Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Συνθήκες διάδοσης σημάτων - Κεραίες Σαρρίδης Δ. Ιωάννης Επιβλέπων: Τσαλαμάνης Ιωάννης Εισηγητής: Βραδέλης Ιωάννης Καθηγητές Τ.Ε.Ι Καβάλας Καβάλα, Φεβρουάριος 2011

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ Α.Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Συνθήκες διάδοσης σημάτων - Κεραίες Σαρρίδης Δ. Ιωάννης Επιβλέπων: Τσαλαμάνης Ιωάννης Εισηγητής: Βραδέλης Ιωάννης Καθηγητές Τ.Ε.Ι Καβάλας Καβάλα, Φεβρουάριος 2011 [- 2 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΞΩΦΥΛΛΟ -2- ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ -3- ΕΙΣΑΓΩΓΗ -6- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ -7-1.1 Ιονοσφαιρικά Στρώματα -9-1.2 Τρόποι Διάδοσης Ελεύθερου Χώρου -11-1.3 Μηχανισμοί Διάδοσης Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων -13-1.4 Ιονοσφαιρικές Μεταβολές -19- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΦΑΣΜΑΤΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ -24-2.1 Χαρακτηριστικά Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων -25-2.2 Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα -28-2.3 Φάσματα Συχνοτήτων -30-2.4 Δορυφορικές Ζώνες Συχνοτήτων -32-2.5 Ραδιοφάσμα -34- [- 3 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΦΑΣΜΑΤΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΣΥΝΕΧΕΙΑ 2.6 Πομπός AM -35-2.7 Πομπός FM -35-2.8 Ορισμός της διεθνής επιτροπής ραδιοεπικοινωνιών -36-2.9 Τηλεοπτικό Φάσμα -37-2.10 Χρωματικό Φάσμα -38- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΙΔΗ ΚΕΡΑΙΩΝ -41-3.1 Χαρακτηριστικά κεραίας -42-3.2 Γραμμές Μεταφοράς -49-3.3 Τύποι Γραμμών Μεταφοράς -50-3.4 Μέγιστη Μεταφορά Ισχύος -52-3.5 Είδη Γραμμών Μεταφοράς -53-3.6 Κυκλώματα Προσαρμογής Γραμμής-Κεραίας -53-3.7 Στάσιμα Κύματα -54-3.8 Γείωση Κεραιών -56-3.9 Είδη Κεραιών -57- [- 4 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΩΔΙΚΑ -64-4.1 Στιγμιότυπο Αρχής Προγράμματος -64-4.2 Εκδόσεις -65-4.3 Κώδικας -67- ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΚΕΡΑΙΩΝ -86-5.1 Ηλεκτρολογικό Σχέδιο -86-5.2 Λεύκωμα Κατασκευών -87-5.3 Υλικά Κατασκευής -90-5.4 Χρονοδιάγραμμα -91- ΑΝΑΦΟΡΕΣ -92- ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ -93- ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΟΓΡΑΦΙΑ -93- ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΣΧΗΜΑΤΩΝ-ΕΙΚΟΝΩΝ -95- ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΟΡΟΛΟΓΙΩΝ -96- ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ -97- [- 5 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στις τηλεπικοινωνίες η ανταλλαγή των πληροφοριών γίνεται ασύρματα με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία είναι κύματα που προέρχονται από την μεταβολή ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Λόγω αυτού χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλές εφαρμογές. Αναφορικά θα πρέπει να πούμε ότι η ιδέα του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου ξεκίνησε από τον Φαραντάι (M. Faraday) στα μέσα του 19 ου αιώνα (1837-46). Συνεχίστηκε από το Μάξγουελ (J. C. Maxwell) κοντά στο 1865, η οποία ιδέα αποτυπώθηκε σαν θεωρία με την θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Τελικά με τα πειράματα του Χερτζ (H. Hertz), η θεωρία επαληθεύτηκε στο διάστημα 1886-1889. Κατά την διάδοση όμως των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, εμφανίζονται κάποια προβλήματα λόγω των φαινομένων που παρουσιάζονται. Εξαιτίας αυτού, η ασύρματη επικοινωνία επηρεάζεται άμεσα. Για την καλύτερη κατανόηση του προβλήματος, ασχοληθήκαμε με το θέμα αυτό στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας. Η συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία έχει σαν στόχο την κατανόηση της ασύρματης διάδοσης και τις μεταβολές της ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες. Αρχικά θα αναλυθούν οι συνθήκες διάδοσης σήματος ασύρματης επικοινωνίας. Θα γίνει αναφορά και ανάλυση στο φάσμα συχνοτήτων. Επιπλέων θα παρουσιαστούν τα σημαντικότερα είδη κεραιών και θα εξεταστούν τα χαρακτηριστικά αυτών. Θα γίνει ανάπτυξη κώδικα με τον οποίο θα γίνεται αυτόματη επιλογή κεραίας σε σχέση με τις επιθυμητές συχνότητες εκπομπής και λήψης και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Το σημαντικότερο τμήμα της εργασίας είναι η κατασκευή κεραιών, οι οποίες θα κάνουν λήψη σημάτων στην περιοχή συχνοτήτων των VHF και UHF. [- 6 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ Ο στόχος του κεφαλαίου αυτού είναι να μάθουμε τους τρόπους που διαδίδονται τα σήματα ασύρματα καθώς και τις μεταβολές που υφίστανται ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες διάδοσης τους. Ασύρματη διάδοση ονομάζουμε την ανταλλαγή πληροφοριών όπως εικόνα, ήχο, βίντεο, κείμενο και άλλα από ένα σημείο σε ένα άλλο απομακρυσμένο σημείο χωρίς την χρήση καλωδίων αλλά σαν μέσο μεταφοράς της πληροφορίας τον αέρα. Αυτό επιτυγχάνεται με την χρήση κεραιών, στην απλή περίπτωση με δύο κεραίες μία για εκπομπή του σήματος και μία για λήψη του σήματος. Για την εκπομπή του σήματος αυτού χρησιμοποιείται ο πομπός ενώ για την λήψη ο δέκτης. Η αποστολή του πομπού είναι να μετατρέψει την εκάστοτε πληροφορία σε ηλεκτρικό σήμα και του δέκτη η αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή να μετατρέψει το λαμβανόμενο ηλεκτρικό σήμα σε πληροφορία ίδια με την αρχική που είχε σταλεί. Όμως η πληροφορία για παράδειγμα ο ήχος, έτσι όπως βγαίνει το ηλεκτρικό σήμα από την πηγή έχει πολύ μικρή συχνότητα και σαν αποτέλεσμα να μην μπορεί να φτάσει μακριά επειδή εξασθενεί γρήγορα. Για να επιτευχθεί η διάδοση αυτό που κάνουμε είναι να τοποθετήσουμε πάνω σε μία πιο υψηλή συχνότητα που ονομάζεται φέρουσα συχνότητα η οποία είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα και δεν επηρεάζεται εύκολα και μπορεί και φτάνει σε μεγάλες αποστάσεις, στέλνουμε το υψηλής συχνότητας σήμα το λαμβάνουμε στον δέκτη και αφού ξεχωρίσουμε την φέρουσα από το ηλεκτρικό σήμα της πληροφορία μας ξαναμετατρέπουμε αυτό το ηλεκτρικό σήμα στην αρχική πληροφορία που είχαμε. Πολλές φορές το ηλεκτρομαγνητικό κύμα το ονομάζουμε ραδιοκύμα. Ραδιοζεύξη ονομάζουμε την ασύρματη επικοινωνία του πομπού και του δέκτη μέσω ραδιοκυμάτων. Εικόνα 1.1 Γενικό διάγραμμα Ραδιοεπικοινωνίας [- 7 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ιονόσφαιρα: Είναι τα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας που βρίσκονται σε ύψη από 70 km από την επιφάνεια της γης μέχρι και 400 km όπως φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. Ονομάζεται έτσι λόγω της μεγάλης πυκνότητας φορτισμένων σωματιδίων τα ιόντα, που δημιουργούν αγώγιμα ατμοσφαιρικά στρώματα. Ο λόγος ύπαρξης των φορτίων αυτών είναι ο ιονισμός των ατόμων από την ηλιακή ενέργεια. Τα στρώματα της ιονόσφαιρας με τα σχετικά ύψη τους φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. Τα στρώματα που βρίσκονται ψηλότερα βλέπουμε ότι έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα ιονισμού. Το πάχος και το ύψος του κάθε στρώματος επηρεάζονται αρκετά από την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που πέφτει πάνω του και το ιονίζει. Εικόνα 1.2 Στρώματα Ιονόσφαιρας Για αυτό το λόγο έχουμε σημαντικές μεταβολές μεταξύ ημέρας και νύχτας, εποχής και άλλα που θα αναλύσουμε παρακάτω. Σαν αποτέλεσμα των αλλαγών στα στρώματα της ιονόσφαιρας εύκολα μπορούμε να αντιληφθούμε ότι έτσι επηρεάζεται σημαντικά το φαινόμενο της ανάκλασης των ραδιοκυμάτων σε αυτά. [- 8 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.1 Ιονοσφαιρικά Στρώματα Στρώμα D: Επεκτείνεται σε ύψος 70 km από την επιφάνεια