Κεραίες & Ασύρματες Ζεύξεις

Σχετικά έγγραφα
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΤΜΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Κεραίες & Ασύρματες Ζεύξεις

Από το στοιχειώδες δίπολο στις κεραίες

Κεραίες & Ασύρματες Ζεύξεις

ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Περιεχόμενα. Συστήματα Κεραιών & Ασύρματη Διάδοση. Γραμμικές κεραίες σύρματος

ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Περιεχόμενα. Συστήματα Κεραιών & Ασύρματη Διάδοση. Κεραίες Βρόχου

Περιοχές Ακτινοβολίας Κεραιών

6.2.2 Χαρακτηριστικά κεραιών 1 / 18

Διάφορες κεραίες. Μετάδοση ενέργειας μεταξύ πομπού-δέκτη

Από τον Ηλεκτρομαγνητισμό στις Τηλεπικοινωνίες

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

11 ΧΡΟΝΙΚΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΑ ΠΕΔΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. ΘΕΜΑ 1ο α. Τι εννοούμε με τον όρο διαμόρφωση; Ποιο σήμα ονομάζεται φέρον, ποιο διαμορφωτικό και ποιο διαμορφωμένο;

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα

Τα κυριότερα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας προσαρμογής είναι τα

Προβλήματα στην Ανάλυση Συντονισμένων Κυκλικών Στοιχειοκεραιών Κυλινδρικών Διπόλων μέσω Μεθόδων Ροπών ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. (σ: εγκάρσια διατομή του στόχου, Κ: ο συντελεστής που εκφράζει το ποσοστό της ανακλώμενης ισχύος από το στόχο).

Κατά την φόρτιση πυκνωτή (Εξ. 37 στις σημειώσεις Ηλεκτρομαγνητισμού)

ΦΥΕ14 - ΕΡΓΑΣΙΑ 6 Προθεσμία αποστολής: 4/7/2006

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΔΟΜΩΝ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ Τ.Ε.Ι. ΚΡΗΤΗΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΑΣΥΡΜΑΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Τ.Ε.Ι Λαμίας Σ.Τ.ΕΦ. Τμήμα Ηλεκτρονικής Εργασία Κεραίες

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β και Γ, τα οποία απέχουν από το ελεύθερο άκρο αντίστοιχα,,

Θέμα 1 ο (Μονάδες 25)

Νόμος Faraday Κανόνας Lenz Αυτεπαγωγή - Ιωάννης Γκιάλας 27 Μαίου 2014

α. Ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή σε ενέργεια μαγνητικού πεδίου

Πηγές μαγνητικού πεδίου Νόμος Ampere. Ιωάννης Γκιάλας 21 Μαίου 2014

ΠΟΛΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ. H γραφική αναπαράσταση ενός κύματος φωτός δίνεται στο Σχήμα 1(α) που ακολουθεί: ΣΧΗΜΑ 1

1. Σε ένα ελαστικό μέσο διαδίδονται με ταχύτητα υ=4m/s εγκάρσια κύματα που παράγονται από την πηγή Ο, η οποία εκτελεί αμείωτες ταλαντώσεις με εξίσωση

ΟΡΟΣΗΜΟ ΓΛΥΦΑΔΑΣ. 7.1 Τι είναι το ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο; Πως παράγεται ένα ηλεκτρομαγνητικό

Α Οδηγίες: {ΑΜ} = Αριθμός Μητρώου σας, Πλήρη βαθμολογία απονέμεται μόνο σε αιτιολογημένες και σαφείς απαντήσεις με ευανάγνωστα γράμματα:

1. Ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις και η χρονική εξίσωση του φορτίου του πυκνωτή

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/12 ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑ A

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Γ.Κονδύλη 1 & Όθωνος-Μ αρούσι Τ ηλ. Κέντρο: , /

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/04/2013. ΘΕΜΑ 1 ο

Προκειμένου να δώσουμε τον ορισμό των μεγεθών που μας ζητούνται θεωρούμε έστω ισχύ P σε Watt ή mwatt και τάση V σε Volt ή mvolt:

ΘΕΜΑ 1 ο. α. τα μήκη κύματος από 100m έως 50m ονομάζονται κύματα νύχτας και τα μήκη κύματος από 50m έως 10m ονομάζονται κύματα ημέρας.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

Μάθηµα 6 ο : ορυφορικές κεραίες

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

website:

[1] ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΤΑΞΗ : B ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2017

Θ'εματα Γ Λυκείου. ΘΕΜΑ 1 ο

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

Μικροκυματικές Επικοινωνίες & Τεχνολογίες Χιλιοστομετρικών Κυμάτων

B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

Κεραίες Χοάνης(Horn Antennas)

3 + O. 1 + r r 0. 0r 3 cos 2 θ 1. r r0 M 0 R 4

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ.

