بسم الله الرحمن الرحیم
فهرست مطالب
1.مقدمه
2.خطوط انتقال دو هادی
3.خطوط انتقال پلانار
4.موج برها
5.فیبر نوری
. مقدمه
خطوط انتقال، ساختارهایی هستند که برای انتقال مؤثر انرژی الکترومغناطیسی از یک نقطه به نقطه دیگر طراحی شدهاند. این خطوط در فرکانسهای مختلف و برای کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار میگیرند.
خطوط انتقال دو هادی
کابل کواکسیال
کابل کواکسیال از یک هادی مرکزی، یک عایق دیالکتریک، یک شیلد رسانا و یک پوشش خارجی تشکیل شده است. این ساختار باعث میشود که امواج الکترومغناطیسی در حالت TEM (Transverse Electromagnetic) منتقل شوند. کابلهای کواکسیال در سیستمهای تلویزیونی، اینترنت و مخابرات کاربرد گستردهای دارند.
کابل زوج بههمتابیده
این نوع کابل از دو هادی عایقشده تشکیل شده است که بهصورت مارپیچ به دور یکدیگر تابیده شدهاند. تابیدن هادیها باعث کاهش تداخلات الکترومغناطیسی میشود. کابلهای زوج بههمتابیده در شبکههای تلفنی و اینترنت کاربرد دارند.
خطوط انتقال پلانار
میکرو استریپ
میکرو استریپ از یک نوار رسانا بر روی یک بستر دیالکتریک و یک صفحه زمین در زیر بستر تشکیل شده است. این ساختار در مدارهای مجتمع مایکروویو و بردهای مدار چاپی استفاده میشود.
استریپلاین
استریپلاین شامل یک نوار رسانا است که بین دو صفحه زمین و درون یک بستر دیالکتریک قرار دارد. این ساختار نسبت به میکرو استریپ تلفات تابشی کمتری دارد و در مدارهای دیجیتال پرسرعت کاربرد دارد.
موجبر همصفحه
در این ساختار، یک هادی مرکزی با صفحات زمین در دو طرف آن و همسطح قرار دارد. موجبرهای همصفحه در مدارهای مجتمع مایکروویو و کاربردهای فرکانس بالا استفاده میشوند.
اسلاتلاین
اسلاتلاین از یک شیار باریک در یک صفحه زمین تشکیل شده است. این ساختار در فیلترها، کوپلرها و آنتنهای مایکروویو کاربرد دارد.
موجبرها
موجبر مستطیلی
موجبرهای مستطیلی از لولههای فلزی توخالی با مقطع مستطیلی تشکیل شدهاند. این موجبرها در فرکانسهای مایکروویو برای انتقال سیگنالها با تلفات کم استفاده میشوند.
موجبر دایرهای
موجبرهای دایرهای مشابه موجبرهای مستطیلی هستند، با این تفاوت که مقطع آنها دایرهای است. این موجبرها در کاربردهای خاص مانند رادار و مخابرات ماهوارهای استفاده میشوند.
خط گوبو
خط گوبو از یک هادی منفرد با پوشش دیالکتریک تشکیل شده است و برای انتقال امواج سطحی در فرکانسهای بالا استفاده میشود. این ساختار در سیستمهای و تحقیقات علمی کاربرد دارد.
فیبر نوری
فیبر نوری از هستهای شیشهای یا پلاستیکی تشکیل شده است که نور را از طریق بازتاب داخلی کامل منتقل میکند. این فیبرها پهنای باند بالا و تلفات کم دارند و در ارتباطات اینترنتی، تلویزیون کابلی و ابزارهای پزشکی استفاده میشوند.
در بیشتر مواقع، نور را به هسته تزریق می کنند و چون هسته از جنس شیشه است، انعکاسی بین هسته و لبه روکش صورت می گیرد و درواقع همانند یک آینه عمل می کند. سپس لکه فیزیکی ایجاد شده فیبر را دنبال می کند.
زمانی که هسته فیبر دارای قطری کوچکتر است سبب می شود تا نور بیشتری منتقل شود و در همین زمان سرعت انتقال نیز بیشتر می شود.
عملکرد این کابل براساس اصل بازتاب داخل است. این سیستم برای عملکردش از اجزاء زیر تشکیل شده است که هر کدام وظایف خاصی را برعهده دارند؛
- فرستنده ها: فرستنده ها، سیگنال های نوری را تولید می کنند و آن ها را برای ارسال رمز گذاری می کنند.
- فیبر نوری: وسیله های هستند که انتقال سیگنال های نوری در حالت پالس نوری را برعهده دارند.
- گیرنده نوری: گیرنده ها، پالس های نوری را دریافت و سپس آن ها را برای استفاده رمز گشایی می نمایند.
- تقویت کننده نوری: تقویت کننده های نوری در زمانی بکار می رود که بخواهیم داده را به راه دور ارسال شوند.
مقایسه و کاربردها
نوع خط انتقال .مزایا .معایب. کاربردها
کابل کواکسیال محافظت در برابر تداخل، مناسب برای فرکانسهای بالا حجیم بودن، هزینه بالا تلویزیون، اینترنت، مخابراتکابل زوج بههمتابیده هزینه کم، نصب آسان حساس به تداخل، تلفات بیشتر تلفن، شبکههای محلیمیکرو استریپ ساخت آسان، اندازه کوچک حساس به تداخل، تلفات تابشی مدارهای مایکروویو، بردهای PCBاستریپلاین تلفات کمتر، محافظت بهتر ساخت پیچیدهتر مدارهای دیجیتال پرسرعتموجبرها تلفات بسیار کم، مناسب برای توان بالا اندازه بزرگ، هزینه بالا رادار، مخابرات ماهوارهایخط گوبو تلفات کم در فرکانسهای بالا حساس به خمیدگی، نیاز به راهانداز سیستمهای huf، تحقیقات علمیفیبر نوری پهنای باند بالا، تلفات کم نصب و تعمیر دشوار اینترنت، تلویزیون کابلی، پزشکی
نتیجهگیری
خطوط انتقال امواج الکترومغناطیسی نقش اساسی در سیستمهای ارتباطی و الکترونیکی دارند. انتخاب نوع مناسب خط انتقال بستگی به کاربرد، فرکانس کاری، میزان تلفات مجاز و هزینه دارد. درک ویژگیها و مزایا و معایب هر نوع خط انتقال به طراحی مؤثر سیستمهای مخابراتی کمک میکند.
منابع
1. Wikipedia contributors. (2025). Coaxial cable. Retrieved
from https://en.wikipedia.org/wiki/Coaxial
2. Fiveable. (n.d.). Waveguides & Transmission Lines | Electromagnetism II Class Notes. Retrieved from https://fiveable.me/electromagnetism-ii/unit-3
3. All About Circuits. (n.d.). Waveguides | Transmission Lines | Electronics Textbook. Retrieved from https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-14/waveguides
4. Wikipedia contributors. (2025). Twisted pair. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Twisted_pair
5. Wikipedia contributors. (2025). Goubau line. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Goubau_line
6. US Air Force Academy. (n.d.). Lesson 27 – Communications — ECE 315. Retrieved from https://usafa-ece.github.io/ece315-book/block3/L30/ECE315_B3_L30_Communications_Reading_23Su.html
پایان