της γης και φτάνει μέχρι τo ύψος των 90 km. Είναι το χαμηλότερο στρώμα και δεν υπάρχει κατά την διάρκεια της νύχτας επειδή επανασυνδέονται τα ιονισμένα μόρια. Εδώ διαθλώνται τα κύματα με χαμηλή συχνότητα όμως έχουμε και κάποια απορρόφηση των κυμάτων ειδικά σε συχνότητες κάτω από 7 Mhz. Εμφανίζεται με την ανατολή του ηλίου και χάνεται με την δύση του. Στρώμα E: Επεκτείνεται σε ύψος 100 km από την επιφάνεια της γης και φτάνει μέχρι τo ύψος των 120 km. Λέγεται αλλιώς και περιοχή Kennely Heaviside. Είναι το δεύτερο στρώμα και παρουσιάζει πολύ ενδιαφέρον επειδή ανακλά πολλές συχνότητες ραδιοκυμάτων. Τα κύματα που διαθλώνται εδώ έχουν μεγαλύτερη συχνότητα από αυτά του στρώματος D. Λόγω αυτού του στρώματος τα κύματα φτάνουν σε μεγάλες αποστάσεις. Εδώ ανακλώνται τα κύματα της περιοχής των VHF (30-300 MHz) και η αρχή των συχνοτήτων UHF (300 MHz 3 GHz). Λόγω της μεγάλης περιοχής συχνοτήτων που ανακλώνται σ αυτό το στρώμα το αποκαλούν μερικοί και ηλεκτρονικός καθρέφτης που ανακλά τα σήματα πάλι πίσω προς τη γη. Μπορούμε να πετύχουμε επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις από 400 μέχρι και 2000 km. [- 9 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Στρώμα F: Επεκτείνεται σε ύψος 140 km από την επιφάνεια της γης και φτάνει μέχρι τo ύψος των 400 km. Είναι γνωστό και ως στρώμα APLETON. Αυτό το στρώμα την ημέρα διασπάται σε δύο στρώματα τα F1 και F2, που το πρώτο βρίσκεται σε ύψος 140 km μέχρι 200 km περίπου και το δεύτερο από 200 km μέχρι 400 km και έχει υψηλό επίπεδο ιονισμού. Το στρώμα F1 εμφανίζεται κατά την ανατολή του ηλίου με τον μέγιστο ιονισμό κατά το μεσημέρι και ανακλά κύματα με συχνότητες έως 10 Mhz. Το στρώμα F2 παρουσιάζει μεγαλύτερο ιονισμό την χειμερινή εποχή κάτι που έρχεται σε αντίθεση με τα άλλα στρώματα και οι συχνότητες που ανακλά φτάνουν τα 50 Mhz και σε λίγες περιπτώσεις οι ανακλώμενες συχνότητες ανέρχονται στα 70 Mhz που οφείλεται στο ότι εμφανίζονται ηλιακές κηλίδες. [- 10 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.2 Τρόποι Διάδοσης Ελεύθερου Χώρου Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα μεταδίδεται από τον πομπό στον δέκτη με δύο κύριους τρόπους διάδοσης. Για αυτόν τον λόγο τα έχουμε χωρίσει στις δύο μεγάλες κατηγορίες, τα κύματα εδάφους και τα κύματα χώρου ή αλλιώς γνωστά και ως ιονοσφαιρικά κύματα. Εικόνα 1.3 Διάδοση Μέσα στην Ιονόσφαιρα Ιονοσφαιρικά κύματα: Είναι εκείνα τα κύματα τα οποία αφού σταλούν από τον πομπό, για να φτάσουν στον δέκτη ανακλώνται στα στρώματα της ατμόσφαιρας και συγκεκριμένα στην ιονόσφαιρα ( που από εκεί πήραν και το όνομά τους ), και ξανά επιστρέφουν πάλι πίσω στην επιφάνεια της γης. Για τον λόγω αυτόν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να διανύσουν μεγάλες αποστάσεις. Το όνομά τους οφείλεται στο ότι η ιονόσφαιρα έχει μεγάλη περιεκτικότητα από ιονισμένα ιόντα, δηλαδή ηλεκτρικά φορτία. [- 11 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Κύματα εδάφους Είναι εκείνα τα κύματα τα οποία κατά την μετάδοσή τους από τον πομπό στον δέκτη, δεν απομακρύνονται πολύ από την επιφάνεια της γης. Εδώ έχουμε τρία διαφορετικά είδη κυμάτων, το κύμα επιφανείας, το απευθείας κύμα και το κύμα ανάκλασης εδάφους. 1. Κύμα επιφανείας Ονομάζουμε εκείνο το κύμα το οποίο μεταδίδεται κατά μήκος της επιφάνειας της γης, δηλαδή σχεδόν να ακουμπάει το έδαφος. Το κύμα αυτό συμβαδίζει με την καμπυλότητα της γης. Ενδείκνυται σε περιπτώσεις που το έδαφος έχει υψηλή αγωγιμότητα και η ζεύξη δεν υφίσταται με το απευθείας κύμα. Πρέπει να επισημάνουμε ότι η απόσταση που μπορεί να φτάσει το κύμα εξαρτάται από την αγωγιμότητα του εδάφους και την μορφολογία του. Σαν αποτέλεσμα έχουμε την απόσταση κάλυψης αυτού του κύματος μέσω της θάλασσας να είναι πολύ μεγαλύτερη από την απόσταση κάλυψης μέσω της ξηράς, λόγω της μεγάλης αγωγιμότητας του νερού. 2. Απευθείας κύμα Λέμε το κύμα που τα κύματα φτάνουν απευθείας από τον πομπό στον δέκτη μέσω του αέρα. Το κύμα αυτό δεν εμποδίζεται από την καμπυλότητα της γης, ούτε από τα στρώματα της ιονόσφαιρας. Τα μόνα που μπορεί να αλλοιώσουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι η απόσταση που έχουν πομπός και δέκτης και η καθαρότητα της ατμόσφαιρας ώστε να μην έχουμε το φαινόμενο της διάχυσης. 3. Κύμα από ανάκλαση Το κύμα αυτό φτάνει μέσω της ανάκλασης του στο έδαφος της γης. Εύκολα μπορεί να αντιληφθεί κάποιος ότι διανύει μεγαλύτερη απόσταση από το απευθείας κύμα. [- 12 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.3 Μηχανισμοί Διάδοσης Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα τα οποία διαδίδονται σε κοντινή απόσταση από την επιφάνεια της γης, μπορούν να υποστούν κάποιες μεταβολές και μετατοπίσεις. Αυτές μπορεί να οφείλονται είτε στην σύνθεση της ατμόσφαιρας που έχει ετερομορφίες σε σχέση με την πυκνότητα, υγρασία ακόμα και στην διαφορετική ποσότητα των ιονισμένων φορτίων που βρίσκονται εκεί. Σε αντίθεση με την διάδοση στο κενό, που εκεί δεν παρουσιάζονται τέτοιου είδους φαινόμενα. Παρακάτω βλέπουμε ποιος οφείλεται για τα φαινόμενα αυτά και με ποιούς τρόπους επηρεάζει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. [- 13 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Διάδοση Ελεύθερου Χώρου Επίδραση της Ατμόσφαιρας Διαφοροποιήσεις στο Δείκτη διάθλασης Διάθλαση Ανάκλαση Σκέδαση Ατμοσφαιρικά Αέρια και Υδρατμοί Απορρόφηση Σκέδαση Στερεά Σωματίδια στην Ατμόσφαιρα ( Βροχή, Άμμος και Χιόνι ) Απορρόφηση Σκέδαση Επίδραση του Εδάφους Επιφανειακά Εμπόδια Περίθλαση Επιφάνεια Ανάκλαση Επεξήγηση: Είδη επιδράσεων σε σχέση με τον τρόπο διάδοσης κυμάτων Λόγοι που επηρεάζονται τα κύματα Φαινόμενα που παρουσιάζονται κατά την διάδοσή τους [- 14 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ανάκλαση: Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο το ηλεκτρομαγνητικό κύμα αφού συναντήσει στην διαδρομή του κάποιο εμπόδιο, αλλάζει κατεύθυνση. Αξίζει να πούμε εδώ ότι η ανακλαστική επιφάνεια θα πρέπει να είναι σχετικά λεία χωρίς ανωμαλίες ή ακόμα και μεταλλικές επιφάνειες. Όπως μπορούμε να δούμε και στην εικόνα, η προσπίπτουσα, στο κάτοπτρο, ακτίνα έχει την ίδια γωνία πρόσπτωσης, ως προς την κάθετη στην επιφάνεια ανάκλασης, με την ανακλώμενη ακτίνα. Ακόμα βλέπουμε ότι η ακτίνα μετά την ανάκλαση μένει σχεδόν ανέπαφη. Η διάδοση των ραδιοκυμάτων σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις οφείλεται και στην καλή ανακλαστική συμπεριφορά της επιφάνειας της γης. Διάθλαση: Είναι το φαινόμενο κατά το οποίο όταν το ηλεκτρομαγνητικό κύμα μεταβαίνει από ένα μέσο διάδοσης το οποίο έχει πυκνότητα p1 σε ένα άλλο μέσω διάδοσης με πυκνότητα p2. Συνεπώς θα υπάρχει και διαφορά στην ταχύτητα μετάδοσης και η ακτίνα θα ακολουθεί μια διαφορετική κατεύθυνση. Αυτό το φαινόμενο μπορούμε να τα παρατηρήσουμε με ένα (1) γυάλινο ποτήρι με νερό βυθίζοντας μέσα ένα καλαμάκι. Θα δούμε πως το καλαμάκι φαίνεται να βρίσκεται σε διαφορετική θέση μέσα και έξω από το νερό. Αυτό οφείλεται στην διάθλαση που υπόκειται το φως όταν μπαίνει στο νερό και τελικά φτάνει στα μάτια μας. [- 15 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Σκέδαση: Είναι το φαινόμενο το οποίο εμφανίζεται όταν το ηλεκτρομαγνητικό κύμα προσπίπτει σε αντικείμενα με ανώμαλες επιφάνειες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το ηλεκτρομαγνητικό κύμα να διασκορπίζεται προς πολλές και διαφορετικές κατευθύνσεις, άσχετες μεταξύ τους. Αξίζει να αναφέρουμε τα δύο είδη σκέδασης που είναι η σύμφωνη και η ασύμφωνη. