الموجات الدقيقة جزء من الموجات الراديوية وليست نوعاً منفصلاً عنها. المقارنة العملية غالباً بين روابط الميكروويف وروابط تستخدم ترددات أدنى. تتعلق الفروق بالانتشار والهوائيات وموارد الاتصال، لا بتقسيم ثابت إلى راديو بطيء وميكروويف سريع.
التردد وعرض النطاق ومعدل البيانات
تختلف حدود مصطلح الميكروويف حسب الاصطلاح؛ من التعريفات الشائعة نحو 300 MHz–300 GHz، وبعضها يبدأ عند 1 GHz. لذلك لا تنتهي جميع الموجات الراديوية عند 300 MHz.
التردد الحامل وعرض النطاق ومعدل البيانات مقاييس مختلفة. حامل عند 10 GHz لا يعني 10 Gbit/s. يقاس عرض النطاق بالهرتز، ومعدل البتات بالبت في الثانية.
1. الانتشار والعوائق
في الفراغ تنتشر الترددات الراديوية الأدنى والميكروويف بسرعة الضوء c ≈ 299792458 m/s. من λ = c/f يكون الطول الموجي نحو 3 m عند 100 MHz ونحو 3 cm عند 10 GHz.
تحتاج روابط ميكروويف أرضية كثيرة إلى رؤية مباشرة وخلو مناسب لمنطقة فرينل. يعتمد الحيود والانعكاس والعبور عبر المواد على الهندسة والخواص الكهربائية. التردد المنخفض لا يخترق كل جدار.
قد تعكس المعادن والأسطح الأخرى كلا النوعين. تحدد الخشونة والاتجاه والحجم بالنسبة إلى الطول الموجي أثرها. يمكن للانعكاس أن يتيح مساراً أو يسبب تعدد مسارات وتداخلاً.
يتغير تأثير المطر والغازات مع التردد. امتصاص الأكسجين قرب 60 GHz حالة محددة، وليس توهيناً واحداً لجميع الموجات الدقيقة. وتستفيد بعض روابط HF من الأيونوسفير ضمن شروط أخرى.
2. الهوائيات ومساحة الفتحة
عند ثبات المساحة الفيزيائية وكفاءة مناسبة، يمكن للطول الموجي الأقصر إتاحة توجيهية أعلى. بذلك قد يوفر طبق أو لوح بحجم عملي حزمة ضيقة لرابط ثابت.
لكن توجد هوائيات شبه شاملة في نطاقات الميكروويف، وهوائيات ياغي ومصفوفات اتجاهية عند ترددات أدنى. الميكروويف لا يعني طبقاً بالضرورة، والراديو لا يعني هوائياً شاملاً بالضرورة.
في نموذج الفضاء الحر بالمجال البعيد، LFS = 20 log10(4πr/λ). إذا ثبت كسب الهوائيين زاد هذا الحد مع التردد. أما عند تثبيت المساحتين الفيزيائيتين فيتغير الكسب أيضاً، فتكون المقارنة مختلفة.
3. القنوات والسعة
تتيح بعض نطاقات الميكروويف قنوات واسعة. يعتمد توفرها على النظام وخطة التردد، بينما يحدد التضمين والترميز والضجيج والتداخل وإعادة الاستخدام السعة المفيدة.
يمكن تشغيل طرق تماثلية ورقمية في نطاقات مختلفة. التردد المنخفض لا يفرض AM أو FM تماثلياً، والتردد العالي لا يضمن سرعة محددة.
يمكن ترميز الصوت والصور والقياسات والبيانات الأخرى. قارن الحركة المفيدة في ظروف التشغيل، لا أقصى سرعة لواجهة واحدة؛ إعادة الإرسال والازدحام يؤثران أيضاً.
الإشارة والمرسل والرابط
الإشارة هي التغير الكهرومغناطيسي، والمرسل يولده ويغذي الهوائي. يشمل الرابط الطرفين والانتشار والاستقبال والبروتوكولات. يمكن للمسار الأرضي والمسار عبر الأقمار استخدام الميكروويف.
يرجع تأخر بعض الروابط الفضائية أساساً إلى المسافة وبنية الشبكة، لا إلى أن الميكروويف أبطأ في الفراغ. كذلك لا يثبت قياس قدرة RF وحده سرعة البيانات أو جودة فكها.
إعداد المقارنة والقياس
- المسار: العوائق والرؤية والهامش.
- الخدمة: النطاقات والقنوات المتاحة.
- الحركة: السعة والتأخير والاستمرارية.
- الهوائي: المخطط والكسب والتوجيه.
- القياس: التردد والمستوى والمرجع وكاشف مناسب.
لمقياس القدرة اختر حساساً يغطي التردد والمدى ونوع الإشارة، وافصل القدرة المتوسطة من الذروة. لا تقارن قراءة قدرة في كابل مع شدة مجال في الهواء دون علاقة قياس محددة.
تشرح مقدمتا NASA حول الموجات الراديوية والميكروويف موقعهما في الطيف. يبقى ميزان الرابط الفعلي أساس الاختيار بدل نسب اختراق الجدران العامة.
