Pengulang gelombang mikro pasif mewakili salah satu penyelesaian paling elegan dalam telekomunikasi - peranti yang boleh meningkatkan kekuatan isyarat secara dramatik tanpa memerlukan sebarang kuasa elektrik. Sistem pantulan ringkas ini telah secara senyap membolehkan komunikasi selama beberapa dekad, daripada rangkaian telefon transkontinental awal hingga misi angkasa moden dan eksperimen radio amatur.
Kelebihan Pengulang Pasif berbanding Sistem Aktif
- Tidak memerlukan kuasa elektrik
- Penyelenggaraan berterusan yang minimum
- Kos pemasangan dan operasi yang lebih rendah
- Jangka hayat operasi yang tidak terbatas setelah diposisikan dengan betul
- Mesra alam (tiada penggunaan kuasa)
Memahami Penguatan Pengulang Pasif
Konsep penguatan dalam pengulang pasif sering mengelirukan jurutera pada pandangan pertama. Bagaimana peranti yang tidak menambah tenaga kepada isyarat masih boleh memberikan penguatan yang ketara? Jawapannya terletak pada cara penguatan ini diukur. Perbincangan komuniti mendedahkan bahawa penguatan pengulang pasif mewakili peningkatan dalam kualiti isyarat berbanding dengan tidak mempunyai pengulang langsung. Apabila isyarat gelombang mikro bergerak dalam jarak jauh, ia mengalami pengurangan atmosfera yang boleh mengurangkan kekuatan isyarat sebanyak beratus-ratus desibel. Pemantul pasif yang diletakkan dengan baik boleh mengalihkan dan memfokuskan isyarat yang lemah ini, mencipta peningkatan dramatik dalam kualiti penerimaan.
Bulan berfungsi sebagai contoh yang mungkin paling mengagumkan bagi pengulangan pasif dalam tindakan. Pengendali radio amatur kerap menggunakan satelit semula jadi Bumi sebagai pemantul besar untuk komunikasi mereka, mencapai penguatan kira-kira 142 desibel pada frekuensi 1296 MHz. Teknik ini, dikenali sebagai komunikasi Earth-Moon-Earth ( EME ) atau moon bounce , menunjukkan potensi luar biasa sistem pantulan pasif.
Nota: Desibel (dB) adalah unit yang digunakan untuk mengukur nisbah kekuatan isyarat, di mana nombor yang lebih tinggi menunjukkan isyarat yang lebih kuat.
Julat Frekuensi Gelombang Mikro
- Komunikasi gelombang mikro tradisional: 1-30 GHz
- Julat panjang gelombang: 5mm hingga 5cm
- Operasi pantulan bulan: ~1296 MHz (gandaan 142 dB boleh dicapai)
Aplikasi Moden dan Penggunaan Kreatif
Peminat radio hari ini telah menemui cara yang semakin kreatif untuk menggunakan prinsip pengulangan pasif. Pantulan pesawat telah menjadi teknik popular di kalangan pengendali radio amatur, dengan perisian khusus kini tersedia yang mengira parameter pantulan optimum menggunakan data kedudukan pesawat masa nyata daripada sistem ADS-B . Ini membolehkan pengendali menubuhkan pautan komunikasi sementara dengan memantulkan isyarat daripada pesawat yang lalu.
Teknik ini telah terbukti begitu berkesan sehingga sesetengah pengendali melaporkan berjaya membuat panggilan telefon bimbit di kawasan dengan liputan yang lemah hanya dengan menentukan masa panggilan mereka dengan laluan pesawat di atas kepala. Mod radio digital moden telah menjadikan teknik ini lebih mudah diakses dengan memerlukan kuasa penghantaran yang kurang daripada sistem analog lama.
Nota: ADS-B ( Automatic Dependent Surveillance-Broadcast ) adalah sistem yang membolehkan pesawat menyiarkan kedudukan dan maklumat lain mereka.
 |
|---|
| Rajah ini menunjukkan rangkaian pengulang pasif, menonjolkan kaedah inovatif yang digunakan oleh pengendali radio amatur untuk komunikasi |
Sistem Pasif Berasaskan Angkasa
Prinsip pengulangan gelombang mikro pasif terus menemui aplikasi baharu dalam teknologi angkasa. Misi NISAR terkini NASA mempamerkan bagaimana konsep ini berskala kepada bahagian yang besar, dengan pemantul antena radar 39 kaki kini digunakan dalam orbit. Sistem ini akan mengimbas hampir semua permukaan darat dan ais Bumi dua kali setiap 12 hari, menggunakan kedua-dua sistem radar jalur-L dan jalur-S untuk menembusi awan dan tumbuh-tumbuhan.
Eksperimen pengulang pasif berasaskan angkasa bersejarah seperti Projek Echo pada tahun 1960-an membantu menubuhkan asas untuk komunikasi satelit moden. Satelit belon awal ini berfungsi sebagai pemantul ringkas, memantulkan isyarat radio merentasi benua dan menunjukkan daya maju sistem komunikasi berasaskan angkasa.
Spesifikasi Misi NISAR
- Saiz reflektor antena: 39 kaki
- Kekerapan imbasan: Dua kali setiap 12 hari untuk permukaan tanah dan ais
- Sistem radar: L-band (menembusi awan/hutan) dan S-band (sensitif kepada kelembapan tumbuhan/salji)
- Liputan: Hampir kesemua permukaan tanah dan ais Bumi
Cabaran Pelaksanaan Praktikal
Walaupun kesederhanaan konseptual mereka, pengulang pasif memerlukan kejuruteraan yang teliti dan penempatan strategik. Panjang gelombang pendek isyarat gelombang mikro - biasanya berkisar dari 5 milimeter hingga 5 sentimeter - membolehkan reka bentuk pemantul yang padat tetapi menuntut kedudukan yang tepat untuk prestasi optimum. Banyak pemasangan terletak di puncak gunung atau kedudukan tinggi lain untuk memaksimumkan liputan garis pandang.
Kadang-kadang penyelesaian terbaik adalah yang paling mudah
Teknologi ini kekal kos efektif berbanding dengan sistem pengulang aktif, yang memerlukan infrastruktur kuasa yang ketara, sistem penyejukan, dan penyelenggaraan berterusan. Sistem pasif, setelah dipasang dan diselaraskan dengan betul, boleh beroperasi selama-lamanya tanpa kuasa luaran atau servis berkala.
Pemasangan pengulang pasif moden sering menggunakan panel aluminium yang dipasang pada rangka kerja tegar, direka bentuk untuk menahan keadaan cuaca yang teruk sambil mengekalkan kedudukan sudut yang tepat. Permukaan pemantul mesti dibersudutkan dengan teliti untuk mengalihkan isyarat masuk ke arah destinasi yang dimaksudkan, menjadikan tinjauan tapak dan pemasangan faktor kritikal dalam prestasi sistem.
Memandangkan permintaan komunikasi tanpa wayar terus berkembang, pengulang gelombang mikro pasif menawarkan penyelesaian yang mesra alam dan berdaya maju dari segi ekonomi untuk melanjutkan liputan di kawasan mencabar di mana infrastruktur tradisional akan terlalu mahal atau tidak praktikal untuk diselenggara.
Rujukan: passive microwave repeaters
 |
|---|
| Ilustrasi teknikal ini menggambarkan persediaan sistem pengulang pasif, menunjukkan keperluan kejuruteraan dan penempatan yang dibincangkan dalam artikel |