Η κεραία είναι μια συσκευή που χρησιμεύει ως διεπαφή μεταξύ ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και του χώρου, σχεδιασμένη να μεταδίδει και να λαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε ένα συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων σύμφωνα με το δικό της μέγεθος και σχήμα. Είναι κατασκευασμένο από μέταλλο, κυρίως χαλκό ή αλουμίνιο, οι κεραίες εκπομπής μπορούν να μετατρέψουν το ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και το αντίστροφο. Κάθε ασύρματη συσκευή περιέχει τουλάχιστον μία κεραία.
Ραδιοκύματα ασύρματου δικτύου
Όταν προκύψει η ανάγκη για ασύρματη επικοινωνία, χρειάζεται μια κεραία. Έχει τη δυνατότητα να στέλνει ή να λαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα για να επικοινωνεί όπου δεν μπορεί να εγκατασταθεί ενσύρματο σύστημα.
Η κεραία είναι το βασικό στοιχείο αυτής της ασύρματης τεχνολογίας. Τα ραδιοκύματα δημιουργούνται εύκολα και χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο για εσωτερικές όσο και για εξωτερικές επικοινωνίες λόγω της ικανότητάς τους να περνούν μέσα από κτίρια και να ταξιδεύουν μεγάλες αποστάσεις.
Βασικά χαρακτηριστικά των κεραιών εκπομπής:
- Επειδή η ραδιοφωνική μετάδοση είναι πανκατευθυντική, η ανάγκη για φυσική αντιστοίχισηαπαιτείται πομπός και δέκτης.
- Η συχνότητα των ραδιοκυμάτων καθορίζει πολλά χαρακτηριστικά μετάδοσης.
- Σε χαμηλές συχνότητες, τα κύματα μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από εμπόδια. Ωστόσο, η ισχύς τους πέφτει με το αντίστροφο τετράγωνο της απόστασης.
- Κύματα υψηλότερης συχνότητας είναι πιο πιθανό να απορροφηθούν και να αντανακλώνται στα εμπόδια. Λόγω του μεγάλου εύρους μετάδοσης των ραδιοκυμάτων, οι παρεμβολές μεταξύ των εκπομπών είναι ένα πρόβλημα.
- Στις ζώνες VLF, LF και MF, η διάδοση των κυμάτων, που ονομάζονται επίσης κύματα εδάφους, ακολουθεί την καμπυλότητα της Γης.
- Το μέγιστο εύρος μετάδοσης αυτών των κυμάτων είναι της τάξης πολλών εκατοντάδων χιλιομέτρων.
- Οι κεραίες εκπομπής χρησιμοποιούνται για εκπομπές χαμηλού εύρους ζώνης, όπως εκπομπές διαμόρφωσης πλάτους (AM).
- Οι μεταδόσεις ζώνης HF και VHF απορροφώνται από την ατμόσφαιρα κοντά στην επιφάνεια της Γης. Ωστόσο, μέρος της ακτινοβολίας, που ονομάζεται ουράνιο κύμα, διαδίδεται προς τα έξω και προς τα πάνω προς την ιονόσφαιρα στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Η ιονόσφαιρα περιέχει ιονισμένα σωματίδια που σχηματίζονται από την ακτινοβολία του Ήλιου. Αυτά τα ιονισμένα σωματίδια αντανακλούν τα κύματα του ουρανού πίσω στη Γη.
Διάδοση κυμάτων
- Διάδοση οπτικού πεδίου. Μεταξύ όλων των μεθόδων διανομής, αυτή είναι η πιο κοινή. Το κύμα διανύει την ελάχιστη απόσταση που μπορεί να δει κανείς με γυμνό μάτι. Στη συνέχεια, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον πομπό του ενισχυτή για να αυξήσετε το σήμα και να το μεταδώσετε ξανά. Αυτή η διάδοση δεν θα είναι ομαλή εάν υπάρχει κάποιο εμπόδιο στη διαδρομή μετάδοσής της. Αυτή η μετάδοση χρησιμοποιείται για μεταδόσεις υπερύθρων ή μικροκυμάτων.
