Κεραία

Για άλλες χρήσεις, δείτε: Κεραία (αποσαφήνιση).

Στη ραδιοηλεκτρολογία, κεραία είναι μια διάταξη, που χρησιμοποιείται για να εκπέμπει ή να δέχεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ακριβέστερα η κεραία μετατρέπει σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που οδεύει σε μια γραμμή μεταφοράς ή ένα κυματοδηγό σε ηλεκτρομαγνητικό κύμα στο χώρο και αντίστροφα.

Είδη κεραιών

Από την επινόηση των ραδιοεπικοινωνιών έχει αναπτυχθεί μια ποικιλία κεραιών, ώστε να καλύπτουν τις ειδικές ανάγκες διαφόρων εφαρμογών και να διευκολύνεται η κατασκευή και ένταξή τους στο φυσικό και δομημένο περιβάλλον. Οι κεραίες εντάσσονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

• Δίπολα και παραλλαγές αυτών. Πρόκειται για τη μεγαλύτερη κατηγορία, ευρύτατα χρησιμοποιούμενη από 2 MHz έως 4 GHz.
• Κατακόρυφες κεραίες Marconi. Χρησιμοποιούνται από τις πολύ χαμηλές συχνότητες μέχρι τους 5 GHz. Δεν είναι αυτόνομες αλλά συνεργάζονται με κάποιο "έδαφος", που μπορεί να είναι το φυσικό έδαφος, μια αγώγιμη μεταλλική επιφάνεια ή μεταλλικοί αγωγοί.
• Κεραίες βρόχου (loop)
• Διάφορες απεριοδικές κεραίες, όπως ρομβικές, V, discone και ελικοειδείς.
• Χοανοειδείς κεραίες (horn), συνεργάζονται καλύτερα με κυματοδηγούς και χρησιμοποιούνται σε συχνότητες άνω του 1 GHz.

• 
  Διπολική κεραία
• 
  Κατακόρυφη κεραία "ground plane"
• 
  Κεραία discone ευρείας ζώνης
• 
  Χοανοειδής μικροκυματική κεραία

Κεραίες οικιακής λήψεως

Κεραίες οικιακής λήψεως

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κεραιών :

• Yagi: δηλαδή με κατεύθυνση προς τον πομπό με ένα εύρος λαμβάνουσας λήψης 20 μοιρών. Οριζόντια κατασκευή. Αυτή η κεραία μας επιτρέπει να δεχτούμε λήψη από μακριά.
• Panel: πρόκειται για κεραίες κατάλληλες για την τηλεοπτική ζώνη UHF. Αποτελούνται από διάταξη 2 ή 4 διπόλων εμπρός από επίπεδο ανακλαστήρα μορφής μεταλλικού πλέγματος. Η κεραία αυτή παρουσιάζει καλό εύρος ζώνης και μειωμένη κατευθυντικότητα και απολαβή σε σχέση με την κεραία Yagi. Χρησιμοποιήθηκε στη μετάδοση τηλεοπτικού σήματος στη Βλαχομάνδρα Ναυπακτίας.
• Ραδιοφωνίας VHF/FM: συνήθως αποτελείται από αναδιπλωμένο δίπολο συντονισμένο στο μέσον της ζώνης 88-108 MHz. Συχνά διαμορφώνεται κυκλικά σε μια προσπάθεια μείωσης της κατευθυντικότητάς της.
• Ραδιοφώνου στα μεσαία MW, ένα απλό σύρμα τυλιγμένο σε στυλ πηνίου με μάκρος 5 μέτρα και διάμετρος πηνίου 10 εκατοστά.
• Ραδιοφώνου βραχέων SW. Ένα απλό σύρμα τυλιγμένο σε στυλ πηνίου με μάκρος από 0,5 έως 2 χιλιόμετρα με διάμετρο πηνίου έως και 100 μέτρα. Το ένα άκρο στον αέρα το άλλο στον δέκτη. Ο δέκτης στην υποδοχή του έχει δύο ακροδέκτες ο δεύτερος γειώνεται. Αυτό ως προς μια απλή και ενισχυμένη λήψη. Στην εκπομπή η κατασκευή μοιάζει με yagi αλλά έχει διάμετρο μέχρι και 15 μέτρα.

Επίσης υπάρχουν διάφοροι τύποι κεραιών για τηλεπικοινωνίες και μεταφοράς δεδομένων: Κεραίες για τα ραντάρ και εκπομπής βραχέων ταλαντώσεων μακράς εμβέλειας, που χρησιμοποιούν ως ανακλάσεις τη Σελήνη ή ακόμα και πιο μακριά.

Στα δορυφορικά η κατάσταση είναι διαφορετική. Υπάρχουν δύο τομείς: το κάτοπτρο ως ανακλαστήρας και το LNB ως συσκευή λήψης. Το LNB έχει δύο δίπολα, ένα οριζόντιο και ένα καθέτως, όπου το σήμα μετατρέπεται από 9.5 έως 12 GHz σε πιο χαμηλή συχνότητα της τάξεως από 800 MHz έως 2.5 GHz για να μπορέσει να διανεμηθεί στον δέκτη μέσω καλωδίου και ταυτόχρονα ενισχύεται για τη διανομή του.

Η κεραία αποτελείται από τρεις τομείς:

• Κατευθυντήρας. Δουλειά του είναι να ενισχύει το σήμα που δέχεται ή εκπέμπει.
• Ανακλαστήρας. Ανακλά το σήμα που ενισχύθηκε από τον κατευθυντήρα και αποτρέπει παρεμβολές από την αντίθετη πλευρά της κεραίας.
• Δίπολο. Είναι ο συντονιστής της ταλάντωσης για τη λήψη ή την εκπομπή.

Η κεραία χρησιμοποιείται από έναν πομπό για να εκπέμψει ηλεκτρομαγνητικά κύματα τα οποία θα συλλέξει μια άλλη κεραία, αυτή του δέκτη και μέσω συντονισμού θα επικοινωνήσουν.

Βιβλιογραφία

• Kraus, J. (1998). Κεραίες. Τζιόλας. ISBN 960-7219-63-5. 
• Μαρκόπουλος, Δ. (1981). Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ: (Μικροκύματα-Κεραίες-Διάδοση-Ραντάρ-Ραδιοζεύξεις). Παπασωτηρίου.