Κυριακή 22 Ιούνη 2003
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
ΚΕΡΑΙΕΣ
Τα «αυτιά» που συλλαμβάνουν τα ραδιοκύματα

Το δορυφορικό πιάτο συγκεντρώνει τα κύματα πάνω σε ένα μετατροπέα που βρίσκεται στο άκρο του πρόβολου. Σε παλιότερα παραβολικά πιάτα, ο μετατροπέας και οι δοκοί στήριξής του εμπόδιζαν ένα μέρος των κυμάτων και προκαλούσαν παρεμβολές, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα της λήψης στο 50-55%. Στα νεότερα σχέδια, τα στοιχεία αυτά βρίσκονται στο κάτω μέρος του πιάτου, αυξάνοντας την απόδοση στο 80%.
Το δορυφορικό πιάτο συγκεντρώνει τα κύματα πάνω σε ένα μετατροπέα που βρίσκεται στο άκρο του πρόβολου. Σε παλιότερα παραβολικά πιάτα, ο μετατροπέας και οι δοκοί στήριξής του εμπόδιζαν ένα μέρος των κυμάτων και προκαλούσαν παρεμβολές, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα της λήψης στο 50-55%. Στα νεότερα σχέδια, τα στοιχεία αυτά βρίσκονται στο κάτω μέρος του πιάτου, αυξάνοντας την απόδοση στο 80%.
Μέσα στις πολύβουες πόλεις, πέρα από τους ήχους της καθημερινότητας και τα φωτεινά σήματα που «πλημμυρίζουν» δρόμους και σπίτια, μια άλλη αόρατη και σιωπηρή «βοή» γεμίζει το χώρο. Υπάρχει ακόμα και στις ήσυχες εξοχικές τοποθεσίες, ή στο μαύρο σκοτάδι μιας συννεφιασμένης νύχτας πάνω στα βουνά. Είναι η «βοή» των ραδιοκυμάτων που εκπέμπουν χιλιάδες ραδιοσταθμοί, ραδιοερασιτέχνες και κινητά τηλέφωνα σε όλο τον κόσμο. Τα μόνα «αυτιά» που μπορούν να τη συλλάβουν είναι οι κεραίες.

Βλέποντας τις κάθε λογής κεραίες που υπάρχουν στις ταράτσες των σπιτιών, στα πάρκα κεραιών, πάνω σε κυβερνητικά κτίρια και στα κτίρια των τηλεπικοινωνιακών οργανισμών, αναρωτιέται κανείς γιατί χρειάζονται όλα αυτά τα μεγέθη και είδη. Το ανάπτυγμα της κεραίας καταρχήν, καθορίζεται από το φάσμα συχνοτήτων (μπάντα) στην οποία λαμβάνει. Ενα εισερχόμενο ραδιοκύμα συντονίζεται καλύτερα (και δίνει το πιο δυνατό σήμα) όταν το μήκος της κεραίας είναι το μισό του δικού του μήκους κύματος (σε περίπτωση έλλειψης χώρου χρησιμοποιούνται κεραίες με μήκος το ένα τέταρτο του μήκους κύματος).

Οι μπάντες των ραδιοσυχνοτήτων αναφέρονται συνήθως ως συχνότητες. Ετσι, στην μπάντα των AM κατατάσσονται οι συχνότητες από 500-1.500 kHz (χιλιόκυκλοι). Στα FM και τις μπάντες που χρησιμοποιούν οι τηλεοράσεις οι συχνότητες 54-1.600 MHz (μεγάκυκλοι). Υπάρχει όμως ένας εύκολος τρόπος να υπολογιστεί το αντίστοιχο μήκος κύματος. Στο χρόνο ενός παλμού (μιας ταλάντωσης) το ραδιοκύμα, που είναι κι αυτό ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως το φως, καλύπτει απόσταση που προκύπτει αν διαιρέσουμε την ταχύτητα του φωτός με τον αριθμό των ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο. Αν, για παράδειγμα, θέλουμε να υπολογίσουμε το μήκος κύματος ενός σταθμού που εκπέμπει στα 300 MHz τότε προκύπτει μήκος κύματος 1 μέτρου (300.000.000 μέτρα ανά δευτερόλεπτο / 300.000.000 παλμοί ανά δευτερόλεπτο). Αυτό σημαίνει ότι η ιδανική κεραία για τη λήψη αυτής της συχνότητας θα έχει μήκος μισό μέτρο (στην πραγματικότητα κάτι λιγότερο απ' αυτό για λόγους που δεν μπορούν να αναλυθούν εδώ). Για πιο υψίσυχνες μπάντες, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στα κινητά τηλέφωνα, το μήκος κύματος είναι γύρω στα 10 εκατοστά.