- Διάδοση κυμάτων εδάφους από κεραία εκπομπής. Η διάδοση του κύματος στο έδαφος συμβαίνει κατά μήκος του περιγράμματος της Γης. Ένα τέτοιο κύμα ονομάζεται άμεσο κύμα. Το κύμα μερικές φορές κάμπτεται λόγω του μαγνητικού πεδίου της Γης και χτυπά τον δέκτη. Ένα τέτοιο κύμα μπορεί να ονομαστεί ανακλώμενο κύμα.
- Ένα κύμα που διαδίδεται στην ατμόσφαιρα της γης είναι γνωστό ως γήινο κύμα. Το άμεσο κύμα και το ανακλώμενο κύμα μαζί δίνουν ένα σήμα στο σταθμό λήψης. Όταν το κύμα φτάσει στον δέκτη, η καθυστέρηση σταματά. Επιπλέον, το σήμα φιλτράρεται για να αποφευχθεί η παραμόρφωση και η ενίσχυση για καθαρή έξοδο. Τα κύματα μεταδίδονται από ένα μέρος και από όπου λαμβάνονται από πολλές κεραίες πομποδέκτη.
Σύστημα συντεταγμένων μέτρησης κεραίας
Όταν κοιτάζει επίπεδα μοντέλα, ο χρήστης θα βρεθεί αντιμέτωπος με δείκτες του αζιμουθίου του επιπέδου και του ύψους του επιπέδου του σχεδίου. Ο όρος αζιμούθιο εμφανίζεται συνήθως σε σχέση με «ορίζοντα» ή «οριζόντιο», ενώ ο όρος «υψόμετρο» συνήθως αναφέρεται σε «κάθετο». Στο σχήμα, το επίπεδο xy είναι το επίπεδο αζιμουθίου.
Το μοτίβο του αζιμουθιακού επιπέδου μετριέται όταν πραγματοποιείται μέτρηση μετακινώντας ολόκληρο το επίπεδο xy γύρω από την κεραία του πομποδέκτη υπό δοκιμή. Ένα επίπεδο ανύψωσης είναι ένα επίπεδο ορθογώνιο στο επίπεδο xy, όπως το επίπεδο yz. Το υψομετρικό σχέδιο ταξιδεύει σε όλο το επίπεδο yz γύρω από την υπό δοκιμή κεραία.
Τα δείγματα (αζιμούθια και υψόμετρα) εμφανίζονται συχνά ως διαγράμματα σε πολικέςσυντεταγμένες. Αυτό δίνει στον χρήστη τη δυνατότητα να οπτικοποιήσει εύκολα πώς η κεραία ακτινοβολεί προς όλες τις κατευθύνσεις, σαν να ήταν ήδη «σημειωμένη» ή τοποθετημένη. Μερικές φορές είναι χρήσιμο να σχεδιάζετε μοτίβα ακτινοβολίας σε καρτεσιανές συντεταγμένες, ειδικά όταν υπάρχουν πολλοί πλευρικοί λοβοί σε σχέδια και όπου τα επίπεδα πλευρικών λοβών είναι σημαντικά.
Βασικά χαρακτηριστικά επικοινωνίας
Οι κεραίες είναι απαραίτητα στοιχεία οποιουδήποτε ηλεκτρικού κυκλώματος καθώς παρέχουν τη διασύνδεση μεταξύ ενός πομπού και του ελεύθερου χώρου ή μεταξύ του ελεύθερου χώρου και ενός δέκτη. Πριν μιλήσετε για τους τύπους κεραιών, πρέπει να γνωρίζετε τις ιδιότητές τους.