Μέτρηση Γωνίας Brewster Νόμοι του Fresnel

Q2-1. Η Φυσική του Φούρνου Μικροκυμάτων. Theory. Μέρος Α: Δομή και λειτουργία του μάγνητρον (6.6 points) Greek (Greece)

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (13)

Απαντησεις στις ερωτησεις της εξετασης της 24 ης Ιουνιου 2005

Κεραίες-Ραδιοζεύξεις-Ραντάρ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2014: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ιαγώνισμα στη Φυσική Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Επαναληπτικό Ι

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Η αρνητική φορά του άξονα z είναι προς τη σελίδα. Για να βρούμε το μέτρο του Β χρησιμοποιούμε την Εξ. (2.3). Στο σημείο Ρ 1 ισχύει

Να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις των ακόλουθων συναρτήσεων σε χαρτί µιλιµετρέ αφού πρώτα φτιάξετε τους πίνακες των τιµών τους.

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 3 Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μέθοδος των γραμμών πόλωσης των εγκαρσίων κυμάτων

Βασικές διαδικασίες παραγωγής πολωμένου φωτός

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ασκήσεις 7 ου Κεφαλαίου

Απαντήσεις των Θεμάτων Ενδιάμεσης Αξιολόγησης στο Μάθημα «Ηλεκτροτεχνία Ηλεκτρικές Μηχανές» Ημερομηνία: 29/04/2014. i S (ωt)

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστήμιο Κύπρου

ΘΕΜΑ 1. Ονοματεπώνυμο. Τμήμα

Ανακτήθηκε από την ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

8. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Φυσική ΙΙ Δ. Κουζούδης. Πρόβλημα 8.6.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ (ΚΕΦ 27) Μαγνητικές δυνάμεις

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΑΡΧΗ ΤΗΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ-Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΡΑΔΙΟΚΑΛΥΨΗΣ ΣΕ ΤΟΥΝΕΛ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΗ

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

Το ελαστικο κωνικο εκκρεμε ς

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

Ασκήσεις στα Συστήµατα Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/02/12 ΛΥΣΕΙΣ

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ. ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 30 MHz ΕΩΣ 60 GHz.

AΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ : ΦΥΣΙΚΗ

Transcript:

Κεραίες & Ασύρματες Ζεύξεις ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΚΕΡΑΙΕΣ Το μάθημα αυτό πραγματεύεται το αντικείμενο των κεραιών και των Ασύρματων Ζεύξεων. Περιέχει τη θεμελίωση και τις βασικές έννοιες /αρχές που διέπουν τόσο τα στοιχεία και τις διατάξεις ακτινοβολίας όσο και τις βασικές παραμέτρους και περιορισμούς στις ασύρματες ζεύξεις. Χ. Νικολόπουλος

Χαρακτηριστικά Ακτινοβολίας Διπόλου Hetz Η ένταση ακτινοβολίας του βραχέος διπόλου: U θ = P, θ = nk I sin θ 3π Η συνολική ισχύς που ακτινοβολεί το βραχύ δίπολο: W ad = π dφ πdθ U θ sinθ = 4π I λ Η αντίσταση ακτινοβολίας του βραχέος διπόλου: R ad = W ad = 8π (I/ ) λ Το κατευθυντικό κέρδος: D g θ = 4π U θ W ad = 3 sin θ Για θ=9 D m =.5.76dB Η μέγιστη ενεργός επιφάνεια του βραχέος διπόλου: Α εm = λ 4π D m = 3λ 8π 4//8

