية في الكهرومغناطيسية

• دليل عملي لتحليل وتصميم الترددات الراديوية