Συστοιχία κεραιών - Η συστηματική ανάπτυξη κεραιών που συνεργάζονται. Οι μεμονωμένες κεραίες σε μια συστοιχία είναι συνήθως του ίδιου τύπου και βρίσκονται σε κοντινή απόσταση, σε σταθερή απόσταση η μία από την άλλη. Η συστοιχία σάς επιτρέπει να αυξήσετε την κατευθυντικότητα, τον έλεγχο των κύριες δέσμες ακτινοβολίας και τις πλευρικές δέσμες.
Όλες οι κεραίες είναι παθητικού κέρδους. Το παθητικό κέρδος μετριέται σε dBi, το οποίο σχετίζεται με μια θεωρητική ισότροπη κεραία. Πιστεύεται ότι μεταδίδει ενέργεια εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά δεν υπάρχει στη φύση. Το κέρδος μιας ιδανικής διπολικής κεραίας μισού κύματος είναι 2,15 dBi.
Το EIRP, ή η ισοδύναμη ισοτροπική ακτινοβολούμενη ισχύς μιας κεραίας εκπομπής, είναι ένα μέτρο της μέγιστης ισχύος που θα ακτινοβολούσε μια θεωρητική ισότροπη κεραία προς την κατεύθυνσημέγιστο κέρδος. Το EIRP λαμβάνει υπόψη τις απώλειες από τα καλώδια ρεύματος και τους συνδέσμους και περιλαμβάνει το πραγματικό κέρδος. Το EIRP επιτρέπει τον υπολογισμό της πραγματικής ισχύος και της ισχύος πεδίου εάν είναι γνωστά το πραγματικό κέρδος και η ισχύς εξόδου του πομπού.
Κέρδος κεραίας σε οδηγίες
Ορίζεται ως ο λόγος του κέρδους ισχύος σε μια δεδομένη κατεύθυνση προς το κέρδος ισχύος της κεραίας αναφοράς στην ίδια κατεύθυνση. Αποτελεί συνήθη πρακτική η χρήση ισοτροπικού καλοριφέρ ως κεραία αναφοράς. Σε αυτή την περίπτωση, ένας ισότροπος πομπός θα είναι χωρίς απώλειες, θα ακτινοβολεί την ενέργειά του εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό σημαίνει ότι το κέρδος ενός ισοτροπικού ψυγείου είναι G=1 (ή 0 dB). Είναι σύνηθες να χρησιμοποιείται η μονάδα dBi (ντεσιμπέλ σε σχέση με ένα ισοτροπικό ψυγείο) για κέρδος σε σχέση με ένα ισότροπο ψυγείο.
Το κέρδος, εκφρασμένο σε dBi, υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: GdBi=10Log (GNumeric / GISotropic)=10Log (GNumeric).
Μερικές φορές χρησιμοποιείται ένα θεωρητικό δίπολο ως αναφορά, επομένως η μονάδα dBd (ντεσιμπέλ σε σχέση με το δίπολο) θα χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει το κέρδος σε σχέση με το δίπολο. Αυτό το μπλοκ χρησιμοποιείται συνήθως όταν πρόκειται για ενίσχυση πανκατευθυντικών κεραιών υψηλότερου κέρδους. Σε αυτή την περίπτωση, το κέρδος τους είναι μεγαλύτερο κατά 2,2 dBi. Έτσι, εάν η κεραία έχει κέρδος 3 dBu, το συνολικό κέρδος θα είναι 5,2 dBi.
3 dB πλάτος δέσμης
Αυτό το πλάτος δέσμης (ή το μισό πλάτος δέσμης ισχύος) της κεραίας καθορίζεται συνήθως για κάθε ένα από τα κύρια επίπεδα. Το πλάτος δέσμης 3 dB σε κάθε επίπεδο ορίζεται ως η γωνία μεταξύ των κύριων σημείων λοβού που μειώνονται από το μέγιστο κέρδος κατά 3 dB. Πλάτος δέσμης 3 dB - η γωνία μεταξύ των δύο μπλε γραμμών στην πολική περιοχή. Σε αυτό το παράδειγμα, το πλάτος δέσμης 3 dB σε αυτό το επίπεδο είναι περίπου 37 μοίρες. Οι κεραίες ευρείας δέσμης έχουν συνήθως χαμηλό κέρδος, ενώ οι κεραίες στενού πλάτους δέσμης έχουν υψηλότερο κέρδος.