Ενεργό ύψος ηλεκτρικά μικρού διπόλου z / / O Ι ο θ y ενεργό μήκος είναι το μήκος μιας άλλης ισοδύναμης κεραίας με σταθερή κατανομή ρεύματος Ιο ίσο προς το μέγιστο της ρευματικής κατανομής της αρχικής γραμμικής κεραίας που παράγει το ίδιο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ακτινοβολίας με την αρχική κεραία (συνήθως στο επίπεδο θ=π/). φ x e I I( z) dz 4//8 3

4//8 4 Ενεργό ύψος ηλεκτρικά μικρού διπόλου I z I z z I z z I I z dz I I z dz I I z dz e e ( )

Τροφοδότηση ηλεκτρικά μικρών διπόλων Z Z Z jz k l tan in Z jz tan k l Z Z in / Για την ανοικτοκυκλωμένη γραμμή Z in jz k tan 4//8 5

Μικρό δίπολο τερματισμένο με τμήματα γραμμών μεταφοράς z I( z) I z z y e I z dz 4 ( ) I x 4//8 6

Μικρό δίπολο με κεντρική φόρτιση και το ισοδύναμο κύκλωμα ως γραμμή μεταφοράς Z in Z Z in /4 / 4//8 7

Μικρό δίπολο με κεντρική φόρτιση και το ισοδύναμο κύκλωμα ως γραμμή μεταφοράς Z in jz k tan 4 j Z k tan 4 Z in Z jz k tan 4 Z j jz j k tan 4 k tan 4 Συντονισμός jz k tan 4 k j tan 4 4//8 8

Γραμμική κεραία μεγάλου μήκους z θ P dz / θ z / O φ y =λ/4 =λ/ =λ x / / =3λ/ z I( z) I m sin k z z I m sink z z 4//8 9

Γραμμική κεραία μεγάλου μήκους de jnk I( z) dz 4 e jk sin dh jki z) dz e 4 ( jk sin O z θ P z z cs 4//8

Γραμμική κεραία μεγάλου μήκους z z cs z z cs z cs 4//8

Υπολογισμός του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου E jnk I m jk jkz cs de sine e k z dz sin 4 jnk I m jk jkz cs sine e k z dz sin 4 H jk I m jk jkz cs dh sine e k z dz sin 4 jk I m jk jkz cs sine e k z dz sin 4 4//8

Υπολογισμός του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου E jnk I nh e k k m jk sin cs( cs ) cs( ) k 4 sin cs( k k jni m e cs ) cs( ) jk sin 4//8 3

Χαρακτηριστικά ακτινοβολίας P ( ) Re E ( ) H ( ) * av Re * E H Re n H P P ( ) av ni m 8 k k cs( cs ) cs( ) sin U ( ) P (, ) ni 8 m k k cs( cs ) cs( ) sin 4//8 4

Διάγραμμα ακτινοβολίας διπόλου μήκους λ/ ο θ =λ/ 9 ο 4//8 5

Διάγραμματα ακτινοβολίας ο θ =3λ/ ο θ 43 ο =λ 9 ο 9 ο θ =.5λ ο θ =7λ 37 ο 3 ο 9 ο 9 ο 5 ο 4//8 6

Αντίσταση ακτινοβολίας, κατευθυντικότητα και κέρδος γραμμικής κεραίας. W d d U ( ) sin ad ni m 4 k k cs( cs ) cs( ) d sin R ad W I ad m k k cs( cs ) cs( ) n d sin 4//8 7

Αντίσταση ακτινοβολίας, κατευθυντικότητα και κέρδος γραμμικής κεραίας. R ad sin C ln k Ci k k Si k Si k 6 Ohms k cs k C ln Ci k Ci k Si( x) x n n sin z dz z n x ( n )!( n ) x n cs z ( ) x Cin( x) dz z ( n)! n n n cs z Ci( x) dz C ln x Cin( x) z x D g ( ) U( ) 4 W ad cs( k cs) cs( k sin Q( k ) ) Q( k ) C lnk Cik sin k Sik Sik k csk C ln Ci k Ci k 4//8 8