Η κεραία ταράτσας βελτιστοποιεί τη λήψη διαφόρων καναλιών, χρησιμοποιώντας πολλά στοιχεία. Ενα στοιχείο μήκους 1,5 μέτρου συλλαμβάνει καλύτερα τα κύματα με μήκος 3 μέτρων. Πιο μακριά στοιχεία αυξάνουν την απόδοση, ανακλώντας το κύμα και τα πιο μικρά βοηθούν επανεκπέμποντάς το. Συνήθως οι κεραίες τύπου Yagi, όπως η εικονιζόμενη, έχουν και ένα διπλωμένο δίπολο, που προσφέρει πιο ευρύ φάσμα λήψης (μπορεί να συλλάβει περισσότερα κανάλια)
Η κεραία ταράτσας βελτιστοποιεί τη λήψη διαφόρων καναλιών, χρησιμοποιώντας πολλά στοιχεία. Ενα στοιχείο μήκους 1,5 μέτρου συλλαμβάνει καλύτερα τα κύματα με μήκος 3 μέτρων. Πιο μακριά στοιχεία αυξάνουν την απόδοση, ανακλώντας το κύμα και τα πιο μικρά βοηθούν επανεκπέμποντάς το. Συνήθως οι κεραίες τύπου Yagi, όπως η εικονιζόμενη, έχουν και ένα διπλωμένο δίπολο, που προσφέρει πιο ευρύ φάσμα λήψης (μπορεί να συλλάβει περισσότερα κανάλια)
Μετά το μήκος, ο προσανατολισμός της κεραίας είναι το σπουδαιότερο χαρακτηριστικό. Οι περισσότεροι σταθμοί τηλεόρασης και οι ραδιοσταθμοί FM, εκπέμπουν με οριζόντια πόλωση των κυμάτων (οι παλμοί γίνονται σε οριζόντιο επίπεδο) και γι' αυτό οι κεραίες που τους «πιάνουν» καλύτερα είναι αυτές που είναι τοποθετημένες οριζόντια. Αντίθετα, οι περισσότεροι ραδιοσταθμοί AM εκπέμπουν με κάθετη πόλωση. Βέβαια, οι περισσότεροι σύγχρονοι πομποί εκπέμπουν και με τις δύο πολώσεις, έτσι ώστε οι κεραίες που βρίσκονται σε ενδιάμεσα επίπεδα να μπορούν να λαμβάνουν σήμα σχεδόν το ίδιο καλά, όσο αν βρίσκονταν στο βέλτιστο επίπεδο. Ορισμένα είδη εσωτερικών κεραιών όπως η κεραία «αυτιά λαγού», επιτρέπουν την περιστροφή και την αλλαγή κλίσης των στοιχείων τους, ώστε να μειώνονται οι παρεμβολές από ανάκλαση ή εμπόδια στο δρόμο των ραδιοκυμάτων.

Πέρα από το μήκος κεραίας και τον προσανατολισμό της τα ραδιοκύματα δεν είναι ιδιαίτερα απαιτητικά. Ενα ηλεκτρομαγνητικό κύμα απλώς επάγει μια διαφορά δυναμικού στην κεραία, έτσι τα πιο πολλά από τα παράξενα σχήματα και μαραφέτια που διαφημίζουν οι πωλητές των κεραιών δεν τους προσθέτουν κάτι ουσιαστικό από ηλεκτρικής πλευράς. Μπορεί να τις κάνουν πιο όμορφες, ή να τους δίνουν στιλ, αλλά μικρό ως μηδαμινό αποτέλεσμα έχουν στην ποιότητα του σήματος.