Έτσι, μια κεραία που κατευθύνει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς της σε μια στενή δέσμη, σε τουλάχιστον ένα επίπεδο, θα έχει υψηλότερο κέρδος. Η αναλογία εμπρός προς πίσω (F/B) χρησιμοποιείται ως μέτρο αξίας που προσπαθεί να περιγράψει το επίπεδο ακτινοβολίας από το πίσω μέρος μιας κατευθυντικής κεραίας. Βασικά, η αναλογία εμπρός προς πίσω είναι η αναλογία του κέρδους κορυφής προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός προς το κέρδος 180 μοίρες πίσω από την κορυφή. Φυσικά, σε μια κλίμακα DB, η αναλογία εμπρός-πίσω είναι απλώς η διαφορά μεταξύ του μπροστινού κέρδους κορυφής και του κέρδους 180 μοίρες πίσω από την κορυφή.
Ταξινόμηση κεραιών
Υπάρχουν πολλοί τύποι κεραιών για διάφορες εφαρμογές όπως επικοινωνίες, ραντάρ, μετρήσεις, προσομοίωση ηλεκτρομαγνητικών παλμών (EMP), ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) κ.λπ. Ορισμένες από αυτές έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε στενές ζώνες συχνοτήτων, ενώ οι υπολοιποισχεδιασμένο να εκπέμπει/δέχεται παροδικούς παλμούς. Προδιαγραφές κεραίας εκπομπής:
- Φυσική δομή της κεραίας.
- Ζώνες συχνοτήτων.
- Λειτουργία εφαρμογής.
Ακολουθούν οι τύποι κεραιών σύμφωνα με τη φυσική δομή:
- wire;
- διάφραγμα;
- ανακλαστικό;
- φακός κεραίας;
- κεραίες μικροταινιών;
- μεγάλες κεραίες.
Ακολουθούν οι τύποι κεραιών εκπομπής ανάλογα με τη συχνότητα λειτουργίας:
- Πολύ χαμηλή συχνότητα (VLF).
- Χαμηλή συχνότητα (LF).
- Μεσαία συχνότητα (MF).
- Υψηλή συχνότητα (HF).
- Πολύ υψηλή συχνότητα (VHF).
- Υπερυψηλές συχνότητες (UHF).
- Υπερυψηλές συχνότητες (SHF).
- Κύμα μικροκυμάτων.
- Ραδιοφωνικό κύμα.
Τα παρακάτω είναι κεραίες εκπομπής και λήψης σύμφωνα με τις λειτουργίες εφαρμογής:
- Σύνδεση από σημείο σε σημείο.
- Εφαρμογές εκπομπής.
- Επικοινωνίες ραντάρ.
- Δορυφορικές επικοινωνίες.
Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά
Οι κεραίες εκπομπής δημιουργούν ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων που διαδίδεται στο διάστημα. Οι κεραίες λήψης εκτελούν την αντίστροφη διαδικασία: λαμβάνουν ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων και τη μετατρέπουν στα επιθυμητά σήματα, όπως ήχο, εικόνα σε κεραίες εκπομπής τηλεόρασης και κινητό τηλέφωνο.
Ο απλούστερος τύπος κεραίας αποτελείται από δύο μεταλλικές ράβδους και είναι γνωστός ως δίπολο. Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους είναιμια μονοπολική κεραία που αποτελείται από μια ράβδο τοποθετημένη κάθετα σε μια μεγάλη μεταλλική σανίδα που χρησιμεύει ως επίπεδο γείωσης. Η τοποθέτηση στα οχήματα είναι συνήθως μονόπολος και η μεταλλική οροφή του οχήματος χρησιμεύει ως γείωση. Ο σχεδιασμός της κεραίας εκπομπής, το σχήμα και το μέγεθός της καθορίζουν τη συχνότητα λειτουργίας και άλλα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας.
Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά μιας κεραίας είναι η κατευθυντικότητά της. Στην επικοινωνία μεταξύ δύο σταθερών στόχων, όπως στην επικοινωνία μεταξύ δύο σταθερών σταθμών μετάδοσης, ή σε εφαρμογές ραντάρ, απαιτείται μια κεραία για να μεταδώσει απευθείας την ενέργεια μετάδοσης στον δέκτη. Αντίθετα, όταν ο πομπός ή ο δέκτης δεν είναι ακίνητος, όπως στις κυψελωτές επικοινωνίες, απαιτείται ένα μη κατευθυντικό σύστημα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, απαιτείται μια πανκατευθυντική κεραία που λαμβάνει όλες τις συχνότητες ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις του οριζόντιου επιπέδου και στο κατακόρυφο επίπεδο η ακτινοβολία είναι ανομοιόμορφη και πολύ μικρή, όπως μια κεραία εκπομπής HF.
Πηγές μετάδοσης και λήψης
Ο πομπός είναι η κύρια πηγή ακτινοβολίας RF. Αυτός ο τύπος αποτελείται από έναν αγωγό του οποίου η ένταση κυμαίνεται με την πάροδο του χρόνου και τον μετατρέπει σε ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων που διαδίδεται στο χώρο. Κεραία λήψης - μια συσκευή λήψης ραδιοσυχνοτήτων (RF). Εκτελεί την αντίστροφη μετάδοση που εκτελεί ο πομπός, λαμβάνει ακτινοβολία RF, τη μετατρέπει σε ηλεκτρικά ρεύματα στο κύκλωμα της κεραίας.
Οι τηλεοπτικοί και ραδιοφωνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν κεραίες εκπομπής για τη μετάδοση ορισμένων τύπων σημάτων που ταξιδεύουν στον αέρα. Αυτά τα σήματα εντοπίζονται από κεραίες λήψης, οι οποίες τα μετατρέπουν σε σήματα και λαμβάνονται από κατάλληλη συσκευή όπως τηλεόραση, ραδιόφωνο, κινητό τηλέφωνο.
Οι κεραίες λήψης ραδιοφώνου και τηλεόρασης είναι σχεδιασμένες να λαμβάνουν μόνο ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων και δεν παράγουν ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων. Οι συσκευές κινητής επικοινωνίας, όπως οι σταθμοί βάσης, οι επαναλήπτες και τα κινητά τηλέφωνα, διαθέτουν αποκλειστικές κεραίες εκπομπής και λήψης που εκπέμπουν ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων και εξυπηρετούν κυψελωτά δίκτυα σύμφωνα με τις τεχνολογίες δικτύων επικοινωνίας.
Διαφορά μεταξύ αναλογικής και ψηφιακής κεραίας:
- Η αναλογική κεραία έχει μεταβλητό κέρδος και λειτουργεί στην περιοχή 50 km για DVB-T. Όσο πιο μακριά είναι ο χρήστης από την πηγή σήματος, τόσο χειρότερο είναι το σήμα.
- Για λήψη ψηφιακής τηλεόρασης - ο χρήστης λαμβάνει είτε μια καλή εικόνα είτε μια εικόνα καθόλου. Εάν είναι μακριά από την πηγή σήματος, δεν λαμβάνει καμία εικόνα.
- Η ψηφιακή κεραία εκπομπής διαθέτει ενσωματωμένα φίλτρα για μείωση του θορύβου και βελτίωση της ποιότητας εικόνας.
- Το αναλογικό σήμα αποστέλλεται απευθείας στην τηλεόραση, ενώ το ψηφιακό σήμα πρέπει πρώτα να αποκωδικοποιηθεί. Σας επιτρέπει να διορθώνετε σφάλματα καθώς και δεδομένα όπως συμπίεση σήματος για περισσότερες λειτουργίες όπως Επιπλέον κανάλια, EPG, συνδρομητική τηλεόραση,διαδραστικά παιχνίδια κ.λπ.