Αντίσταση ακτινοβολίας, κατευθυντικότητα και κέρδος γραμμικής κεραίας. x Si(x) Ci(x) Q(x) R ad D m k k cs( cs ) cs( ) sin Q( k ),,994 -,7787 3,4E-5,5,,9956 -,4,74E-5,44,3,985 -,6497,4,8449,4,39646 -,3788,59,3569,5,493 -,7778,5,75,6,5883 -,7,69,5779,7,68,5,487,977,8,77,988,837,4949 A D 4 m m max,9,8647,767,3,78636,9468,3374,98,888,,869,38487,8683,7976,,85,446,465,499,3,8396,44574,54633 3,7795,4,563,46,7495 4,3497,5,3468,4736,945 5,6493,6,3898,4773,999 7,99377,7,44959,46697,5373 9,35,8,558,4568,8566,3963,9,55778,4494,669 3,575,654,498,79 6,3348 4//8 9,,6487,45,33954 9,4375

Αντίσταση ακτινοβολίας x Si(x) Ci(x) Q(x) R ad,,994 -,7787 3,4E-5,5 5 R a d ( O h m s ),,9956 -,4,74E-5,44,3,985 -,6497,4,8449,4,39646 -,3788,59,3569,5,493 -,7778,5,75,6,5883 -,7,69,5779,7,68,5,487,977 5,8,77,988,837,4949,9,8647,767,3,78636,9468,3374,98,888,,869,38487,8683,7976,,85,446,465,499,3,8396,44574,54633 3,7795 5,4,563,46,7495 4,3497,5,3468,4736,945 5,6493 5 5 x,6,3898,4773,999 7,99377,7,44959,46697,5373 9,35,8,558,4568,8566,3963,9,55778,4494,669 3,575,654,498,79 6,3348,,6487,45,33954 9,4375 4//8

Το δίπολο λ/ I( z) I m sin kz z I m sin kz z I m cs k z E nh jni m e jk cs( cs ) sin P I cs( cs ) 5 m sin R W ad ad 739. Ohms I m Watts 739. D ( ) g U( ) 4 W ad cs( cs).64 sin 4//8

Συστηματοποίηση υπολογισμού μακρινού πεδίου ακτινοβολίας z θ V Q(,θ,φ ) P(,θ,φ) θ θ ψ Ο csψ y x 4//8

Συστηματοποίηση υπολογισμού μακρινού πεδίου ακτινοβολίας x cs sin y sin sin z cs x cs sin y sin sin z cs cs cs sin cs sin sin sin sin sin cs cs cs cs sin sin cs( ) A(,, ) J,, 4 V e jk dv 4//8 3

Συστηματοποίηση υπολογισμού μακρινού πεδίου ακτινοβολίας jk e A J jk cs (,, ),, e dv 4 V jk cs N(, ) J,, e dv V jk e A(,, ) N(, ) 4 jk e N N N 4 4//8 4

Συστηματοποίηση υπολογισμού μακρινού πεδίου ακτινοβολίας H B A ( A sin ) ˆ sin ˆ sin A ( A ˆ ( A sin ) A A ) H H A jk 4 e A jk 4 e N jk N jk 4//8 5

Συστηματοποίηση υπολογισμού μακρινού πεδίου ακτινοβολίας E j e jk N 4 nh E j e jk N 4 nh P E * H * E H * av Re Re E H n N N ( ) U(, ) n ( ) N N W n ad d d N 8 N sin jk cs N(, ) I( z) dz z 4//8 6

Κεραίες οδεύοντος κύματος Κατεύθυνση κύματος Πλάτος ρεύματος φάση z z I( z) Ie jkz N(,, ) N (,, ) z z 4//8 7

Κεραίες οδεύοντος κύματος Τερματισμός z P(,θ,φ) cs cs Ζ ο Idz ψ jkz jkz cs N (, ) Ie e dz z z z Ι(z)=Ie -jkz y N z ( ) I jk( cs ) e jk( cs ) Τροφοδοσία Ο N N z N z z sin x N N z z 4//8 8

Κεραίες οδεύοντος κύματος I N ( ) sin k sin cs k cs I sin ksin sin k sin U( ) I I n k k k sin sin sin sin cs 5 sin sin cs 4//8 9

Κεραίες οδεύοντος κύματος ο θ k=4π ο θ 35 ο k=π 6 ο 65 ο 9 ο 74 ο 9 ο 3 ο k=π ο θ 49 ο 35 ο ο ο θ k=7π 6 ο 44 ο 54 ο 65 ο 9 ο 73 ο 9 ο 4//8 3

