Wireless 101
M08 · L02
الوحدة 8 · الدرس 2

ما يفعله العالم بالموجة

فقد المسار في الفضاء الحرّ كان أفضل الحالات — الفقد الذي لا تتغلّب عليه ولا تكاد تبلغه. وثلاث آليّات تفسّر الفرق: الانعكاس، والانعطاف، والتبديد.

01 / 11
Wireless 101
M08 · L02
الانعكاس

الزاوية داخلاً، الزاوية خارجاً

تقول الهندسة إلى أين يذهب الشعاع؛ ويقول Γ كم يقوى — يحدّده الاستقطاب والزاوية والسماحيّة. فالمعدن يعطي |Γ| ≈ 1، والإسمنت والزجاج 0.7–0.9 عند الزوايا الضحلة.

معامل فرينل، وزاوية الرعي ψ
\Gamma_{\perp} = \frac{\sin\psi - \sqrt{\varepsilon_r - \cos^2\psi}}{\sin\psi + \sqrt{\varepsilon_r - \cos^2\psi}}

دع ψ → 0 فينهار إلى Γ → −1 لأي مادة: انعكاسٌ شبه تامّ مع انقلاب طورٍ 180°.

02 / 11
Wireless 101
M08 · L02
شعاعان

الأرض تطرح

فرق المسار ونقطة الانكسار
\Delta \approx \tfrac{2 h_t h_r}{d} \;\Big|\; d_{bp} = \tfrac{4 h_t h_r}{\lambda}

المباشر مع الارتداد الأرضي. المسار الزائد يتقلّص كـ1/d، فيتقارب الشعاعان على الطور — لكن الارتداد انقلب 180°، فيصير معنى التقارب على الطور التلاشي.

03 / 11
Wireless 101
M08 · L02
900 ميغاهرتز، سارية 30 م، هاتف 1.5 م

القدرة تهبط كـd⁻⁴

بعد نقطة الانكسار يصير التلاشي رتيباً ويتغيّر الأُسّ. فمضاعفة المسافة تكلّف الآن 12 ديسيبل لا 6 — ولهذا يشتري ارتفاع السارية تغطيةً.

Δ عند 2 كم
4.5 سم
نقطة الانكسار
540 م
لكل مضاعفة
12 ديسيبل
04 / 11
Wireless 101
M08 · L02
الانعطاف — هويغنز

لماذا ليس الظلّ معتماً

كل نقطةٍ في جبهة الموجة منبعٌ ثانوي. احجب نصفها فالباقيات تُشعّ جانبيّاً، فينحني غلافها إلى داخل الظلّ. والهندسة كلّها تُردّ إلى عددٍ واحد:

وسيط فرينل–كيرشهوف
v = h\sqrt{\tfrac{2(d_1+d_2)}{\lambda d_1 d_2}} = \tfrac{h\sqrt{2}}{r_1}
05 / 11
Wireless 101
M08 · L02
جرّبها — رابط 10 كم

حدّ السكّين وخلوّ فرينل

حرّك الحائل فوق خطّ البصر أو تحته وراقب v والفقد وحُكم الـ60%.

الارتفاع h +10 m
الموضع 50% · 5.0 km
التردّد 2.40 GHz
v 0.80 L 12.6 dB r1 17.7 m الخلوّ −57% · راسب (أقلّ من 60%)
تفاعلي: ضع جُدراناً وحوافّ على خريطة وراقب الانعكاس والظلّ والتغطية — مُولَّد بالذكاء الاصطناعي، بالإنجليزية
06 / 11
Wireless 101
M08 · L02
مثال محسوب — 10 كم، 2.4 غيغاهرتز

حرفٌ بارتفاع 10 م في منتصف المسار

  • λ = 0.125 م، d₁ = d₂ = 5000 م، r₁ = 17.7 م
  • v = 10√2/17.7 = 0.8
  • √(0.7²+1) + 0.7 = 1.221 + 0.7 = 1.921
  • L = 6.9 + 20log₁₀(1.921) = 12.6 ديسيبل
  • وعند v = 0، أي الرعي، L = 6.0 ديسيبل — لا صفراً أبداً
07 / 11
Wireless 101
M08 · L02
مناطق فرينل

أبقِ 60% خالياً

وr₁ = √(λd₁d₂/(d₁+d₂)) إهليلجٌ والهوائيان في محرقيه. أخلِ 60% منه فيبلغ v قيمة −0.85، وراء حدّ −0.7 حيث يعلن النموذج أن لا فقد إطلاقاً.

r₁ في المنتصف
17.7 م
60% منه
10.6 م
وذلك هو v
−0.85
08 / 11
Wireless 101
M08 · L02
التبديد

حين تكفّ المرآة عن كونها مرآة

معيار رايلي للخشونة
h_c = \frac{\lambda}{8\sin\theta}

عند رعيٍ 10°، يكون hc 9.0 سم عند 2.4 غيغاهرتز لكن 7.7 مم عند 28 غيغاهرتز. فالجدار الطوبي الواحد مرآةٌ في نطاقٍ ومبدِّدٌ في آخر — وينضمّ المطر فوق نحو 10 غيغاهرتز.

09 / 11
Wireless 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

10 / 11
Wireless 101
M08 · L02
خلاصة

ما تعلّمته

  • الانعكاس بالرعي: Γ → −1، أي انقلاب 180°
  • بعد نقطة الانكسار تهبط القدرة كـd⁻⁴
  • هويغنز هو سبب إضاءة الظلال أصلاً
  • حدّ السكّين: v = 0 يكلّف 6 ديسيبل، وv = 0.8 يكلّف 12.6
  • أبقِ 60% من منطقة فرينل الأولى خالياً
التالي في الوحدة 8
تعدّد المسار والخبوت ←
كل الدروس اقرأ المقالة
11 / 11