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα, στην πρώτη οι ανακλώμενες ακτίνες ακολουθούν συγκεκριμένες μόνο κατευθύνσεις ενώ στην δεύτερη ανακλώνται προς όλες τις κατευθύνσεις. [- 16 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Απορρόφηση: Είναι το φαινόμενο το οποίο εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα λόγω των ατόμων και των μορίων που υπάρχουν σε αυτήν. Αυτά απορροφούν τμήμα από την ενέργεια των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Σαν αποτέλεσμα της ανταλλαγής της ενέργειας αυτής, έχουμε ταλάντωση των ατόμων και των μορίων της ατμόσφαιρας και την αύξηση θερμοκρασίας σε εκείνο το σημείο ταλάντωσης. Όπως βλέπουμε στο σχήμα έχουμε μεγάλη ποσότητα απορρόφησης από το οξυγόνο και τους υδρατμούς. Ακόμα μπορούμε να αναφέρουμε πως η απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέχρι 10 GHz είναι αμελητέα. Επιπλέον καταλαβαίνουμε πως στις συχνότητες 60 GHz αλλά και 120 GHz δεν μπορούμε να έχουμε καλή μετάδοση λόγω αυξημένης εξασθένισης. Αντιθέτως οι συχνότητες 30-40 GHz και 90-110 GHz είναι κατάλληλες για μεταδόσεις. Περίθλαση: Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται στην διάδοση των κυμάτων και συγκεκριμένα στην περίπτωση που τα κύματα διέρχονται μέσα από μία λεπτή διέξοδο η οποία έχει διαστάσεις περίπου ίσες με του μήκους κύματος τους. Σύμφωνα με την αρχή του Χούχενς κάθε σημείο της σχισμής λειτουργεί σαν πηγή ακτινών. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την εκτροπή των κυμάτων από την ευθεία πορεία και την διάδοσή τους προς όλες τις κατευθύνσεις. [- 17 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Διάλειψη: Ονομάζουμε την μεταβολή της στάθμης του λαμβανόμενου σήματος μιας ραδιοηλεκτρικής ζεύξης σε σχέση με την στάθμη σήματος που υπάρχει στον ελεύθερο χώρο. Αυτό οφείλεται στην λήψη ραδιοκυμάτων από περισσότερες από μία διαδρομές όπως διαπιστώνουμε και από το σχήμα. Έτσι τα πολλά και διαφορετικά λαμβανόμενα σήματα με διαφορετικό πλάτος και φάση που φτάνουν στο δέκτη, δεν φτάνουν την ίδια χρονική στιγμή. Επομένως τα δευτερεύοντα σήματα που φτάνουν είτε αθροίζονται είτε αφαιρούνται από το κύριο αρχικό σήμα μας και αυτό εξαρτάται από την φάση των σημάτων. Αν το δευτερεύον σήμα έχει την ίδια φάση με το κύριο σήμα μας τότε προστίθεται σε αυτό, στην αντίθετη περίπτωση αφαιρείται από αυτό. [- 18 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.4 Ιονοσφαιρικές Μεταβολές Το στρώμα της ιονόσφαιρας είναι πολύ σημαντικό για τις τηλεπικοινωνίες γενικότερα λόγω του ότι επηρεάζει την διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, επειδή παρουσιάζει κάποιες ιδιότητες όπως είναι η ανάκλαση. Το φαινόμενο του ιονισμού εμφανίζεται όταν το υπεριώδες ηλιακό φως, παρασύρει τα άτομα που βρίσκονται στην ιονόσφαιρα. Με αυτόν τον τρόπο μας βοηθάει στην διάδοσή τους και μας είναι πολύ χρήσιμο. Για τον λόγω αυτό, οι επιστήμονες ξεκίνησαν να μελετούν την συμπεριφορά των ιονοσφαιρικών στρωμάτων. Μετά από μακροχρόνιες παρατηρήσεις διαπιστώθηκε ότι η ιονόσφαιρα παρουσιάζει κάποιες μεταβολές. Αυτές όπως θα δούμε είναι πολλές και εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες. Αναφορικά οι μεταβολές αυτές είναι: Ημερήσιες Εποχιακές Σεισμικής Δραστηριότητας Ηλιακών Κηλίδων Γεωγραφικές Γήινου Μαγνητικού Πεδίου Ιονοσφαιρικών Καταιγίδων Αιφνίδιες Iονοσφαιρικές Πυρηνικών Εκρήξεων Οδεύουσες Ιονοσφαιρικές Διαταραχές Εκλείψεων Ανέμων / Ρευμάτων Ας τις αναλύσουμε για να δούμε πως επηρεάζει καθεμία από αυτές. [- 19 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ημερήσιες: Όπως βλέπουμε στο σχήμα 2, το στρώμα F1 κατά την διάρκεια της νύχτας παύει να υπάρχει, αλλά και το στρώμα E παρουσιάζεται στην αρχή της ημέρας και χάνεται τη δύση. Λόγω της ηλιακής δραστηριότητας η συγκέντρωση ηλεκτρονίων την ημέρα είναι μεγαλύτερη. Ακόμα και κατά την διάρκεια της ημέρας έχουμε μεταβολές στο ύψους που έχουμε την μέγιστη πυκνότητα. Για τον λόγο ότι την νύχτα δεν έχουμε το στρώμα F1, η ανάκλαση των κυμάτων γίνεται στο στρώμα F που προέρχεται από την συνένωση των F1 και F2 καθώς είναι και περισσότερο ιονισμένο. Με αποτέλεσμα τα σήματα την νύχτα να μπορούν να φτάσουν σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Εποχιακές: Σαν συνέπεια της περιστροφής της γης γύρω από τον από τον ήλιο και την εμφάνιση των εποχών, έχουμε μεταβολές στην πυκνότητα των ηλεκτρονίων που υπάρχουν στο στρώμα F καθώς και στο ύψος που εμφανίζεται αυτό. Ξέρουμε ότι την καλοκαιρινή περίοδο η πυκνότητα και το ύψος των ηλεκτρονίων την νύχτα, είναι περισσότερα. Όμως στα μεσαία πλάτη συμβαίνει το αντίθετο, με τον χειμώνα πλέον να έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση. Αυτή η αλλαγή ονομάζεται εποχιακή ανωμαλία. Σεισμικής Δραστηριότητας: Εδώ ακόμα δεν έχει ξεκαθαρίσει πλήρως η εικόνα του πως επηρεάζουν οι σεισμοί. Πιστεύουν ότι έχουν επίδραση στο στρώμα F2 της ιονόσφαιρας. [- 20 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ηλιακών Κηλίδων: Η ηλιακή δραστηριότητα προκαλεί εκρήξεις στην επιφάνεια του ηλίου που τις ονομάζουμε ηλιακές κηλίδες. Αυτές δεν εμφανίζομαι με σταθερή συχνότητα αλλά επαναλαμβάνονται κάθε 11 χρόνια περίπου. Μέσα σε αυτά, αρχικά έχουμε μικρή εμφάνιση ηλιακών κηλίδων που διαρκεί γύρω στα 2 χρόνια. Έπειτα και για τα επόμενα 4 χρόνια υπάρχει αύξηση έως ότου να φτάσει τη μέγιστη τιμή. Όταν γίνει αυτό μειώνονται οι εμφανίσεις και φτάνει μέχρι μία ελάχιστη τιμή και η διάρκειά της ύφεσης είναι περίπου 6 χρόνια. Καθώς έχουμε περισσότερες ηλιακές κηλίδες, η πυκνότητα των ηλεκτρονίων και το ύψος αυξάνονται. Γεωγραφικές Μεταβολές: Στον ισημερινό σε σχέση με τους πόλους της γης, υπάρχει μεγαλύτερη πυκνότητα ηλιακών ακτίνων και η πρόσπτωσή τους να είναι πιο κάθετη. Ως αποτέλεσμα να έχουμε και μεγαλύτερη πυκνότητα ιονισμένων φορτίων και πιο έντονο το φαινόμενο του ιονισμού. Γήινου Μαγνητικού Πεδίου Το μαγνητικό πεδίο της γης επηρεάζει το ιονοσφαιρικό στρώμα εμφανίζοντας διπλή διάθλαση, επιδρά στην περιστροφή του επιπέδου πόλωσης και το κύμα αποσβένει όταν μπαίνει στην ιονόσφαιρα λόγω του ότι τα ηλεκτρόνια οδεύουν σε ευρείες τροχιές. [- 21 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ιονοσφαιρικές Καταιγίδες Μιλάμε για καταιγίδες που προκαλούνται από τις ηλιακές εκρήξεις που απελευθερώνουν φορτισμένα σωματίδια. Αυτά κινούνται προς την γη και των στρωμάτων της ιονόσφαιρας. Με τον τρόπο αυτό, αυξάνουν την πυκνότητα ιονισμού αλλά και το φιλτράρισμα των ακτινών από το στρώμα D. Ακόμα, μεταβάλλουν τα στρώματα E και F. Εκεί που εμφανίζονται μεγαλύτερες αλλαγές στο γήινο μαγνητικό πεδίο, βλέπουμε το φαινόμενο αυτό πιο συχνά. Το φαινόμενο το παρατηρούμε συχνότερα στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Πρέπει να πούμε ότι έχουμε τρεις κατηγορίες τέτοιων διαταραχών: 1. Θετικές Διαταραχές 2. Αρνητικές Διαταραχές 3. Διφασικές Διαταραχές Αιφνίδιες Ιονοσφαιρικές Μεταβολές Λόγω της εμφάνισης των ηλιακών κηλίδων, έχουμε μεγαλύτερης έντασης υπεριώδους ακτινοβολία αλλά και ακτίνων X. Στην συνέχεια βλέπουμε μεγαλύτερη συγκέντρωση ιονισμένων σωματιδίων στο στρώμα D. Επομένως όταν το κύμα διαπερνά αυτό το στρώμα υπόκειται σε μεγάλη εξασθένιση. Πυρηνικών Εκρήξεων Την στιγμή μιας πυρηνικής έκρηξης έχουμε απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας φορτισμένων σωματιδίων. Σαν αποτέλεσμα να έχουμε αλλαγή της ιονοσφαιρικής πυκνότητας. [- 22 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Οδεύουσες Ιονοσφαιρικές Διαταραχές Αυτό το είδος των διαταραχών οφείλονται στα κύματα βαρύτητας που μέσω της ατμόσφαιρας επηρεάζουν την πυκνότητα σωματιδίων στο στρώμα F. Εδώ έχουμε δύο (2) κατηγορίες: Μεγάλης Κλίμακας Μικρής Κλίμακας Στην μεγάλης κλίμακας κατηγορία είναι εκείνες οι διαταραχές που