Κεραίες οδεύοντος κύματος W ad d d U( ) sin 3I k sin sin sin cs sind R ad k sin W sin sin cs ad 6 I d k R 6 k ad Ci k 45 sin. ln ( ) k 6F( k) 4//8 3

Κεραίες οδεύοντος κύματος D g ( ) U( ) 4 W ad k sin sin sin cs F( k) A D m m 4 4//8 3

Κεραίες οδεύοντος κύματος kl F(kl) kl F(kl) kl F(kl) kl F(kl),,343,6,337 5,,89786 7,6,94989,,389,7,7488 5,,965 7,7,3774,3,9639,8,35834 5,3,93393 7,8,346,4,5395,9,35438 5,4,95365 7,9,33387,5,895 3,39374 5,5,97367 8,34599,6,5685 3,,444 5,6,9933 8,,358633,7,55479 3,,45583 5,7,494 8,,3736,8,3 3,3,485577 5,8,35 8,3,383968,9,497 3,4,5363 5,9,494 8,4,39654,394 3,5,5489 6,6796 8,5,494,,358 3,6,565476 6,,8437 8,6,4394,,46746 3,7,58969 6,,845 8,7,43365,3,477565 3,8,633 6,3,699 8,8,44569,4,53989 3,9,635676 6,4,356 8,9,457573,5,6346 4,65785 6,5,47634 9,46954,6,666773 4,,67954 6,6,635 9,,478853 4//8 33

Γραφική παράσταση της συνάρτησης F(k)=Rad/6 της κεραίας οδεύοντος κύματος 3 F ( k ), 5, 5, 5,,, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, k 4//8 34

Κεραία τύπου V, Ρομβική κεραία Ζ ο / Συνολικό διάγραμμα ακτινοβολίας Ζ ο / Συνολικό διάγραμμα ακτινοβολίας Ζ ο 4//8 35

Μέθοδος ειδώλων +q + d d _ -q Το είδωλο ηλεκτρικού φορτίου ως προς αγώγιμο επίπεδο 4//8 36

Μέθοδος ειδώλων I I d (α) d d I I I d (β) d d -I I I d (γ) d d 4//8 37 I

Πρόσπτωση επίπεδου κύματος επί αγώγιμου επιπέδου x Ε i z μετάδοση y H i Ε μετάδοση H E j j ε ο, μ ο H E E E E E x y z y z z x x E y z y x z y x 4//8 38

Πρόσπτωση επίπεδου κύματος επί αγώγιμου επιπέδου jkz E E e x i H i j E z x k jkz E y E e y n e jkz y jkz E RE e x H R E n e jkz y 4//8 39

Οριακές Συνθήκες E i E z E e x R jkz jkz Re Et Ei E je sin( kz) x E Ht Hi H cs( kz) y n z E t H t 5λ/4 λ 3λ/4 λ/ λ/4 4//8 4

Πρόσπτωση υπό γωνία. Κάθετη πόλωση Ε i ε ο,μ ο H i E ψ i θ i θ ψ H z y x i sin x cs z i sin x cs z i 4//8 4

Πρόσπτωση υπό γωνία. Κάθετη πόλωση jk sin i x iz E E e cs E jk y H sin x z i cs i cs sin i jksin xcs z E R E e y i n e x z i i H R E n e jk x z x z sin cs cs sin E iy E y z E e jk sin x i R E e jk sin x sin sin R i i 4//8 4

Πρόσπτωση υπό γωνία, παράλληλη πόλωση Ε i H i ε ο,μ ο E ψ i θ i θ ψ H z y x sin sin R // i i 4//8 43

Κατακόρυφη κεραία υπεράνω αγωγίμου επιπέδου Γενικά δίπολο αυθαίρετου μήκους jkr E E e ( ) R f 4 E δίπολο Hetz jni m ( ) E jnki f ( ) sin cs( k k cs ) cs( ) f ( ) sin κεραίες οδεύοντος κύματος 4//8 44 E j jk( cs ) e f ( ) sini jk( cs )

Κατακόρυφη κεραία υπεράνω αγωγίμου επιπέδου z P(,θ,φ) θ R h θ ψ R y h θ x jkr E E e ( ) R f 4 ( ) E E E ( ) ( ) jkr E R E e ( ) R f 4 ( ) 4//8 45

