العربية العربية 
في عالم الاتصالات القمر الصناعي وعلم الفلك اللاسلكي ، فإن المصطلح G على T (G/T) له أهمية كبيرة. ويمثل نسبة مكسب الهوائي (G) إلى درجة حرارة ضوضاء النظام (T) ، والتي تعمل كشخصية حاسمة للاستحقاق لأداء استلام النظام. يعد فهم G/T ضروريًا للمهنيين الذين يهدفون إلى تحسين أنظمة الاتصال الخاصة بهم بمعدل G/T مرتفع . هذه المقالة تتحول إلى مفهوم g/t ، وحسابها ، وأهميتها ، والتطبيقات في أنظمة الاتصالات الحديثة.
G/T هو مقياس يجمع بين كسب الهوائي ودرجة حرارة ضوضاء النظام لتقييم حساسية وأداء نظام الاستلام. يحدد كسب الهوائي (G) كيف يوجه الهوائي طاقة التردد الراديوي في اتجاه معين ، بينما تمثل درجة حرارة الضوضاء (T) طاقة الضوضاء الكلية داخل النظام. يتم التعبير عن نسبة G/T في ديسيبل لكل كيلفن (ديسيبل/ك) ويتم حسابها باستخدام الصيغة:
G/T = G (DBI) - 10 log10 (t)
حيث G هو كسب الهوائي في DBI ، و T هي درجة حرارة ضوضاء النظام في كيلفن. تشير قيمة G/T أعلى إلى أداء أفضل للنظام ، خاصة من حيث جودة استقبال الإشارة.
كسب الهوائي هو مقياس لمدى فعالية هوائي يمكنه توجيه أو تركيز طاقة التردد الراديوي في اتجاه معين مقارنة بهوائي متناظرة ، والذي يشع بالتساوي في جميع الاتجاهات. يتأثر المكسب بتصميم الهوائي وحجمه وتواتر التشغيل. تعد الهوائيات ذات الأداء العالي حاسمة للتواصل لمسافات طويلة وغالبًا ما تستخدم لتحسين معدل G/T للنظام.
تشمل درجة حرارة ضوضاء النظام جميع مساهمات الضوضاء من الهوائي ونظام الاستقبال ، بما في ذلك الضوضاء الحرارية من المكونات الإلكترونية والضوضاء البيئية الخلفية. يعد خفض درجة حرارة ضوضاء النظام أمرًا ضروريًا لتعزيز نسبة G/T الكلية ، حيث يقلل من كمية الضوضاء غير المرغوب فيها التي تتداخل مع الإشارة المطلوبة.
G/T هي معلمة محورية في تصميم وتقييم أداء محطات الأرض الأقمار الصناعية والتلسكوبات الراديوية. يؤثر بشكل مباشر على جودة وموثوقية استقبال الإشارة. تعني نسبة G/T أعلى أن النظام يمكن أن يتلقى إشارات أضعف بوضوح أفضل ، وهو أمر بالغ الأهمية في السيناريوهات التي تكون فيها قوة الإشارة محدودة بسبب المسافات الطويلة أو العوائق.
ترتبط نسبة G/T ارتباطًا جوهريًا بنسبة الإشارة إلى الضوضاء لنظام الاستلام. يعزز G/T تحسين SNR ، مما يسمح بنقل البيانات الأكثر قوة ، ومعدلات بيانات أعلى ، وتحسين موثوقية الاتصال. هذا مهم بشكل خاص في اتصالات الأقمار الصناعية ، حيث يمكن أن يؤثر تحقيق معدل G/T العالي بشكل كبير على كفاءة رابط الاتصال بأكمله.
يستخدم المهندسون نسبة G/T لمقارنة أداء أنظمة الهوائي المختلفة واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن أفضل نوع الهوائي وتكوينه لتطبيقات محددة. من خلال تحسين كسب الهوائي وتقليل درجة حرارة ضوضاء النظام ، يهدف المصممون إلى تحقيق أعلى نسبة G/T الممكنة ضمن القيود العملية والاقتصادية.
يتطلب حساب دقيق لـ G/T دراسة متأنية للعوامل المختلفة ، بما في ذلك خصائص الهوائي ، ومكونات النظام ، والظروف البيئية. يتضمن قياس درجة حرارة ضوضاء النظام حساب مساهمات الضوضاء من الهوائي وخطوط التغذية ومكبرات الصوت المنخفضة الضوضاء والجو.
غالبًا ما يتضمن القياس العملي لـ G/T استخدام المعدات والتقنيات المتخصصة ، مثل السماء الباردة واختبارات الحمل الساخن ، لتحديد درجة حرارة ضوضاء النظام بدقة. تساعد هذه الاختبارات في تحديد وتخفيف مصادر الضوضاء داخل النظام لتحسين معدل G/T العالي.
يمكن أن تؤثر الظروف البيئية مثل امتصاص الغلاف الجوي والمطر والتداخل من الإشارات الأخرى على درجة حرارة ضوضاء النظام. يعد تصميم الأنظمة للعمل بكفاءة في ظل ظروف بيئية متفاوتة أمرًا ضروريًا للحفاظ على نسبة G/T عالية في التطبيقات العملية.
تعد أنظمة G/T عالية أمرًا بالغ الأهمية في مختلف الحقول التي تتطلب استقبال إشارة موثوق وعالي الجودة. ويشمل ذلك الاتصالات الأقمار الصناعية ، والاتصالات العميقة ، وعلم الفلك الإذاعي ، والبث التلفزيوني الأقمار الصناعية.