εμφανίζουν υψηλές ταχύτητες και διάρκεια έως και 3 ώρες, ενώ στην μικρής κλίμακας είναι εκείνες που εμφανίζουν μικρές ταχύτητες και διάρκεια που φτάνει μόλις την μία ώρα το μέγιστο. Εκλείψεις Κατά την διάρκεια της έκλειψης του ηλίου, δεν έχουμε αρκετή ηλιακή ακτινοβολία κάτι που είναι η αιτία για τον ιονισμό. Με αποτέλεσμα να παρατηρείται μια μείωση των σωματιδίων και αραίωση της ιονόσφαιρας. Άνεμοι / Ρεύματα Πρόκειται για ταλαντώσεις των φορτισμένων σωματιδίων (ιόντων) που εξαρτώνται από το μαγνητικό πεδίο της γης. Η φορά των ταλαντώσεων είναι από κάτω προς τα επάνω και παρατηρούμε ότι η ταχύτητά τους και το ύψος είναι ποσά ανάλογα. [- 23 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΦΑΣΜΑΤΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ Στο κεφαλαίο αυτό θα αναλύσουμε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με τα χαρακτηριστικά τους καθώς και το φάσμα των συχνοτήτων με την χρήση της κάθε συχνότητας. Για την ασύρματη μετάδοση της πληροφορίας, στις περισσότερες των περιπτώσεων χρησιμοποιούμε ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία είναι συνδυασμός ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Μεταξύ τους τα δύο πεδία είναι κάθετα, αλλά είναι και κάθετα στην διεύθυνση διάδοσης τους, όπως βλέπουμε στο σχήμα. Η ταχύτητα διάδοσης τους στο κενό είναι αυτή του φωτός, δηλαδή περίπου 300.000 km το δευτερόλεπτο. Όμως η ταχύτητα περιορίζεται ανάλογα το υλικό διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Εικόνα 2.1 Ηλεκτρομαγνητικό κύμα Τα κυριότερα χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι: Πλάτος Μήκος Κύματος Περίοδος Συχνότητα [- 24 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.1 Χαρακτηριστικά Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Πλάτος: Σχετίζεται με την ένταση που έχει το συγκεκριμένο κύμα. Είναι η απόσταση που έχει η άνω κορυφή με την κάτω κορυφή του ίδιου κύματος. Μήκος Κύματος: Προσδιορίζει την απόσταση που έχουν δύο διαδοχικά σημεία με ακριβώς την ίδια ένταση. Συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα λάμδα (λ), και η μονάδα μέτρησης του είναι το μέτρο (m). Περίοδος: Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών σημείων με ακριβώς την ίδια ένταση. Συμβολίζεται με το γράμμα (Τ), και η μονάδα μέτρησης είναι το δευτερόλεπτο (sec). Συχνότητα: Είναι ο αριθμός των κυμάτων που εμφανίζονται στην μονάδα του χρόνου. Συμβολίζεται με το γράμμα (f), και η μονάδα μέτρησης είναι το hertz (h) ή αλλιώς και κύκλοι ανά δευτερόλεπτο (c/sec). Φυσικά πρέπει να αναφέρουμε την σχέση μεταξύ συχνότητας και περιόδου, αλλά και συχνότητας και μήκος κύματος. f 1 T f c [- 25 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Η πρώτη εξίσωση μας λέει ότι η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με την περίοδο και η δεύτερη ότι η συχνότητά του είναι το πηλίκο της ταχύτητας του φωτός προς το μήκος κύματος. Όμως σχεδόν πάντα δεν μας χρησιμεύει να χρησιμοποιούμε μόνο τις μονάδες μέτρησης αλλά λόγω του ότι μπορεί να έχουμε πολύ μεγάλα μεγέθη ή πολύ μικρά, γι αυτό έχουμε πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια των μονάδων. Παρακάτω μπορούμε να δούμε έναν πίνακα που μας δείχνει το κάθε πολλαπλάσιο και υποπολλαπλάσιο με το πρόθεμα, τον συμβολισμό, την γραφή του σε εκθετική μορφή αλλά και ανάπτυξης και φυσικά την επεξήγησή του με λόγια. Για παράδειγμα να αναλύσουμε ανά στήλη το πολλαπλάσιο χίλια ή αλλιώς και kilo. Kilo ( ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΠΡΟΘΕΜΑ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΜΟΝΑΔΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ. ΠΧ kilohertz ) k ( ΣΥΜΒΟΛΟ Ο ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΣ ΣΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ ) 1.0E+3 ( ΕΚΘΕΤΙΚΗ ΓΡΑΦΗ Ο ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΗΣ ΣΕ ΕΚΘΕΤΙΚΗ ΓΡΑΦΗ ) 1 000 ( ΑΝΑΠΤΥΞΗ Ο ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΗΣ ΜΕ ΑΡΙΘΜΟ ) ΧΙΛΙΑ ( ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΜΕ ΛΕΞΕΙΣ ) Kilo k 1.0E+3 1 000 ΧΙΛΙΑ [- 26 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Όνομα S.I. Σύμβολο S.I. Εκθετική γραφή Σε ανάπτυξη Με λέξεις Yotta Y 1.0E+24 1 000 000 000 000 000 000 000 000 EΠΤΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Zetta Z 1.0E+21 1 000 000 000 000 000 000 000 ΕΞΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Exa E 1.0E+18 1 000 000 000 000 000 000 ΠΕΝΤΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Peta P 1.0E+15 1 000 000 000 000 000 ΤΕΤΡΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Tera T 1.0E+12 1 000 000 000 000 ΤΡΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Giga G 1.0E+9 1 000 000 000 ΔΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Mega M 1.0E+6 1 000 000 ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟ Kilo k 1.0E+3 1 000 ΧΙΛΙΑ Hecto h 1.0E+2 1 00 ΕΚΑΤΟ Deka da 1.0E+1 1 0 ΔΕΚΑ Μονάδα Μέτρησης 1.0E+0 1 ΜΟΝΑΔΑ Deci d 1.0E-1 0. 1 ΔΕΚΑΤΟ Centi c 1.0E-2 0. 01 ΕΚΑΤΟΣΤΟ Milli m 1.0E-3 0. 001 ΧΙΛΙΟΣΤΟ Micro μ 1.0E-6 0. 000 001 ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Nano n 1.0E-9 0. 000 000 001 ΔΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Pico p 1.0E-12 0. 000 000 000 001 ΤΡΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Femto f 1.0E-15 0. 000 000 000 000 001 ΤΕΤΡΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Atto a 1.0E-18 0. 000 000 000 000 000 001 ΠΕΝΤΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Zepto z 1.0E-21 0. 000 000 000 000 000 000 001 ΕΞΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Yocto y 1.0E-24 0. 000 000 000 000 000 000 000 001 ΕΠΤΑΚΙΣ ΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΟΣΤΟ Πίνακας 2.1 Πολλαπλάσια Υποπολλαπλάσια Μονάδων [- 27 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.2 Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα ονομάζουμε το εύρος συχνοτήτων που κυμαίνονται τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Θεωρητικά η περιοχή αυτή είναι μεταξύ του μηδέν και του άπειρου (0 - ). Το φάσμα χωρίζεται σε ζώνες ανάλογα με τις ιδιότητες που παρουσιάζουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Οι ζώνες αυτές είναι: Ραδιοκύματα Μικροκύματα Υπέρυθρη Ακτινοβολία Ορατή Ακτινοβολία Υπεριώδης Ακτινοβολία Ακτίνες X Ακτίνες γ Κοσμικές Ακτίνες Ραδιοκύματα: Ηλεκτρομαγνητικά κύματα με πολύ χαμηλές συχνότητες. Η συχνότητά τους είναι μεταξύ 0 Hz - 300 MHz. Χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες. Μικροκύματα: Ηλεκτρομαγνητικά κύματα με πολύ μεγαλύτερες συχνότητες. Η συχνότητά τους ξεκινά από την μπάντα των UHF που αρχίζει από τα 300 MHz. Χωρίζεται σε τρείς επιμέρους ζώνες, την UHF, την SHF και την EHF. [- 28 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Υπέρυθρη Ακτινοβολία: Ξεκινάει από τα 300GHz και βρίσκει πολλές εφαρμογές όπως στις οπτικές ίνες, οπτικά μέσα όπως στον οπτικό δίσκο (cd player) αλλά και σε επιστήμες όπως την αρχαιολογία, την δασοπονία, τη γεωλογία και άλλες. Ορατή Ακτινοβολία Είμαστε στην περιοχή 400 MHz 800 MHz. Η ζώνη αυτή είναι σχετικά στενή ζώνη. Αυτές τις συχνότητες αντιλαμβάνεται το μάτι του ανθρώπου και ανάλογα την συχνότητα την αντιλαμβάνεται σαν διαφορετικό χρώμα. Υπεριώδης Ακτινοβολία Η περιοχή συχνοτήτων είναι 800THz. Εκπέμπεται από πάρα πολύ θερμά σώματα. Είναι βλαβερή για τους ζωντανούς οργανισμούς γιατί επηρεάζουν τους ιστούς. Ακτίνες X Εκτείνεται από 17 3 10 Hz μέχρι και 19 5*10 Hz. Ακτίνες γ Κυμαίνεται από 19 5*10 Hz μέχρι 22 3*10 πυρήνες και από αστέρια του διαστήματος. Hz. Οι ακτίνες αυτές παράγονται