Τύποι κεραίων στα βασικά συστήματα επικοινωνίας

Είτε το βλέπετε είτε όχι, κάθε ασύρματη συσκευή χρησιμοποιεί κεραία για την αποστολή και λήψη ραδιοσυχνοτήτων. Το μέγεθος και το σχήμα μιας κεραίας εξαρτάται από το μέγεθος του μήκους κύματος του σήματος. Οι υψηλές ραδιοσυχνότητες, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στα κινητά τηλέφωνα, έχουν μικρά μήκη κύματος, έτσι ώστε οι κεραίες να είναι πολύ μικρές. Τα ραδιοφωνικά σήματα χαμηλής συχνότητας έχουν μεγάλα μήκη κύματος, επομένως απαιτούνται μεγαλύτερες κεραίες. Οι κεραίες μπορούν να κατασκευαστούν από σχεδόν οποιοδήποτε μέταλλο ή κράμα. Το τμήμα που λαμβάνει ή στέλνει ένα σήμα ονομάζεται στοιχείο. Άλλα τμήματα που μπορεί να δει κανείς να προεξέχουν από μια κεραία ονομάζονται ανακλαστήρες ή διευθυντές, οι οποίοι συμβάλλουν στην καταγραφή του σήματος στο στοιχείο.

Σταθμοί βάσης και κατευθυντήριες κεραίες

Πύργοι ραδιοφωνικών σταθμών και κινητά τηλέφωνα οι πύργοι είναι γνωστοί ως κεραίες σταθμών βάσης. Αυτά είναι παντοκατευθυντικά στο οριζόντιο επίπεδο, που σημαίνει ότι μπορούν να στέλνουν και να δέχονται σήματα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση παράλληλα προς τον ορίζοντα. Οι κατευθυντικές κεραίες επικεντρώνονται μόνο στη μία κατεύθυνση. Οι κεραίες που είναι τοποθετημένες σε παραβολικά πιάτα είναι κατευθυντικές. Άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν γωνιακούς ανακλαστήρες, οι οποίοι είναι δύο πλάκες σε 90 μοίρες το ένα από το άλλο για να εστιάσουν τα σήματα, και οι κεραίες Yagi. Οι κεραίες Yagi αποτελούνται από πολλά ίσια στοιχεία, κάθε ένα με μήκος κύματος μισού μήκους, με ευθείες ράβδους παράλληλες προς κάθε στοιχείο που ονομάζεται ανακλαστήρες ή διευθυντές. Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα κεραιών Yagi περιλαμβάνουν κεραίες τηλεόρασης VHF και UHF και κεραίες υψηλής ραδιοερασιτεχνικής ραδιοφωνικής κεραίας. Κεραία οχημάτων

Οι κεραίες που βλέπετε στα οχήματα, όπως φορτηγά και οχήματα έκτακτης ανάγκης, ονομάζονται μονόπολες , ή κεραίες μαστίγιας τετρακυμάτων. Αυτές οι κεραίες αποτελούνται από ένα ενιαίο κάθετο στοιχείο, μήκους μήκους κύματος μήκους ενός τετάρτου. Όταν τοποθετείται στη μεταλλική οροφή ενός οχήματος, η οροφή γίνεται ανακλαστήρας γείωσης, κάνοντας το όχημα και την κεραία διπολική κεραία. Όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερο χρειάζεται να είναι το μονοπώλιο. Για παράδειγμα, μια κεραία VHF χαμηλής ζώνης 50 MHz πρέπει να είναι 5 πόδια ψηλή. Ένα μονοπώλιο 850 MHz είναι μόλις 3,5 ίντσες ψηλό.

Φορητές κεραίες

Οι κεραίες στα παλαιότερα φορητά ραδιόφωνα χρησιμοποιούν ένα σύρμα το οποίο τυλίγεται ελικοειδώς γύρω από μια ράβδο μέσα στο ραδιόφωνο. Αυτό κρατά την κεραία αρκετά μικρή ώστε το ραδιόφωνο να μπορεί να φορεθεί σε μια ζώνη ή να σφηνωθεί σε ένα πέτο, αλλά καθιστά εύκολο να χάσει ένα σήμα. Επειδή τα μήκη κύματος που χρησιμοποιούνται από τα κινητά τηλέφωνα και τους φορητούς υπολογιστές είναι τόσο υψηλά (2.4GHz και 5.8GHz για Wi-Fi, για παράδειγμα), ακόμη και η μικρότερη περίπτωση μπορεί να φιλοξενήσει αρκετές κεραίες στο εσωτερικό. Μέχρι το 1993, τα κινητά τηλέφωνα είχαν εξωτερικές κεραίες. Αυτή η λειτουργία ήταν απαραίτητη επειδή οι συχνότητες των κινητών τηλεφώνων ήταν στην περιοχή των 900 MHz, κοντά σε αυτή των ασύρματων τηλεφώνων, που απαιτούν πολύ μεγαλύτερη κεραία από σήμερα.

Smart Antennas

Οι έξυπνες σειρές κεραίων περιλαμβάνουν διάφορα σύνολα στοιχείων και ηλεκτρονικά χειριστήρια για τη μετακίνηση των κεραιών. Μερικά από τα στοιχεία μετακινούνται για να πάρουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα επιθυμητά σήματα. Άλλα στοιχεία χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση ραδιοφωνικών σημάτων από ανεπιθύμητες πηγές που διαφορετικά θα προκαλούσαν παρεμβολές. Ο πίνακας μπορεί στη συνέχεια να προσαρμοστεί για να εστιάσει στα επιθυμητά σήματα και να αφαιρέσει τα παρεμβαλλόμενα σήματα. Οι έξυπνες συστοιχίες κεραιών είναι δαπανηρές, αλλά γενικά παρουσιάζουν εξοικονόμηση κόστους επειδή είναι σε θέση να λαμβάνουν και να επεξεργάζονται πολλά σήματα ταυτόχρονα από διαφορετικούς αποστολείς.