Κατακόρυφη κεραία υπεράνω αγωγίμου επιπέδου e e e 4R 4R 4 f ( ) f ( ) f ( ) jkr jk jkh jkr jk jkh cs cs e e e R h h cs h cs R h h cs h cs E E e jk f S z ( ) ( ) 4 z S( ) cs( khcs ) 4//8 46

Διάγραμμα ακτινοβολίας κατακορύφου διπόλου λ/ σε απόσταση h=3λ/8 πάνω από αγώγιμο επίπεδο θ= ο S(θ)*f(θ) S(θ) θ=9 ο Αγώγιμο επίπεδο 4//8 47

Διάγραμμα ακτινοβολίας κατακορύφου διπόλου λ/ σε απόσταση h=λ πάνω από αγώγιμο επίπεδο θ= ο S(θ) S(θ)*f(θ) θ=9 ο Αγώγιμο επίπεδο 4//8 48

Κατακόρυφο μονόπολο λ/4 πάνω σε αγώγιμο επίπεδο P(,θ,φ) P(,θ,φ) z z θ θ λ/4 y λ/4 λ/4 y * P E H av ( ) Re ( ) ( ) Re * E H Re E n 4//8 49

Οριζόντια κεραία υπεράνω αγώγιμου επιπέδου z P(,θ,φ) R γ h θ γ R y h γ E ( ) x jkr E e R f 4 ( ) E E E ( ) ( ) jkr E R E e ( ) R f // ( ) 4 4//8 5

Οριζόντια κεραία υπεράνω αγώγιμου επιπέδου f ( ) f ( ) f ( ) 4R 4R 4 jkr jk jkh cs e e e e e e R h h cs h cs R h h cs h cs cs y y x sin cs y sin sin z cs sin sin jkr jk jkh cs E E e jk f S z ( ) ( ) 4 z S( ) j sin( khcs ) 4//8 5

Διαγράμματα ακτινοβολίας οριζόντιου διπόλου λ/ σε απόσταση h πάνω από αγώγιμο επίπεδο φ=9 ο h=λ/4 ο θ φ=9 ο h=λ ο θ 9 ο 9 ο ο ο θ θ φ= ο h=λ/4 φ= ο h=λ 9 ο 9 ο 4//8 5

Βροχοκεραίες Συζέυκτης θωράκισης Βρόχος Θωράκιση a 4//8 53

Μικρός κυκλικός βρόχος z θ P(,θ,φ) x sin y cs Iad e da 4 jk x sin y cs cs sin x a y a z x φ O a Ιadφ y A 4 Ia e jk x sin y cs d a a sin cs cs sin sin a a sin cs( ) 4//8 54

Μικρός κυκλικός βρόχος A A A j k a I e sin 4 jk jk E E E n k a I 4 jk H H H jk a I e cs jk k a I 4 jk k e sin jk jk e sin jk 4//8 55

Μικρός κυκλικός βρόχος για >>λ E E E n k a I e sin 4 jk H H H k a I 4 e sin jk n U k 4 ( ) a 4 I sin W 3 ad n k a I 4 4 R ad W I ad n k a 6 4 4 D m U W max ad 4 3 4//8 56

Μεγάλος κυκλικός βρόχος με σταθερό ρεύμα A 4 Ia e jk a a sin cs( ) sin cs( ) a sin cs( ) d A jk a I e jk a sin cs e d cs 4 A j a I e jk J( ka sin ) a I U( ) n J ( k a sin ) 8 R ad Wad a I n J ( k a sin )sind 4//8 57 E E E H H H akni e E n jk J ( k a sin )

Μικρό τετραγωνικό πλαίσιο z P(,θ,φ) 4 3 a O y Ι a x jk jk 3 jk jk4 Iae Iae Iae Iae A( x, y, z) x x y y 4 4 4 4 3 4 4//8 58

Μικρό τετραγωνικό πλαίσιο a a x ( y z sin sin a a 3 x ( y z sin sin 3 4 x a a y z sin cs 4 x a a y z sin cs A A x A y j k Ia e jk x y sin sinx csy 4 j k Ia e jk sin 4 4//8 59

Μικρό τετραγωνικό πλαίσιο E H k Ia e E 4 H n E n U ( ) k a I sin 3 4 4 jk sin W ad k 4 a 4 I R ad W I ad k a 4 4 Dm U W max ad 4 3 4//8 6