από ραδιενεργούς Κοσμικές Ακτίνες Ξεκινάνε από 22 3*10 Hz. Παράγονται από το μακρινό σύμπαν και φτάνουν μέχρι την γη. Η ενέργεια που έχουν αυτές οι ακτίνες είναι τεράστια. [- 29 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.3 Φάσματα Συχνοτήτων ΜΠΑΝΤΑ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΧΡΗΣΗ ΑΚΡΩΣ ΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ELF 3 Hz - 30 Hz 100.000 km - 10.000 km ΥΠΟΗΧΟΙ ΛΙΑΝ ΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ SLF 30 Hz - 300 Hz 10.000 km - 1.000 km ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΥΠΟΒΡΥΧΙΩΝ ΥΠΕΡΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ULF 300 Hz - 3 khz 1.000 km - 100 km ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΦΩΝΗΣ, ΥΠΕΡΗΧΟΙ ΠΟΛΎ ΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ VLF 3 khz - 30 khz 100 km - 10 km ΧΑΜΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ LF 30 khz - 300 khz 10 km - 1 km ΜΕΣΑΙΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ MF 300 khz - 3 MHz 1 km - 100 m ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ, ΡΑΔΙΟΕΡΑΣΙΤΕΧΝΕΣ, ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ, ΑΕΡΟΝΑΥΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΡΑΔΙΟΦΑΡΟΙ, ΙΑΤΡΙΚΑ ΕΜΦΥΤΕΥΜΑΤΑ, CB, ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΤΥΠΙΑ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ HF 3 MHz - 30 MHz 100 m - 10 m ΠΟΛΎ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ VHF 30 MHz - 300 MHz 10 m - 1 m ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ, TV, ΡΑΔΙΟΕΡΑΣΙΤΕΧΝΕΣ, ΡΑΔΙΟΜΙΚΡΟΦΩΝΑ, ΑΜΥΝΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΕΡΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ UHF 300 MHz - 3 GHz 1 m - 10 cm TV, ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ, WLAN, RADAR, PMR, ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΟΙ ΑΝΑΜΕΤΑΔΟΤΕΣ, ΚΙΝΗΤΑ ΤΗΛΕΦΩΝΑ, DECT, GPS ΛΙΑΝ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΑΚΡΩΣ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ SHF 3 GHz - 30 GHz 10 cm - 1 cm EHF 30 GHz - 300 GHz 1 cm - 1 mm 300 GHz - 3 THz 1 mm - 100 μm ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΡΑΔΙΟΠΛΟΗΦΗΣΗ, ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΓΗΣ, MVDS, ΡΑΝΤΑΡ, ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ, ΡΑΔΙΟΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΟΙ ΑΝΑΜΕΤΑΔΟΤΕΣ, ΣΤΑΘΕΡΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΥΠΕΡΥΘΡΟ 3 THz - 400 THz 100 μm - 750 nm ΝΥΧΤΕΡΙΝΗ ΟΡΑΣΗ, ΘΕΡΜΟΓΡΑΦΙΑ, ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ IrDA, ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ, ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΟΡΑΤΟ ΦΩΣ 400 THz - 700 THz 750 nm - 380 nm ΟΡΑΤΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΑΠΌ ΤΟ ΕΡΥΘΡΟ ΜΕΧΡΙ ΤΟ ΙΩΔΕΣ ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ (UV) 700 THz - 30 PHz 380 nm - 10 nm BLACT LIGHTS, ΛΑΜΠΕΣ ΦΘΟΡΙΟΥ, ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΦΩΤΙΑΣ, ΕΝΤΟΜΟΚΤΟΝΑ ΑΚΤΙΝΕΣ Χ 30 PHz - 3 EHz 10 nm - 100 pm ΑΚΤΙΝΟΓΡΑΦΙΕΣ, ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΣΘΕΝΕΙΩΝ, ΡΑΔΙΟΘΕΡΑΠΕΙΑ ΑΚΤΙΝΕΣ Γ > 2.42 Ehz 124 pm - 1 pm ΑΠΟΣΤΕΙΡΩΣΗ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ, ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΤΥΠΩΝ ΚΑΡΚΙΝΟΥ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Πίνακας 2.2 Φάσματα Συχνοτήτων [- 30 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Παραπάνω βλέπουμε τον πίνακα 2.2 που μας μιλάει για την μπάντα των συχνοτήτων. Στην πρώτη στήλη μας λέει με όνομα για ποια συχνότητα αναφερόμαστε. Στην δεύτερη στήλη έχουμε την συντομογραφία όπως αναφέρεται στην βιβλιογραφία. Στην τρίτη βλέπουμε ποια περιοχή συχνοτήτων καλύπτει η συγκεκριμένη μπάντα. Στην τέταρτη μπορούμε να δούμε και την περιοχή του μήκους κύματος που κυμαίνεται και στην πέμπτη σε ποιές εφαρμογές χρησιμοποιείτε η συγκεκριμένη μπάντα συχνοτήτων. [- 31 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.4 Δορυφορικές Ζώνες Συχνοτήτων Εκτός από τα γνωστό φάσμα συχνοτήτων, έχουμε και το σύστημα κατά R.S.G.B (Radio Society of Great Britain). Το R.S.G.B είναι ο εθνικός οργανισμός ραδιοερασιτεχνών της Μεγάλης Βρετανίας. Μπορούμε να δούμε παρακάτω τις ζώνες συχνοτήτων κατά R.S.G.B και τις συχνότητες εκπομπής για κάθε ζώνη. Οι ζώνες αυτές είναι χωρισμένες κατά I.E.E.E. ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΖΩΝΗΣ Ζώνη L Ζώνη S ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ 1 έως 2 GHz 2 έως 4 GHz ΧΡΗΣΗ ΚΙΝΗΤΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (MMS) - ΚΙΝΗΤΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΞΗΡΑΣ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (LMSS) ΚΙΝΗΤΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (MMS) ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟΥ ΔΙΑΣΤΗΜΑΤΟΣ (SRS) ΑΣΥΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ WiMAX Ζώνη C Ζώνη X 4 έως 8 GHz 8 έως 12 GHz ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (FSS) ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ ΓΙΑ ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΟΥΣ ΣΚΟΠΟΥΣ (FSSMC) Ζώνη Ku Ζώνη K 12 έως 18 GHz 18 έως 26.5 GHz ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (FSS) ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΥΡΥΕΚΠΟΜΠΗΣ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (BSS) ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (FSS) ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΥΡΥΕΚΠΟΜΠΗΣ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (BSS) [- 32 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΟΝΟΜΑΣΙΑ ΖΩΝΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΧΡΗΣΗ Ζώνη Ka Ζώνη Q 26.5 έως 40 GHz 30 έως 50 GHz ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (FSS) ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΥΡΥΕΚΠΟΜΠΗΣ ΜΕΣΩ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ (BSS) ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΕΠΙΓΕΙΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΡΑΔΙΟΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ - ΡΑΝΤΑΡ Ζώνη U 40 έως 60 GHz ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΕΠΙΓΕΙΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Ζώνη V 50 έως 75 GHz ΕΠΙΓΕΙΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Ζώνη E Ζώνη W 60 έως 90 GHz 75 έως 110 GHz ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ ΜΕΓΑΛΟΥ ΕΥΡΟΥΣ ΖΩΝΗΣ ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΑ ΡΑΝΤΑΡ ΣΤΟΧΕΥΣΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Ζώνη F Ζώνη D 90 έως 140 GHz 110 έως 170 GHz ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ - ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ Πίνακας 2.3 Δορυφορικές Ζώνες Συχνοτήτων [- 33 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.5 Ραδιοφάσμα Με τον όρο αυτόν μιλάμε για τις συχνότητες εκπομπής ραδιοφωνικού σήματος. Εδώ διακρίνουμε δύο μεγάλες κατηγορίες ραδιοφασμάτων. Είναι η μπάντα των AM και η μπάντα των FM. Αντιστοίχως στην κάθε μπάντα για την μετάδοση των σημάτων, χρησιμοποιούνται η διαμόρφωση κατά πλάτος (AM) και η διαμόρφωση κατά συχνότητα (FM). Για να γίνει η μετάδοση σε μακρινές αποστάσεις, λόγω του ότι οι συχνότητες πληροφορίας όπως η φωνή μας είναι σχετικά μικρές και θα απορροφηθούν από τα εμπόδια που θα συναντήσουν εξασθενούν σχετικά γρήγορα. Με αποτέλεσμα να μην μπορούν να φτάσουν σε μακρινές αποστάσεις όπως εμείς επιθυμούμε. Για τον λόγω αυτό, σκεφτήκαμε να τοποθετήσουμε την πληροφορία