ثالثاً: محطات إعادة الإذاعة

1. محطات إعادة الإذاعة

تراوح مسافة الاتصال في مواصلات خط الرؤية المباشر بين 40ـ80 كم، وعندما تزيد المسافة على ذلك، يتم عمل محطات تقوية أو إعادة إذاعة، ويمكن لكل وثبة اتصال تحقيق مسافة من 40 إلى80 كم، ويصل عدد الوثبات، التي يمكن إنشاؤها إلى عشر وثبات، وفي هذه الحالة يمكن إسقاط بعض الدوائر الهاتفية أو التلغرافية، وإعادة تحميلها عند أي وثبة من هذه الوثبات، وذلك عندما تكون هذه الوثبات مزودة بأجهزة تحميل خطية. وعندما لا تستدعي الحاجة إسقاط وإعادة تحميل قنوات، فإن محطات إعادة الإذاعة في هذه الحالة لا تحتوي على أجهزة تحميل. (أُنظر شكل محطات إعادة الإذاعة)، التي تتصف بالآتي:

·   محطة إعادة الإذاعة بسعة 12 قناة تليفونية، وست قنوات برقية.

·   استخدام محطتي إعادة إذاعة.

·   الاتصال بين اتجاهات الراديو المتحركة وشبكات التليفونات العمومية، حيث يُستخدم أربع قنوات سنترال موصلة إلى سنترال آلي، ويمكن استخدام محطات إعادة الإذاعة بسعة مختلفة حسب الاحتياج إليها.

وتستخدم محطات إعادة الإذاعة عربات مجهزة خصيصاً لذلك، وهى مجهزة بالهوائيات اللازمة، وأجهزة التحميل، وكذلك وحدات القدرة.

ويوجد نوعان من محطات إعادة الإذاعة

أ. محطة إعادة إذاعة طرفية.

ب. محطة إعادة إذاعة باستخدام الهيترودين heterodyne.

تتكون محطات إعادة الإذاعة الطرفية، من كاشف للحيز الرئيسي في جهاز الاستقبال، وإعادة تحميل هذا الحيز إلى جهاز الإرسال. أما في محطات إعادة الإذاعة الهيترودين فإن محطة إعادة الإذاعة تنقل الإشارة المستقبلة إلى تردد إرسال آخر، ومن دون الوصول إلى تردد الحيز الرئيسي للإشارة، ويستخدم في محطات إعادة الإذاعة صاري هوائي اقتصادي، وطبق قطره أقصاه 12 قدماً، ويجب تجنب الأطوال الطويلة في المغذيات وموجهات الموجة.

أ. مرشحات التفريع

في حالة المسارات المحملة بسعة كبيرة، ربما يكون من الضروري توفير عدة ترددات راديوRF في الوقت نفسه، للإرسال والاستقبال على المسار نفسه، وباستخدام الهوائي نفسه. ويستخدم لذلك مرشحات تفريع لفصل كل تردد راديوRF، ومن دون فقد يذكر.

والوظيفة الرئيسية لمرشح التفريع هي مزج خرج عدة أجهزة استقبال، أو لعدة أجهزة إرسال أو الجمع للإرسال والاستقبال إلى هوائي واحد، وهذا يوفر التكاليف باستخدام الهوائي نفسه والمغذيات لإرسال واستقبال عدد من ترددات الراديو RF ،على ترددات مختلفة. وبالنسبة لاستخدام الاستقبال الهيترودين فإنه يستخدم المكونات الآتية:

(1) مرشح إمرار حيز.

(2) عازل.

(3) مازج استقبال.

(4) مكبر ابتدائي للتردد البيني. ويستخدم المرشح ليمنع تأثير المزج للترددات غير المرغوب فيها عند الدخل. ويستخدم العازل ليمثل معاوقة حمل ثابتة للمرشح. ويستخدم المازج مذبذباً بللورياً في حيز الترددات العالية جداً (قدرة ـ منخفضة) ومكبر تردد عالٍ جدّا، ويُتبع مازج الاستقبال المكبر الابتدائي للتردد البيني، ويكون هذا التردد عادة قياسيّا حسب الهيئة الاستشارية العالمية للراديو CCIR 7 ميجا هرتز، ومعاوقة الكابل المحوري الحامل له 75 أوم.

ب. إعادة الإذاعة غير الفعالة

ونظراً لأن مواصلات خط الرؤية المباشر تحتاج إلى أن يكون المسار بين محطتي الإرسال والاستقبال واضحًا، ولا توجد به عوائق، يتم التغلب على هذه المشكلة في بعض الحالات الخاصة باستخدام إعادة الإذاعة غير الفعالة. (أُنظر شكل أشكال مختلفة للمعيدات)

وأبسط طريقة للحصول على مسارٍ غير معاق، هي زيادة ارتفاعات أنظمة الهوائيات في كل من محطة الإرسال ومحطة الاستقبال، وأحياناً يكون هذا الحل غير عملي نتيجة التكاليف العالية لإنشاء أبراج بارتفاعات كبيرة، وكذلك لزيادة أطوال المغذيات، وموجهات الموجه، وهناك طريقة للتغلب على العائق الموجود بين محطة الإرسال والاستقبال باستخدام إعادة الإذاعة غير الفعالة أو انعكاس موجات الراديو. ولأن معظم أنظمة الميكروويف يتبع نظريات الضوء، فإنه يمكن استخدام نظريات الضوء في إعادة الإذاعة غير الفعالة.