Απόδοση Ακτινοβολίας (Radiatin Efficiency) ή Συντελεστής Απόδοσης Είναι ο λόγος της ακτινοβολούμενης ισχύος προς την προσφερόμενη: n d = P ad P in = P ad P ad + P lss = R ad R ad + R lss Το κέρδος μπορεί να γραφεί και ως : G = n d D m 4//8 6

Άσκηση 3 Το μέτρο της πυκνότητας ισχύος που ακτινοβολεί μια κεραία δίδεται από τη σχέση: P = Α sinθsinφ θ π φ π αλλού α) Να υπολογιστεί η ακριβής τιμή της κατευθυντικότητας. β) Να υπολογιστεί η κατευθυντικότητα με τη βοήθεια της προσεγγιστικής σχέσης για τις γωνίες μισής ισχύος και να σχολιαστεί το αποτέλεσμα. Λύση Η ένταση ακτινοβολίας είναι: U θ, φ = P Η μέγιστη τιμή της είναι: U max = A για θ= φ = π/ D m = 4π U max Η κατευθυντικότητα δίνεται από τη σχέση: όμως W ad = W ad π dφ π dθ U θ sinθ = Απ D m = 4π Α Απ = 4 4//8 6

Άσκηση 3 Λύση (συνέχεια) β) Η γωνία μισής ισχύος φ / προκύπτει από τη συνάρτηση: U 9, φ = Αsinφ φ π Η συνάρτηση U 9, φ λαμβάνει μέγιστη τιμή Α όταν φ = 9, ενώ λαμβάνει τιμή Α/ για φ = 3 ή 5. Συνεπώς το άνοιγμα μισής ισχύος ως προς φ είναι: φ / = 5 3 = = π 3 Με αντίστοιχο συλλογισμό : θ / = = π 3 Με εφαρμογή της προσεγγιστικής σχέσης: D m = 4π Α φ / θ / = 9 π =.86 Η υπολογισθείσα προσεγγιστική τιμή της D m διαφέρει αρκετά από την αντίστοιχη θεωρητική διότι η προσεγγιστική σχέση παρέχει αξιόπιστα αποτελέσματα για κεραίες με λεπτές δέσμες ακτινοβολίας. 4//8 63

Άσκηση 4 Μια ασύρματη ζεύξη σε συχνότητα GHz πραγματοποιείται με χρήση δυο κεραιών κέρδη ισχύος db και 5dB, αντίστοιχα σε απόσταση Km. Να προσδιοριστεί η μέγιστη ισχύς που φτάνει στο δέκτη όταν η ισχύς τροφοδοσίας της πρώτης κεραιας είναι 5 W. Υποθέτουμε ότι οι κεραίες είναι βέλτιστα προσανατολισμένες και οι απώλειες πόλωσης μηδενικές. G W km W G Λύση G = db ή lgg = G = G = 5dB ή G =.5 = 3.6 λ = c f =.3 m Η ισχύς που οδηγείται στο δέκτη προκύπτει ως το γινόμενο της ενεργού επιφάνειας της κεραίας επί την πυκνότητα ισχύος που προσπίπτει επί αυτής, δηλαδή W = P A εν όμως A εν = λ 4π G Συνεπώς W =.7 4 W λ 4//8 W = W G G 64 4π

Άσκηση 5 Το διάγραμμα ακτινοβολίας μιας κεραίας είναι ανεξάρτητο της αζιμουθιακής γωνίας φ και δίδεται από τη σχέση: Ε θ θ, φ = θ 45 45 θ 9 / 9 θ 8 α) Να προσδιοριστεί η κατευθυντικότητα της κεραίας β) Να προσδιοριστεί η αντίσταση ακτινοβολίας, αν είναι γνωστό ότι σε απόσταση m από την κεραία το ηλεκτρικό πεδίο είναι ίσο με V/m (ms) για θ = και το ρεύμα τροφοδότησης της κεραίας είναι I g = 5A ms. Λύση Ε θ Η πυκνότητα ισχύος δίδεται κατά μέτρο από τη σχέση: P av = Ε θ Η φ = Ε θ n = Ε θ n Η ένταση ακτινοβολίας είναι: U θ, φ = P = Ε θ n 4//8 65

