ραδιοκύματα, μικροκύματα

1. ΕΦΗ ΔΕΣΥΠΡΗ

2. ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΑ - ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ

3. Τα ραδιοκύματα και τα μικροκύματα είναι
ηλεκτρομαγνητικά κύματα που παράγονται
από κεραίες. Η απλούστερη μορφή μιας
κεραίας είναι ένας ευθύγραμμος αγωγός.
 Αν τον τροφοδοτήσουμε κατάλληλα με
εναλλασσόμενη τάση, τότε σ' αυτόν θ'
αρχίσει να κυκλοφορεί εναλλασσόμενο
ρεύμα ίδιας συχνότητας με την τάση.

4. • Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα γύρω από
την κεραία να αναπτυχθεί
ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και να
εκπέμπεται ηλεκτρομαγνητικό κύμα
προς τον περιβάλλοντα χώρο. Στη
κεραία του δέκτη το σήμα που
λαμβάνεται είναι ασθενές και χρειάζεται
να ενισχυθεί κατάλληλα από τη συσκευή
του δέκτη (ραδιόφωνο, τηλεόραση).

5. Τα ραδιοκύματα
• Τα ραδιοκύματα καλύπτουν την περιοχή
φάσματος από 30 KHz έως 300 MHz. Για να
διευκολυνθεί η κατανομή της χρήσης και ο
ελεγχός τους υποδιαιρούνται σε ζώνες (λογικά
κανάλια). Τα μακρά (LF) και τα μεσαία
(ραδιοφωνία ΑΜ) μεταδίδονται σε μικρές σχετικά
αποστάσεις σαν επιφανειακά κύματα (ευθεία
διάδοση και ανάκλαση στην επιφάνεια τη Γης),
αλλά και σε μεγάλες αποστάσεις λόγω
ανάκλασης στα χαμηλά στρώματα της
ατμόσφαιρας. Τα βραχέα (διηπειρωτική
ραδιοφωνία) ανακλώνται στα πολύ υψηλά
στρώματα της ατμόσφαιρας κι έτσι μπορούν να
διαδοθούν σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.

6. Τα υπερβραχέα
• Τα υπερβραχέα (VHF), που χρησιμοποιούνται στην
τηλεόραση, λόγω της πολύ υψηλής συχνότητάς τους
περνούν ελεύθερα από την ατμόσφαιρα, γι' αυτό δεν
διαδίδονται σε μεγάλη απόσταση αν δεν υπάρχει οπτική
επαφή.
• Τα μικροκύματα καλύπτουν την περιοχή φάσματος από
300 MHz (UHF) έως 300 GHz (EHF), όμως το κύριο
πεδίο εφαρμογής τους βρίσκεται στην περιοχή μεταξύ 2
και 8 GHz. Παράγονται από ειδικές ηλεκτρονικές
διατάξεις και εκπέμπονται από κεραίες σχήματος
"πιάτου" που τοποθετούνται στις ταράτσες υψηλών
κτιρίων. Επειδή μεταδίδονται ευθύγραμμα από το
σταθμό εκπομπής προς το σταθμό λήψης (κύματα
χώρου), απαιτούνται αναμεταδότες ώστε να φτάσουν
μακριά. Παλαιότερα τα χρησιμοποιούσαν στα ραντάρ,
αλλά τα τελευταία χρόνια έχουν βρει τεράστια εφαρμογή
στην επικοινωνία μέσω δορυφόρων και στη κινητή
τηλεφωνία.

8. • 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%.

9. Τα «αυτιά» που συλλαμβάνουν
τα ραδιοκύματα
• 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.

10. • 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).

11. • 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.

13. • 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)

14. • 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.