μας πάνω σε μία πιο υψηλή συχνότητα, να την στείλουμε και έπειτα να διαχωρίσουμε την πληροφορία μας και να την λάβουμε όπως πριν την στείλουμε. Αυτό κάνουμε και στις διαμορφώσεις AM και FM. Στην πρώτη έχουμε μεταβολή του πλάτους του φέροντος σήματος (υψηλής συχνότητας) ανάλογα με την προς μετάδοση πληροφορία ενώ στην δεύτερη έχουμε μεταβολή της συχνότητας του φέροντος σήματος (υψηλής συχνότητας) ανάλογα με την προς μετάδοση πληροφορία. Μπορούμε αυτό να το καταλάβουμε στο σχήμα που ακολουθεί. Εικόνα 2.2 Διαφορά ΔιαμορφώσεωνAM-FM Παρακάτω στα σχήματα βλέπουμε τα λειτουργικά διαγράμματα των πομπών AM και FM, με την πορεία του σήματος σε κάθε μία. [- 34 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.6 Πομπός AM Σχήμα 2.1 Πομπός AM 1 2.7 Πομπός FM Σχήμα 2.2 Πομπός FM 2 [- 35 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Όπως βλέπουμε παρακάτω η μπάντα των AM είναι από 500 1600 khz περίπου, ενώ η μπάντα των FM κυμαίνεται από 88-106 MHz περίπου. Εικόνα 2.3 Εφαρμογές Φάσματος Συχνοτήτων 2.8 Ορισμός της διεθνής επιτροπής ραδιοεπικοινωνιών Πρέπει να αναφέρουμε το τι ορίζει η διεθνής επιτροπή ραδιοεπικοινωνιών, για την ραδιοφωνία. Μέγιστη Συχνότητα Διαμόρφωσης Δείκτης Διαμόρφωσης β = 5 Εύρος Απόκλισης fm = 15kHz 2*5*15=150kHz Απόκλιση Συχνότητας 75kHz Σταθερότητα Συχνότητας Φέροντος 2 khz [- 36 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.9 Τηλεοπτικό Φάσμα Το φάσμα το έχουμε χωρίσει σε 5 ζώνες. Κάθε μια από αυτές έχει κανάλια και κάθε κανάλι εκπέμπει σε διαφορετική, φυσικά, συχνότητα. Η συχνότητα αυτή είναι η φέρουσα συχνότητα κάθε καναλιού. Παρακάτω βλέπουμε πως χωρίζονται οι ζώνες και κάθε κανάλι σε ποια συχνότητα εκπέμπει. Ζώνη I (VHF): Κανάλια 2, 3, 4. Ζώνη II (VHF): Δεν υπάρχουν τηλεοπτικά κανάλια, χρησιμοποιείται για ραδιοφωνία FM. Ζώνη III (VHF): Κανάλια 5-11. Ζώνη IV (UHF): Κανάλια 21-37 Ζώνη V (UHF): Κανάλια 38-69 Εικόνα 2.4 Πίνακας Αντιστοιχίας Καναλιών Συχνοτήτων [- 37 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2.10 Χρωματικό Φάσμα Εικόνα 2.5 Θέση του Χρωματικού Φάσματος Το φάσμα αυτό εκφράζεται συνήθως με το μήκος κύματος (λ) του κάθε χρώματος. Εκτείνεται από τα 400nm 700nm περίπου. Είναι το ορατό φάσμα από τον άνθρωπο. Όλα τα χρώματα που γνωρίζουμε βρίσκονται μέσα εδώ. Μπορούμε να δούμε για κάθε χρώμα ποια μήκη κύματος αντιστοιχούν στο επόμενο σχήμα. [- 38 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εικόνα 2.6 Αντιστοιχία Μήκους Κύματος - Χρωμάτων Εικόνα 2.7 Χρωματικό Φάσμα Ιδιαίτερη περίπτωση είναι το λευκό χρώμα που χρησιμοποιείται και στην εμφάνιση χρωμάτων της τηλεόρασης. Γνωρίζουμε ότι το λευκό είναι η μίξη των επτά βασικών χρωμάτων. Όμως ανακαλύφθηκε τον 17 ο -19 ο αιώνα και η τρι-χρωματική θεωρία. Αυτή μας λέει ότι το λευκό χρώμα μπορεί να δημιουργηθεί μόνο από τρία χρώματα με κατάλληλο συνδυασμό και όχι και με τα επτά. Τα χρώματα αυτά είναι το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε (RGB). Ακόμα και τα υπόλοιπα χρώματα είναι συνδυασμός των τριών αυτών χρωμάτων. Αυτήν την διατύπωση οι επιστήμονες την εκμεταλλεύτηκαν για να εμφανίσουν έγχρωμη εικόνα στην τηλεόραση. [- 39 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Εικόνα 2.8 Εμφάνιση Λευκού Η εμφάνιση του λευκού χρώματος ανά μονάδα για παράδειγμα είναι: Y 0.3R 0.59G 0.11B Y = Λευκό χρώμα R = Κόκκινο χρώμα G = Πράσινο χρώμα B = Μπλε χρώμα [- 40 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΙΔΗ ΚΕΡΑΙΩΝ Η παρουσίαση του κεφαλαίου αυτού έχει σαν στόχο να δούμε την κεραία με τα χαρακτηριστικά της γενικά, αλλά και να αναφερθούμε στις κυριότερες και συχνότερες σε σχέση με την χρήση, με εκτενέστερη ανάλυση. Ακόμα θα αναφερθούμε και στις γραμμές μεταφοράς σήματος. Κεραία ονομάζουμε το μέσω που χρησιμοποιείται είτε για την εκπομπή είτε για την λήψη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Με το κατάλληλο σχήμα αλλά και μέγεθος χρησιμοποιείται για να μεταφέρει τα ραδιοκύματα από τον αέρα σε μία γραμμή μεταφοράς. Εικόνα 3.1 Σύμβολο Κεραίας Φυσικά κάθε κεραία δεν ενδείκνυται για την λήψη οποιασδήποτε συχνότητας. Ανάλογα με το εύρος συχνοτήτων που επιθυμούμε να λάβουμε, θα πρέπει αντίστοιχα να επιλέξουμε και την κατάλληλη κεραία. Η επιλογή αυτή γίνεται και σε σχέση με τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά της κεραίας. Είναι εύκολα κατανοητό πως οι κεραίες που έχουν δημιουργηθεί, σχεδιάστηκαν σύμφωνα με τις δικές μας ανάγκες και απαιτήσεις. [- 41 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.1 Χαρακτηριστικά κεραίας Τα χαρακτηριστικά των κεραιών είναι: Πόλωση Κατευθυντικότητα Απολαβή / Κέρδος Διάγραμμα Λήψης / Ακτινοβολίας Εύρος Ζώνης Απόδοση Φυσικό Μήκος Κεραίας Ενεργό Ηλεκτρικό Μήκος Ενεργό Ύψος Ισχύς Εισόδου Κατανομή Ρεύματος Λόγος εμπρός-πίσω Αντίσταση Εισόδου Αντίσταση Ακτινοβολίας Αντίσταση Απωλειών Αμοιβαία Σύνθετη Αντίσταση [- 42 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Πόλωση: Σαν πόλωση της κεραίας λέμε την διεύθυνση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της κεραίας. Η διεύθυνση έχει σαν αναφορά το έδαφος. Ουσιαστικά εξαρτάται από την κατεύθυνση της κεραίας, δηλαδή η οριζόντια κεραία να θεωρείται οριζόντιας πόλωσης και η κάθετη, κατακόρυφης πόλωσης. Κατευθυντικότητα: Είναι ο λόγος της ισχύος της ακτινοβολίας από ισοτροπική κεραία (ίδια ακτινοβολία προς κάθε κατεύθυνση κυκλικό πολικό διάγραμμα) προς την ισχύ της κεραίας μας που ακτινοβολείται για τον ίδιο σκοπό, σε συγκεκριμένη κατεύθυνση και με ορισμένη γωνία θ ο. P P Απολαβή / Κέρδος: Είναι ο λόγος της μέγιστης πυκνότητας ακτινοβολίας της κεραίας προς την μέγιστη πυκνότητα ακτινοβολίας μιας πρότυπης κεραίας, όταν και οι δύο τροφοδοτούνται με την ίδια ισχύ. Το σημείο αναφοράς συνήθως είναι τα 0db. P G P [- 43 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Διάγραμμα Λήψης / Ακτινοβολίας: Είναι η ευαισθησία ή η ένταση της κεραίας για κάθε σημείο γύρο από αυτήν, αν πρόκειται για κεραία λήψης ή εκπομπής αντίστοιχα. Εικόνα 3.2 Ακτινοβολία Κεραίας Εύρος Ζώνης: Είναι το φάσμα συχνοτήτων για το οποίο χρησιμοποιείται η κεραία και έχει μία πάρα πολύ καλή απόδοση. Απόδοση: Είναι το ποσοστό του σήματος που φτάνει στο ενεργό δίπολο (σημείο λήψης κεραίας). Αυτό εξαρτάται κυρίως από την ποιότητα κατασκευής. Μετριέται σε ποσοστό επί της εκατό %, αν υποθέσουμε ότι το ιδανικό 100% είναι η λήψη όλου του σήματος που έρχεται στην κεραία. [- 44 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Φυσικό Μήκος Κεραίας: Είναι το μήκος της κεραίας σε μέτρα. Προκύπτει από την σχέση Όπου: L vel * f f = η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος vel = η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος στο μέσο και υπολογίζεται από την σχέση Όπου: c = η ταχύτητα του φωτός στο κενό ( vel c* vf 8 3*10 m/sec) vf = ο παράγοντας ταχύτητας που λαμβάνεται ίσος με 0.95 Πολλές φορές το φυσικό μήκος και το μήκος κύματος λ, για απλοποίηση θεωρούνται σαν ένα μέγεθος. Ενεργό Ηλεκτρικό Μήκος: Είναι η συμπεριφορά των κεραιών αντί του φυσικού μήκους. Λόγο του ότι δεν μπορούμε να αλλάζουμε για κάθε διαφορετική συχνότητα και το μήκος της κεραίας, γι αυτό το λόγο μεταβάλουμε αυτό το μέγεθος. [- 45 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ενεργό Ύψος: Έχει σχέση με την διατομή της κεραίας. Εκφράζεται ως την επαγόμενη τάση προς το προσπίπτον κύμα. h e V E Ισχύς Εισόδου: Ισούται με το άθροισμα της ακτινοβολούμενης ισχύς και της ισχύς των θερμικών απωλειών. Pin P P Κατανομή Ρεύματος: H ένταση του ρεύματος που διαρρέει την κεραία, σε κάθε σημείο του μήκους της. Εδώ έχουμε δύο τύπους κατανομών: Στις συντονισμένες