Άσκηση 5 Λύση (συνέχεια) Η κατευθυντικότητα δίνεται από τη σχέση: D m = 4π U max π dφ π dθ U θ sinθ = 4π Ε θ,max n π π n dθ Εθ θ, φ sinθ = π/4 sinθdθ + π/ π sinθdθ =.5 β) Είναι γνωστό ότι : W ad = I g R και W ad D m 4π = Ε θ θ, φ n Αντικαθιστώντας θ =, I g = 5A, E θ, φ = V/m, D m =.5, n = π, = m και απαλείφοντας την W ad R = 3.7 Ω 4//8 66

Άσκηση 6 Δίνεται δίπολο του Hetz κατακόρυφο σε απόσταση λ/ από τελείως αγώγιμο οριζόντιο επίπεδο. α) Να προσδιοριστεί η Ε θ β) Να προσδιοριστεί το P av γ) Να σχεδιαστεί το U(θ) δ) Να υπολογιστεί το W ad ε) Να υπολογιστεί η D m Λύση α) Είναι γνωστό ότι για δίπολο πάνω από τελείως αγώγιμο επίπεδο ισχύει: E Η ανωτέρω σχέση για κατακόρυφο δίπολο Hetz εξειδικεύεται στην : E e jk f S z ( ) ( ) 4 z Ε θ = jkni e jk 4π sinθ[ cs πcsθ ] 4//8 67

Άσκηση 6 Λύση (συνέχεια) β) P av = Ε θ n P av = k ni sin θ 8π cs (πcsθ) γ) U θ = P av = k ni sin θ 8π cs (πcsθ) Οι μηδενισμοί στο διάστημα θ π προκύπτουν από τις σχέσεις : sinθ = ή θ = ( ος μηδενισμός) cs πcsθ = ή csθ = ± ή θ = π 3 (ος μηδενισμός) 4//8 68

Άσκηση 6 Λύση (συνέχεια) θ = π 3 Η μέγιστη τιμή της U θ προκύπτει για θ = π θ = π δ) W ad = π dφ πdθ U θ sinθ = πn I λ 3 4π ε) D m = 4π U max W ad = 4π 4π ni λ 8π πn I λ 3 = 6.49 4π Παρατηρείται ότι η παρουσία του εδάφους αυξάνει την κατευθυντικότητα του διπόλου Hetz κατά ένα παράγοντα ~ 4!! 4//8 69

Άσκηση 7 Εάν η αντίσταση απωλειών για κυκλικό σύρμα δίνεται από τη σχέση: R lss = Όπου α η διάμετρος του σύρματος και το μήκος του, να υπολογίσετε της αντίσταση ακτινοβολίας και την απόδοση ακτινοβολίας για κεραία κυκλικού σύρματος από χαλκό όταν το μήκος της είναι cm, η συχνότητα λειτουργίας της τα MHz και η διάμετρος της είναι α=.mm. Ποια είναι τα αντίστοιχα μεγέθη για μήκος =λ/? πa πfμ σ Για το χαλκό δίνονται: μ =, σ c = 5.8 7 S m Λύση R lss = πa πfμ σ =. π. π 6 4π 7 5.8 7 =.45 Ω 4//8 7

Άσκηση 7 Λύση (συνέχεια) Στη συχνότητα f=mhz το μήκος κύματος λ είναι : λ = c = 3 8 f 7 = 3 m δηλαδή λ άρα έχουμε στοιχειώδες δίπολο όποτε η αντίσταση ακτινοβολίας R ad = 8π λ = 8π. 3 =.35 Ω Ενώ η απόδοση : n d = R ad R ad + R lss =.35.35 +.45 =.894 = 89.4% Για δίπολο μισού μήκους κύματος στη συχνότητα των MHz θα είναι: = λ = 3 =.5 m και λ =.5m 3m =.5 4//8 7

Άσκηση 7 Λύση (συνέχεια) η αντίσταση ακτινοβολίας R ad = P ad = 36.6I = 73 Ω I I Επομένως η απόδοση : n d = R ad R ad + R lss = 73 73 +.34 =.9957 = 99.57% 4//8 7

Κεραίες & Ασύρματες Ζεύξεις Χ. Νικολόπουλος chis.d.niklpuls@gmail.cm