Οι ενισχυτές στη βάση μιας κεραίας μπορούν να ενισχύσουν το σήμα μερικών χιλιοστών του βολτ που παράγει η κεραία από μόνη της. Ομως και εδώ γίνονται υπερβολές λόγω μάρκετινγκ. Ενας ενισχυτής 30 ντεσιμπέλ δεν προσφέρει κανένα πλεονέκτημα σε σχέση με έναν ενισχυτή 20 ντεσιμπέλ (που είναι η ιδανική τιμή ενίσχυσης σήματος). Αντίθετα, μπορεί να πιέσει και να κάνει ζημιά στα ηλεκτρονικά στοιχεία του κυκλώματος που ακολουθεί (ραδιόφωνο, τηλεόραση κτλ.).


Η κεραία AM είναι συνήθως ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω από μια ράβδο φερρίτη, που σε αντίθεση με όλα τα άλλα είδη κεραιών συλλαμβάνει τη μαγνητική και όχι την ηλεκτρική πλευρά της φυσιογνωμίας των ραδιοκυμάτων (όσων έχουν μήκος γύρω στα 400 μέτρα). Είναι λιγότερο αποτελεσματική από το δίπολο, αλλά πολύ πιο βολική από μια κεραία μήκους 200 ή έστω 100 μέτρων
Η κεραία AM είναι συνήθως ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω από μια ράβδο φερρίτη, που σε αντίθεση με όλα τα άλλα είδη κεραιών συλλαμβάνει τη μαγνητική και όχι την ηλεκτρική πλευρά της φυσιογνωμίας των ραδιοκυμάτων (όσων έχουν μήκος γύρω στα 400 μέτρα). Είναι λιγότερο αποτελεσματική από το δίπολο, αλλά πολύ πιο βολική από μια κεραία μήκους 200 ή έστω 100 μέτρων

Η κεραία FM χρησιμοποιείται κυρίως σε εσωτερικούς χώρους και είναι ένα απλό ηλεκτρικό δίπολο (τα καλώδια προς τα αριστερά και προς τα δεξιά έχουν το καθένα μήκος ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος και είναι βέβαια μονωμένα το ένα από το άλλο)
Η κεραία FM χρησιμοποιείται κυρίως σε εσωτερικούς χώρους και είναι ένα απλό ηλεκτρικό δίπολο (τα καλώδια προς τα αριστερά και προς τα δεξιά έχουν το καθένα μήκος ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος και είναι βέβαια μονωμένα το ένα από το άλλο)

Η κεραία τύπου «αυτιά λαγού» μπορεί να εκταθεί ή να συμπτυχθεί, ώστε να ταιριάζει με το πλήρες, ήμισυ, ή τέταρτο του μήκους κύματος κάθε τηλεοπτικού καναλιού. Το σχήμα V προσφέρει δύο στοιχεία που μπορούν να περιστραφούν, ώστε να βλέπουν προς διαφορετικούς πύργους μετάδοσης και να έχουν κατάλληλη γωνία, ώστε να ελαχιστοποιούνται οι παρεμβολές από κύματα που έρχονται εκτός φάσης μετά από πρόσκρουση σε εμπόδια (ανακλάσεις σε κτίρια κτλ)
Η κεραία τύπου «αυτιά λαγού» μπορεί να εκταθεί ή να συμπτυχθεί, ώστε να ταιριάζει με το πλήρες, ήμισυ, ή τέταρτο του μήκους κύματος κάθε τηλεοπτικού καναλιού. Το σχήμα V προσφέρει δύο στοιχεία που μπορούν να περιστραφούν, ώστε να βλέπουν προς διαφορετικούς πύργους μετάδοσης και να έχουν κατάλληλη γωνία, ώστε να ελαχιστοποιούνται οι παρεμβολές από κύματα που έρχονται εκτός φάσης μετά από πρόσκρουση σε εμπόδια (ανακλάσεις σε κτίρια κτλ)

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