κεραίες, όπου το ανακλώμενο κύμα δεν υπάρχει, άρα ούτε τα στάσιμα κύματα. Στις ασυντόνιστες κεραίες, όπου εδώ έχουμε ανακλώμενο κύμα που δημιουργούν τα στάσιμα κύματα. [- 46 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ισχύς Εισόδου: Η ισχύς του λαμβανόμενου σήματος. Συνήθως μετριέται σε dbm. Λόγος εμπρός-πίσω: Είναι χαρακτηριστικό των κατευθυντικών κεραιών συνήθως. Είναι το πηλίκο της μέγιστης ισχύς της ακτινοβολίας του σήματος της κεραίας, προς την ισχύ της ακτινοβολίας στην ακριβώς αντίθετη κατεύθυνση. Μετριέται σε db. Κεραίες με μεγάλο λόγο εμπρός-πίσω χρησιμοποιούνται συνήθως σε σταθμούς θαλάσσιας επικοινωνίας. Αντίσταση Εισόδου: Είναι η σύνθετη αντίσταση της κεραίας (Z κερ ). Δηλαδή αν αντί την κεραία βάλουμε μία αντίσταση που καταναλώνει την ίδια ισχύ με την κεραία, έχει τότε την ίδια τιμή με την σύνθετη αντίσταση της κεραίας (Z κερ ). Αντίσταση Ακτινοβολίας: Είναι η ωμική αντίσταση που παρουσιάζει η κεραία όταν ακτινοβολεί. Δηλαδή κατά την διάρκεια ακτινοβολίας της κεραίας αν αντικαθιστούσαμε την κεραία με μία ωμική αντίσταση, θα κατανάλωνε την ίδια ισχύ με την ισχύ που καταναλώνει η κεραία όταν ακτινοβολεί. R A P I A 2 RMS [- 47 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Αντίσταση Απωλειών: Στην κεραία ένα ποσοστό ακτινοβολίας χάνεται με μορφή θερμότητας που είναι οι απώλειες της κεραίας. Η αντίσταση αυτή είναι η ισοδύναμη ωμική αντίσταση που αν την διαπερνά ρεύμα ίσο με αυτό της κεραίας κατά την διάρκεια ακτινοβολίας, θα σπαταλά την ίδια ισχύ με την ισχύ των απωλειών που έχει η κεραία. Αμοιβαία Σύνθετη Αντίσταση: Όταν δύο(2) κεραίες βρίσκονται σχετικά κοντά η μία με την άλλη σε σχέση με το μήκος κύματος, τότε έχουμε αμοιβαία αλληλεπίδραση. Αυτό οφείλεται στην αμοιβαία σύνθετη αντίσταση που παρουσιάζεται. Έτσι η μία κεραία επηρεάζει την φαινομενική αντίσταση της δεύτερης κεραίας. [- 48 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.2 Γραμμές Μεταφοράς Γραμμή μεταφοράς για τις κεραίες, ονομάζουμε τον αγωγό που χρησιμοποιείται για την μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας (το σήμα) από την κεραία στον δέκτη. Εκτός από τις γνωστές γραμμές μεταφοράς έχουμε και ένα άλλο είδος μεταφοράς ενέργειας, τους κυματοδηγούς. Ο κυματοδηγός διαφέρει από την γραμμή μεταφοράς και είναι μία ξεχωριστή περίπτωση γραμμής μεταφοράς. Ουσιαστικά ο κυματοδηγός δεν μεταφέρει μόνο ηλεκτρομαγνητικά κύματα, αλλά και πολλά άλλα κύματα. Κάποια πλεονεκτήματα του κυματοδηγού είναι ότι δεν παρουσιάζει το επιδερμικό φαινόμενο με αποτέλεσμα να μην εμφανίζει απώλειες του σήματος λόγω μεταφοράς. Μια διαφορά είναι ότι η γραμμή μεταφοράς λειτουργεί από μηδενική σχεδόν συχνότητα μέχρι μία μέγιστη σε αντίθεση με τον κυματοδηγό που λειτουργεί από μία ελάχιστη συχνότητα και πάνω, που ονομάζεται συχνότητα αποκοπής. Ακόμα ο κυματοδηγός δεν έχει περιορισμό στην μορφή που μπορεί να πάρει, αρκεί να έχει ομοιογένεια στην διατομή του. Μπορούμε να δούμε παρακάτω μερικούς από αυτούς, για καλύτερη κατανόηση. Εικόνα 3.3 Κυματοδηγοί [- 49 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.3 Τύποι Γραμμών Μεταφοράς Η μεταφορά του σήματος από την κεραία στον δέκτη, γίνεται από τρείς κύριες κατηγορίες γραμμών μεταφοράς. Γραμμές Παράλληλων Αγωγών Ομοαξονικά καλώδια Καλώδια δύο αγωγών θωρακισμένα με μεταλλικό πλέγμα Γραμμές Παράλληλων Αγωγών: Παλιά για την μεταφορά σήματος από την κεραία στον δέκτη χρησιμοποιούσαν σαν γραμμές μεταφοράς, γραμμές παράλληλων αγωγών. Αν ήταν ένας αγωγός, κάθε φορά που θα διαρρέονταν ρεύμα σε αυτόν θα δημιουργούνταν και ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρο από αυτόν. Κάτι που δεν μας βολεύει, ώστε να έχουμε μια πολύ καλή μεταφορά ισχύος. Γι αυτό τον λόγο έχουμε δύο αγωγούς που διαρρέονται από ίσης έντασης ρεύμα αλλά αντίθετης φοράς. Έτσι τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία αλληλοεξουδετερώνονται. Η σύνθετη αντίσταση που είχαν τέτοια καλώδια για την μεταφορά τηλεοπτικού σήματος ήταν 300 ohm, όμως η μη επαρκή μόνωση (μιας και στις αρχές δεν μόνωναν τόσο καλά τους αγωγούς), τα έκανε ευάλωτα στις παρεμβολές. Αυτό οδήγησε και στην γρήγορη αντικατάστασή τους με την πρώτη καλύτερη επιλογή που αναπτύχθηκε. [- 50 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ομοαξονικά καλώδια: Τα πιο διαδεδομένα είδη καλωδίου που χρησιμοποιούνται για αυτόν τον σκοπό. Έχουν πολύ καλύτερη θωράκιση από τις γραμμές παράλληλων αγωγών. Η αντίστασή τους είναι στα 75 ohm γι αυτό και θέλουν κύκλωμα προσαρμογής με την κεραία. Η ακτινοβολία αυτών των καλωδίων είναι μηδενική και αυτό οφείλεται στην ιδιαίτερη κατασκευή τους. Μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της θωράκισης, έχουμε ένα διηλεκτρικό υλικό που εκεί εμφανίζεται το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Με αυτόν τον τρόπο δεν του επιτρέπεται να διαφύγει πέρα από αυτό. Λόγο της καλής θωράκισης έχουν μεγάλη ανοχή στον θόρυβο. Καλώδια δύο αγωγών θωρακισμένα με μεταλλικό πλέγμα: Μοιάζουν στην κατασκευή με τα ομοαξονικά, μόνο που αντί για έναν κεντρικό αγωγό έχουν δύο αγωγούς. Τέτοιας κατασκευής είναι τα γνωστά καλώδια RCA που χρησιμοποιούνται περισσότερο στην μετάδοση ήχου για μεγάλα στερεοφωνικά ηχοσυστήματα αλλά και στα μέσα αναπαραγωγής που συνδέονται με την τηλεόραση για την μετάδοση εικόνας και ήχου. [- 51 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.4 Μέγιστη Μεταφορά Ισχύος Χρησιμοποιώντας το ομοαξονικό καλώδιο σαν γραμμή μεταφοράς από την κεραία μέχρι τον δέκτη στις περισσότερες των περιπτώσεων, θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι η χαρακτηριστική του αντίστασή του ανεξάρτητα από το μήκος του καλωδίου παραμένει σταθερή. Αυτό μας βολεύει στο να έχουμε ένα κύκλωμα προσαρμογής μεταξύ κεραίας και δέκτη ώστε να έχουμε μέγιστη μεταφερόμενη ισχύ. Γνωρίζουμε ακόμα, ότι για να υπάρχει μέγιστη μεταφορά ισχύος πρέπει, στην ιδανική περίπτωση, η σύνθετες αντιστάσεις των δύο άκρων που ενώνονται θα πρέπει να είναι ίσες. Z a Z b Γι αυτό τον λόγο και για να μην έχουμε απώλειες στην σύνδεση κεραίας και καλωδίου, χρησιμοποιούμε κυκλώματα προσαρμογής όπως θα δούμε παρακάτω. [- 52 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.5 Είδη Γραμμών Μεταφοράς Τις γραμμές μεταφοράς ανάλογα με το δυναμικό των αγωγών τις κατατάσσουμε σε δύο (2) κατηγορίες, την ισοσταθμισμένη και την μη-ισοσταθμισμένη. Ισοσταθμισμένη γραμμή είναι αυτή η γραμμή που οι δύο αγωγοί της, έχουν το ίδιο δυναμικό ως προς τη γη. Μη-ισοσταθμισμένη γραμμή είναι αυτή η γραμμή που ο ένας αγωγός είναι γειωμένος. Στις ισοσταθμισμένες γραμμές ελέγχουμε το στάσιμο κύμα το οποίο εμφανίζεται αλλά και την ακτινοβολία των γραμμών αυτών που ίσως εμφανίσουν, έχοντας ανοιχτό το τέρμα και χρησιμοποιώντας αντίσταση προσαρμογής. 