في التواصل عبر الأقمار الصناعية ، يضمن تحقيق نسبة G/T عالية أن تتمكن المحطات الأرضية من تلقي إشارات من الأقمار الصناعية ذات الجودة الكافية ، حتى عندما تضعف الإشارات بسبب المسافات الشاسعة المعنية. هذا أمر حيوي للتطبيقات مثل الإنترنت الأقمار الصناعية وأنظمة تحديد المواقع العالمية وخدمات البث الدولية.
يعتمد علماء الفلك الراديويين على أنظمة G/T عالية للكشف عن إشارات باهتة من المصادر الكونية. يسمح تعزيز نسبة G/T بمراقبة الظواهر الفلكية البعيدة ، مما يساهم في فهمنا للكون.
يتضمن تحسين نسبة G/T استراتيجيات تركز على زيادة كسب الهوائي وتقليل درجة حرارة ضوضاء النظام. يمكن تحقيق ذلك من خلال تصميمات الهوائي المتقدمة ، وتوظيف مضخمات ضوضاء منخفضة ، واستخدام مكونات عالية الجودة في جميع أنحاء النظام.
تقدم تصميمات الهوائي الحديثة ، مثل هوائيات الطبق المكافئ وأنظمة الصفيف المرحلية ، مكاسب أعلى وتؤدي دورًا أساسيًا في تحقيق معدل G/T مرتفع . تركز هذه التقنيات على موجات الراديو بشكل أكثر فعالية ، مما يعزز استقبال الإشارة.
استخدام LNAs مع الحد الأدنى من أرقام الضوضاء يقلل من درجة حرارة ضوضاء النظام الكلية. يقلل وضع LNAs بالقرب من نقطة تغذية الهوائي إلى تقليل الخسائر ويحسن نسبة G/T.
تبرز العديد من تطبيقات العالم الحقيقي أهمية تحسين نسبة G/T. على سبيل المثال ، تستخدم محطات شبكة الفضاء العميق هوائيات كبيرة بأقطار تصل إلى 70 مترًا ، جنبًا إلى جنب مع أجهزة الاستقبال المبردة المبردة ، لتحقيق نسب G/T الاستثنائية اللازمة للتواصل مع المركبة الفضائية البعيدة.
يصمم مقدمو التلفزيون عبر الأقمار الصناعية معداتهم الأرضية مع التركيز على تحقيق نسبة G/T كافية لضمان استقبال إشارة موثوق به في ظل ظروف الطقس المختلفة. ويشمل ذلك اختيار هوائيات الطبق عالي الأداء ومحولات كتلة الضوضاء المنخفضة.
تستفيد أجهزة استقبال GNSS ، مثل أجهزة GPS ، من نسبة G/T عالية لتلقي إشارات الأقمار الصناعية بدقة. هذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب معلومات دقيقة وتوقيت.
في حين أن نسبة G/T عالية أمر مرغوب فيه ، فإن تحقيق ذلك قد يكون تحديًا بسبب القيود العملية مثل التكلفة ، وقيود الحجم المادي ، والعوامل البيئية. موازنة هذه الاعتبارات أمر ضروري في تصميم النظام.
يمكن أن تكون الهوائيات عالية الأداء والمكونات المنخفضة الضوضاء باهظة الثمن ومعقدة. يجب على المصممين النظر في قيود الميزانية والهدف من أكثر الحلول فعالية من حيث التكلفة والتي لا تزال تحقق نسبة G/T مقبولة.
توفر الهوائيات الكبيرة مكاسب أعلى ولكن قد لا تكون ممكنة في جميع التطبيقات بسبب قيود المساحة أو متطلبات التنقل. يتم استكشاف الحلول البديلة ، مثل هوائيات الصفيف أو المواد المتقدمة ، للتغلب على هذه التحديات.
التطورات في علوم المواد ، ومعالجة الإشارات الرقمية ، وتصميم الهوائي تمهد الطريق لنسب G/T المحسنة في أنظمة أصغر وأكثر كفاءة. الابتكارات مثل المواد الفوقية والصفائف النشطة إلكترونيًا (AESAs) هي في طليعة هذا التطور.
توفر المواد metamaterials القدرة على إنشاء هوائيات ذات مكاسب أعلى دون زيادة حجم مادي. يمكن لهذه المواد التعامل مع الموجات الكهرومغناطيسية بطرق لا يمكن للمواد التقليدية ، والمساهمة في ارتفاع معدل G/T في التصميمات المدمجة.
تتيح تقنية SDR أنظمة أكثر مرونة وتكيفية يمكنها تحسين الأداء في الوقت الفعلي. يمكن أن تساعد هذه القدرة على التكيف في الحفاظ على نسبة G/T عالية في ظل ظروف تشغيل متفاوتة عن طريق ضبط معلمات النظام ديناميكيًا.
يعد فهم G -Over Ter -to the t على نسبة G أمرًا أساسيًا لتعزيز أداء أنظمة الاستلام في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وعلم الفلك اللاسلكي. يتيح تحقيق معدل G/T مرتفعًا استقبال الإشارات الأضعف بوضوح أكبر ، وهو أمر ضروري للتواصل الموثوق والفعال. تستمر التطورات المستمرة في التكنولوجيا في دفع الحدود ، مما يتيح نسب G/T أعلى في أنظمة أكثر إحكاما وفعالية من حيث التكلفة. يجب أن يظل المهنيون في هذا المجال على اطلاع على هذه التطورات لتصميم وتنفيذ الأنظمة التي تلبي متطلبات شبكات الاتصالات الحديثة باستمرار.