Διπολικοί πομποί
Οι διπολικές κεραίες είναι ο πιο κοινός πολυκατευθυντικός τύπος και διαχέουν ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων (RF) 360 μοίρες οριζόντια. Αυτές οι συσκευές είναι σχεδιασμένες να έχουν συντονισμό στο μισό ή ένα τέταρτο του μήκους κύματος της εφαρμοζόμενης συχνότητας. Μπορεί να είναι τόσο απλό όσο δύο μήκη σύρματος ή μπορεί να είναι ενθυλακωμένο.
Το Το Dipole χρησιμοποιείται σε πολλά εταιρικά δίκτυα, μικρά γραφεία και οικιακή χρήση (SOHO). Έχει μια τυπική αντίσταση για να ταιριάζει με τον πομπό για μέγιστη μεταφορά ισχύος. Εάν η κεραία και ο πομπός δεν ταιριάζουν, θα εμφανιστούν αντανακλάσεις στη γραμμή μετάδοσης, οι οποίες θα υποβαθμίσουν το σήμα ή ακόμη και θα καταστρέψουν τον πομπό.
Κατευθυνόμενη εστίαση
Οι κατευθυντικές κεραίες εστιάζουν την ακτινοβολούμενη ισχύ σε στενές δέσμες, παρέχοντας σημαντικό κέρδος σε αυτή τη διαδικασία. Οι ιδιότητές του είναι επίσης αμοιβαίες. Τα χαρακτηριστικά μιας κεραίας εκπομπής, όπως η σύνθετη αντίσταση και το κέρδος, ισχύουν και για μια κεραία λήψης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ίδια κεραία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την αποστολή και τη λήψη σήματος. Το κέρδος μιας εξαιρετικά κατευθυντικής παραβολικής κεραίας χρησιμεύει για την ενίσχυση ενός αδύναμου σήματος. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους χρησιμοποιούνται συχνά για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων.
Μια κατευθυντική κεραία που χρησιμοποιείται συνήθως είναι μια συστοιχία Yagi-Uda που ονομάζεται Yagi. Εφευρέθηκε από τον Shintaro Uda και τον συνάδελφό του Hidetsugu Yagi το 1926. Η κεραία yagi χρησιμοποιεί πολλά στοιχεία για νασχηματίζοντας έναν κατευθυνόμενο πίνακα. Ένα κινούμενο στοιχείο, συνήθως ένα δίπολο, διαδίδει την ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων, τα στοιχεία αμέσως πριν και πίσω από το κινούμενο στοιχείο εκπέμπουν εκ νέου την ενέργεια RF εντός και εκτός φάσης, ενισχύοντας και επιβραδύνοντας το σήμα αντίστοιχα.
Αυτά τα στοιχεία ονομάζονται παρασιτικά στοιχεία. Το στοιχείο πίσω από το slave ονομάζεται ανακλαστήρας και τα στοιχεία μπροστά από το slave ονομάζονται σκηνοθέτες. Οι κεραίες Yagi έχουν πλάτη δέσμης που κυμαίνονται από 30 έως 80 μοίρες και μπορούν να παρέχουν περισσότερα από 10 dBi παθητικού κέρδους.
Η παραβολική κεραία είναι ο πιο οικείος τύπος κατευθυντικής κεραίας. Η παραβολή είναι μια συμμετρική καμπύλη και ένας παραβολικός ανακλαστήρας είναι μια επιφάνεια που περιγράφει μια καμπύλη κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής 360 μοιρών - ένα πιάτο. Οι παραβολικές κεραίες χρησιμοποιούνται για συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων μεταξύ κτιρίων ή μεγάλων γεωγραφικών περιοχών.