وفكرة هذه الطريقة هي استخدام نظام (مرايا) مشابهة للتي تستخدم في المرايا الضوئية، وذلك باستخدام انعكاس الشعاع على العائق أو بالقرب منه. وتستخدم مرايا الراديو بطريقتين:

(1) أنظمة الهوائي البيروسكوبى.

(2) أنظمة الإعادة غير الفعالة.

في نظام الهوائي البيروسكوبي، يتم استخدام هوائي طبقي مثبت على الأرض، وموجه رأسياً ليواجه عاكسًا غير فعال موضوعًا على قمة برج. (أُنظر شكل عاكس الهوائي) ويميل العاكس 45 درجة، ويعمل على إعادة توجيه الأشعة في اتجاه أفقي مرة أخرى إلى المحطة المقابلة، حيث يوجد نظام مشابه ليعكس الأشعة المستقبلة مرة أخرى إلى الهوائي الطبقي الموجود على الأرض.

أما في حالة استخدام أنظمة إعادة الإذاعة غير الفعالة، فإنها تُستخدم عندما لا يسمح ارتفاع البرج بتفادي العائق بين محطتي الإرسال والاستقبال. ومثال ذلك، عندما يوجد جبل في المسار، فإن شعاع الميكرويف يمكن أن يوجه على نقطة على الجبل أو بجانبها، وبانعكاسه يتم استقباله في المحطة الأخرى المقابلة. (أُنظر شكل معيد غير فعال)

وكذلك يمكن استخدام محطات إعادة الإذاعة الفعالة، عند هذه النقطة، لتكبير الإشارة وإعادة إرسالها. ولكن محطات إعادة الإذاعة غير الفعالة تُستخدم أساسا لتغيير مسار الشعاع من دون تكبير. ومحطات إعادة الإذاعة الغير فعالة لا تكبر الإشارة المستقبلة، ولا تحتاج تغذية، وصيانتها سهلة جداً، ويمكن وضعها في أماكن يصعب جداً الوصول إليها.

2. مشاكل الاتصال باستخدام خط الرؤية المباشر

أ. قصر مسافة الاتصال من (10ـ 50) ميلاً

ب. تحتاج إلى محطات إعادة الإذاعة، وذلك عند زيادة المسافة بين محطتي الإرسال والاستقبال عن 50 ميلاً، وإنشاء مثل هذه المحطات مكلف جداً، نتيجة استخدام معدات أخرى، وأفراد تشغيل المحطة، وكذا استخدام أبراج عالية، والمغذيات، ومحطات القدرة.

ج. استخدام عدد كبير من الترددات للعمل بها في محطات إعادة الإذاعة، وذلك إضافة إلى المحطات الرئيسية، مما يزيد من التداخل بين ترددات الراديو، ويؤثر بالتالي على كفاءة الاتصال.

د. تحتاج إلى خط رؤية مباشر، من دون عوائق بين محطتي الإرسال والاستقبال، وكذلك خلو منطقة فرنبيل الأولى من العوائق، ويُسمح فقط بوجود عائق في هذه المنطقة، وبنسبة معينة لمسافات الاتصال الصغيرة.

هـ. عند وجود مانع مائي، أو أشجار عالية، في مسار مواصلات خط الرؤية المباشر، يتعذر أحياناً إقامة محطات إعادة الإذاعة، وبالتالي عدم إمكانية تحقيق اتصال بهذه الوسيلة من المواصلات.

و. تحتاج إلى أبراج عالية تصل إلى ارتفاع 120 م، وهذا يتطلب بُعد مواقع هذه الأنظمة عن المطارات، وكذلك وضع نظام إشارات تحذير ضوئية دولية على هذه الأبراج.

ز. نظرًا للارتفاع الكبير للأبراج، تكون أطوال المغذيات والمَّوجّه الموجي للإشارة كبيرة، وهذا مكلف جداً.

ح. تحتاج إلى وقت أكبر في الإنشاء والتخطيط، ويظهر ذلك عند الحاجة إلى عمل محطات إعادة الإذاعة، وكذا أعمال المسح الميداني، لكل موقع وأعمال الإنشاءات الخاصة بهذه المواقع.

ط. عند مرور مسار الشعاع بين محطتي الإرسال والاستقبال على مسطحات مائية، أو أرض صحراوية، يعمل هذا على انعكاس الموجات اللاسلكية، مما يؤثر في الإشارة المستقبلة في شكل الخفوت.

ي. أحيانا يتعذر إنشاء محطة إعادة الإذاعة في المكان المثالي، الذي تم اختياره مسبقاً من الخريطة عند التخطيط لمحطة إعادة الإذاعة، نظراً لوعورة التضاريس.