3.6 Κυκλώματα Προσαρμογής Γραμμής-Κεραίας Για να έχουμε μέγιστη μεταφορά ισχύος όπως είπαμε και για να ελέγχουμε τα στάσιμα κύματα παρεμβάλουμε, μεταξύ γραμμής μεταφοράς και κεραίας, κυκλώματα προσαρμογής όπως αυτό του σχήματος 3.1. Σχήμα 3.1 Κύκλωμα Προσαρμογής Γραμμής-Κεραίας 3 [- 53 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.7 Στάσιμα Κύματα Τα κύματα αυτά δημιουργούνται από την συμβολή δύο όμοιων κυμάτων, τα οποία έχουν αντίθετες κατευθύνσεις και διαδίδονται στο ίδιο μέσο. Η συμβολή των κυμάτων έχει σαν αποτέλεσμα να μας δίνει ένα νέο κύμα (το στάσιμο κύμα), που έχει πλάτος ίσο με μηδέν όταν τα δύο (2) κύματα που το δημιούργησαν έχουν ίσο μέτρο αλλά αντίθετη πολικότητα ή πλάτος ίσο με το διπλάσιο των αρχικών κυμάτων όταν τα δύο (2) κύματα αυτά έχουν ίσο μέτρο και ίση πολικότητα. Αυτά συνήθως οφείλονται στις ανακλάσεις που υφίσταται το κύμα ειδικά στο σημείο ένωσης της γραμμής με την κεραία και ταξιδεύει κατά μήκος της γραμμής μεταφοράς. Στην περίπτωση που δεν έχουμε ιδανική προσαρμογή μεταξύ κεραίας και γραμμής μεταφοράς, εμφανίζονται τα στάσιμα κύματα. Για την εξάλειψή τους, σχεδιάζουμε κυκλώματα για την άψογη προσαρμογή. Παρακάτω βλέπουμε πίνακα με τις απώλειες σε ισχύ, όταν τα στάσιμα κύματα είναι αναλογίας μεγαλύτερης του 1:1, καθώς και σχήμα αναπαράστασης του στάσιμου κύματος. [- 54 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 VSWR απώλειες % απώλειες db ανακλώμενη ισχύς σε W εκπεμπόμενη ισχύς σε W 1:01 0 0 0 100 1.1:01 0,227 0,01 0,23 99,77 1,2:1 0,826 0,036 0,82 99,18 1,3:1 1,701 0,075 1,67 98,33 1,4:1 2,778 0,122 2,7 97,3 1,5:1 4 0,177 3,85 96,15 1,6:1 5,325 0,238 5,06 94,94 1,7:1 6,722 0,302 6,3 93,7 1,8:1 8,163 0,37 7,55 92,45 1,9:1 9,631 0,44 8,79 91,21 2,0:1 11,11 0,512 10 90 2,2:1 14,06 0,658 12,33 87,67 2,4:1 16,96 0,807 14,5 85,5 2,6:1 19,75 0,956 16,49 83,51 2,8:1 22,44 1,103 18,33 81,67 3,0:1 25 1,249 20 80 3,5:1 30,88 1,603 23,58 76,42 4:01 36 1,938 26,47 73,53 5:01 44,44 2,553 30,77 69,23 6:01 51,02 3,1 33,78 66,22 7:01 56,25 3,59 36 64 8:01 60,49 4,033 37,69 62,31 9:01 64 4,437 39,02 60,98 10:01 66,94 4,807 40,1 59,9 Πίνακας 3.1 Απώλειες Σήματος Λόγω Στάσιμων Κυμάτων Σχήμα 3.2 Στάσιμα Κύματα [- 55 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.8 Γείωση Κεραιών Γείωση είναι η σύνδεση ενός σημείου της κεραίας με τη γη (ή κάποιο άλλο σημείο με μηδενικό δυναμικό), με την χρήση κυκλώματος γείωσης, μεταλλικού αντικειμένου ή απλού καλωδίου. Έχουμε πολλών ειδών γειώσεις που δεν θα τις αναλύσουμε, όμως μπορούμε να πούμε λίγα λόγια για τα πλεονεκτήματα που αποκτούμε με την γείωση. Μερικά από τα πλεονεκτήματα που μας παρέχει η γείωση των κεραιών είναι ότι, λόγω του ότι το έδαφος λειτουργεί σαν καθρέπτης το μήκος της κεραίας περιορίζεται στο μισό απ ότι θα έπρεπε να είναι. Με αυτόν τον τρόπο κερδίζουμε σε χώρο και αντί να έχουμε μία κεραία με μήκος λ/2, με την γείωσή της θα χρειαστούμε για τον ίδιο λόγο μία κεραία μήκους λ/4 (δηλαδή η μισή απ το αρχικά υπολογιζόμενο). Άλλο ένα σημαντικό πλεονέκτημα είναι πως με την γειωμένη κεραία έχουμε βελτίωση στην κατευθυντικότητα της κεραίας, στο οριζόντιο επίπεδο. Όμως έχουμε και μειονεκτήματα στις γειωμένες κεραίες ή καλύτερα να τα ονομάσουμε δυσκολίες. Η κυριότερη είναι στις κινητές κεραίες που δεν υπάρχει μία σταθερή βάση για την μόνιμη γείωση της κεραίας. Σε τέτοιες περιπτώσεις καταφεύγουμε σε άλλο είδος γείωση όπως κάνουμε στις ηλεκτρικές συσκευές. Εικόνα 3.4 Κεραία με γείωση και χωρίς γείωση [- 56 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3.9 Είδη Κεραιών Γνωρίζουμε ότι δεν έχουμε ένα είδος κεραίας για κάθε χρήση και αυτό γιατί κάθε μια από τις γνωστές κεραίες έχει τα δικά της πλεονεκτήματα. Ανάλογα τα οφέλη που μας δίνει την χρησιμοποιούμε για συγκεκριμένες εφαρμογές ή καλύτερα για συγκεκριμένες συχνότητες λειτουργίας. Οι κύριες, διαδεδομένες και αυτές που γνωρίζουμε περισσότερο από όλες, είναι οι οικιακές εφαρμογές που χρησιμοποιούνται είναι η τηλεόραση και η ραδιοφωνία. Για την ραδιοφωνία κατά κύριο λόγο έχουμε την κεραία απλού δίπολου, αναδιπλωμένου δίπολου και την κεραία Marconi. Για την τηλεόραση έχουμε την κεραία yagi (απλή ή με 3 κατευθυντήρες), την λογαριθμική, την κεραία πλέγμα και την δορυφορική κεραία. Παρακάτω θα αναλύσουμε τις κεραίες όχι τόσο με βάση τα χαρακτηριστικά τους αλλά από κατασκευαστικής άποψης περισσότερο. [- 57 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Απλό δίπολο λ/2 (Hertz): Συχνότητες Λειτουργίας: VHF Ευρεία Χρήση: Ραδιοφωνία Αντίσταση Εισόδου: 75Ω Καλώδιο Σύνδεσης: Διπολική Γραμμή 300Ω Περιγραφή Κατασκευής/Λειτουργίας: Αποτελείται από ένα μεταλλικό άξονα ο οποίος κάνει λήψη του σήματος και συνήθως στηρίζεται σε μία βάση. Υπάρχουν περιπτώσεις που αντί για βάση, επειδή αποτελείται από σύρμα είναι στερεωμένη στις άκρες. Διαστάσεις: Ανάλογα με την συχνότητα λειτουργίας. Το μήκος υπολογίζεται από τον τύπο L 142.5 / f Όπου f σε MHz και L σε μέτρα. Διάγραμμα Ακτινοβολίας: Στο Οριζόντιο Επίπεδο Στο Χώρο 3D Εικόνα 3.5 Διαγράμματα Ακτινοβολίας Κεραίας Hertz [- 58 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Αναδιπλωμένο δίπολο λ/2 (Folded): Συχνότητες Λειτουργίας: VHF Ευρεία Χρήση: Ραδιοφωνία (Μπάντα των FM), Τηλεόραση Αντίσταση Εισόδου: 300Ω Καλώδιο Σύνδεσης: Διπολική Γραμμή 300Ω Περιγραφή Κατασκευής/Λειτουργίας: Μοιάζει με το απλό δίπολο. Αποτελείται και αυτό από μία βάση στήριξης και από το ενεργό δίπολο το οποίο ξεκινάει από την μία άκρη της βάσης, με μετά από μία διαδρομή που μοιάζει με δύο παράλληλες γραμμές ενωμένες στις άκρες, καταλήγει στην άλλη βάση στήριξης. Διαστάσεις: Το μήκος εξαρτάται από την συχνότητα που θέλουμε, ωστόσο οι αποστάσεις μεταξύ των αγωγών φαίνονται στο διπλανό σχήμα. Διάγραμμα Ακτινοβολίας: Στο Οριζόντιο Επίπεδο Στο Χώρο 3D Εικόνα 3.6 Διαγράμματα Ακτινοβολίας Κεραίας Folded [- 59 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Λογαριθμική: Συχνότητες Λειτουργίας: VHF-UHF Ευρεία Χρήση: Τηλεόραση Αντίσταση Εισόδου: 75Ω Καλώδιο Σύνδεσης: Ομοαξονικό Καλώδιο 75Ω Περιγραφή Κατασκευής/Λειτουργίας: Αποτελείται από έναν άξονα στην άκρη του οποίο είναι στερεωμένο το ενεργό δίπολο. Μπροστά από το δίπολο λήψης υπάρχουν οι λεγόμενοι κατευθυντήρες που η δουλειά τους είναι να ομαλοποιούν το σήμα και να το οδηγούν στο ενεργό δίπολο. Δεν εμφανίζουν πολλά είδωλα αλλά ούτε έχουν και μεγάλη ενίσχυση. Διαστάσεις: Ένας καλός τρόπος είναι, έχοντας το μήκος τις κεραίας από το κέντρο του δίπολου μέχρι ένα σημείο Α, ενώνουμε τις άκρες του δίπολου με το σημείο Α με σχοινί. Τότε ο κάθε κατευθυντήρας θα έχει μήκος όση απόσταση έχουν τα σχοινιά μεταξύ τους και θα βρίσκεται ανάμεσά τους. Διάγραμμα Ακτινοβολίας: Στο Οριζόντιο Επίπεδο Στο Κάθετο Επίπεδο Εικόνα 3.7 Διαγράμματα Ακτινοβολίας Λογαριθμικής Κεραίας [- 60 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Πλέγμα: Συχνότητες Λειτουργίας: UHF Ευρεία Χρήση: Τηλεόραση Αντίσταση Εισόδου: 75Ω Καλώδιο Σύνδεσης: Ομοαξονικό Καλώδιο 75Ω Περιγραφή Κατασκευής/Λειτουργίας: Αποτελείται από τέσσερα συνήθως ενεργά στοιχεία για την λήψη του σήματος. Αυτά βρίσκονται στο μπροστινό τμήμα της κεραίας σε κάθετη διάταξη, οριζόντια τοποθετημένα. Όλα μαζί ενώνονται και οδηγούν το λαμβανόμενο σήμα μέσω του κυκλώματος προσαρμογής στο καλώδιο. Στο πίσω τμήμα υπάρχουν ανακλαστήρες ώστε να μην αφήνουν τα κύματα που δεν λήφθηκαν από την κεραία να φύγουν. Έτσι τα οδηγούν πάλι στα ενεργά στοιχεία. Διαστάσεις: Δεν έχουμε κάποιες συγκεκριμένες τιμές, όμως γνωρίζουμε ότι τα δίπολα μεταξύ τους δεν έρχονται σε επαφή. Ακόμη η απόσταση δίπολων και ανακλαστήρων είναι μικρή. [- 61 -]

ΑΣΥΡΜΑΤΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 YAGI: Συχνότητες Λειτουργίας: UHF Ευρεία Χρήση: Τηλεόραση Αντίσταση Εισόδου: 75Ω Καλώδιο Σύνδεσης: Ομοαξονικό Καλώδιο 75Ω Περιγραφή Κατασκευής/Λειτουργίας: Η κεραία yagi μοιάζει πολύ με την λογαριθμική. Οι κατευθυντήρες ομαλοποιούν και οδηγούν το λαμβανόμενο σήμα στο ενεργό δίπολο, ενώ ο ανακλαστήρας ξαναοδηγεί το σήμα στο δίπολο. Υπάρχουν όμως και κεραίες με τρεις κατευθυντήρες, όπως βλέπουμε στην δεύτερη εικόνα, για καλύτερη λήψη. Το μήκος των ανακλαστήρων δεν έχει συγκεκριμένες τιμές. Διαστάσεις: Το μήκος των κατευθυντήρων στις νεότερες κεραίες δεν ξεπερνάν πλέον το ένα μέτρο. Στο διπλανό σχήμα βλέπουμε κάποιες τυπικές διαστάσεις. Διάγραμμα Ακτινοβολίας: Στο Οριζόντιο Επίπεδο Στο Χώρο 3D Εικόνα 3.8 Διαγράμματα Ακτινοβολίας Κεραίας Yagi [- 62 -]