Ημικατευθυντικά τμηματικά καλοριφέρ
Η κεραία patch είναι ένα ημικατευθυντικό ψυγείο που χρησιμοποιεί μια επίπεδη μεταλλική λωρίδα τοποθετημένη πάνω από το έδαφος. Η ακτινοβολία από το πίσω μέρος της κεραίας περικόπτεται αποτελεσματικά από το επίπεδο γείωσης, αυξάνοντας την κατευθυντικότητα προς τα εμπρός. Αυτός ο τύπος κεραίας είναι επίσης γνωστός ως κεραία microstrip. Συνήθως είναι ορθογώνιο και περικλείεται σε πλαστική θήκη. Αυτός ο τύπος κεραίας μπορεί να κατασκευαστεί με τυπικές μεθόδους PCB.
Η κεραία patch μπορεί να έχει πλάτος δέσμης από 30 έως 180 μοίρες καιΤο τυπικό κέρδος είναι 9 dB. Οι τμηματικές κεραίες είναι ένας άλλος τύπος ημικατευθυντικής κεραίας. Οι τομεακές κεραίες παρέχουν ένα μοτίβο ακτινοβολίας τομέα και συνήθως εγκαθίστανται σε μια συστοιχία. Το πλάτος δέσμης για μια κεραία τομέα μπορεί να κυμαίνεται από 60 έως 180 μοίρες, με τυπικές 120 μοίρες. Σε μια χωρισμένη συστοιχία, οι κεραίες είναι τοποθετημένες η μία κοντά στην άλλη, παρέχοντας πλήρη κάλυψη 360 μοιρών.
Κατασκευή της κεραίας Yagi-Uda
Τις τελευταίες δεκαετίες, η κεραία Yagi-Uda ήταν ορατή σχεδόν σε κάθε σπίτι.
Μπορεί να φανεί ότι υπάρχουν πολλοί σκηνοθέτες για να αυξήσουν την κατευθυντικότητα της κεραίας. Ο τροφοδότης είναι ένα διπλωμένο δίπολο. Ένας ανακλαστήρας είναι ένα μακρύ στοιχείο που βρίσκεται στο τέλος μιας κατασκευής. Οι ακόλουθες προδιαγραφές πρέπει να εφαρμόζονται σε αυτήν την κεραία.
| Στοιχείο | Προδιαγραφές |
| Ελεγχόμενο μήκος στοιχείου | 0,458λ έως 0,5λ |
| Μήκος ανακλαστή | 0, 55λ - 0,58λ |
| Διάρκεια σκηνοθεσίας 1 | 0,45λ |
| Μήκος σκηνοθεσίας 2 | 0,40λ |
| Διάρκεια σκηνοθεσίας 3 | 0,35λ |
| Διάστημα μεταξύ διευθυντών | 0,2λ |
| Ανακλαστήρας για απόσταση μεταξύ των διπόλων | 0,35λ |
| Απόσταση μεταξύ διπόλων και σκηνοθέτη | 0,125λ |
Ακολουθούν τα οφέλη των κεραιών Yagi-Uda:
- Υψηλό κέρδος.
- Υψηλή εστίαση.
- Εύκολος χειρισμός και συντήρηση.
- Χάνεται λιγότερη ενέργεια.
- Ευρύτερη κάλυψη συχνότητας.
Τα παρακάτω είναι τα μειονεκτήματα των κεραιών Yagi-Uda:
- Επιρρεπείς σε θόρυβο.
- Επιρρεπείς σε ατμοσφαιρικά φαινόμενα.
Εάν τηρούνται οι παραπάνω προδιαγραφές, μπορεί να σχεδιαστεί η κεραία Yagi-Uda. Το κατευθυντικό σχέδιο της κεραίας είναι πολύ αποδοτικό, όπως φαίνεται στο σχήμα. Οι μικροί λοβοί καταστέλλονται και η κατευθυντικότητα του κύριου ρυθμού αυξάνεται με την προσθήκη σκηνοθετών στην κεραία.
