Η κεραία είναι ένα στοιχείο ικανό να εκπέμψει και να λάβει ραδιοκύματα. Η εκπομπή και λήψη ραδιοκυμάτων είναι πιο αποτελεσματική όταν η κεραία είναι συντονισμένη. Μπορούν να επιτευχθούν πολοί τρόποι συντονισμού με κεραίες διαστάσεων ενός ή περισσότερων μηκών κύματος. Είναι σημαντικότερο να είναι συντονισμένη μια κεραία εκπομπής απ' ό,τι μια κεραία λήψης γιατί οι επιδόσεις του πομπού μπορεί να υποβιβαστούν από μια μη συντονισμένη κεραία. Οι παλιότεροι τύποι πομπών μπορεί να καταστρέφονταν αν συνδέονταν με κεραία κακής ποιότητας, αλλά τα σύγχρονα σχέδια συνήθως διαθέτουν ένω κύκλωμα προστασίας που κλείνει τον πομπό ή μειώνει το ρεύμα σε ασφαλές επίπεδο, αν χρειαστεί.
ΚΕΡΑΙΕΣ VHF
Επειδή το μήκος κύματος στη ναυτική ζώνη VHF (154-162 MHz) είναι σχεδόν 2 μέτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν κεραίες ενός μήκους κύματος. Το πιο απλό σχέδιο είναι το δίπολο που αποτελείται από ένα χωρισμένο στοιχείο ενός μήκου κήματος που συνδέεται στο κέντρο με ένα ισορροπημένο καλώδιο τροφοδοσίας. Η Εικόνα 1 δείγμα μερικά απλά παραδείγματα κεραίων VHF μεταξύ των οποίων η κεραία μεταλλικού εδάφους και η ραβδόμορφη κεραία VHF. σηνύθως ένας στύλος από φάιμπεργκλας 1,5 μέτρου που περιέχει ένα δίπολο. Όπως σημειώνεται στο τμήμα 3, είναι σημαντικό να τοποθετούνται οι κεραίες VHF όσο το δυνατό ψηλότερα και σε ένα σημείο που να μην εμποδίζεται από την υπερδομή του πλοίου (Εικόνα 2).
Εικόνα 2. Κεραία μεταλλικού εδάφους
Η σύνδεση ανάμεσα στον ασύρματο VHF και στην κεραία VHF γίνεται με ομοαξονικό καλώδιο.
Αυτό το ομοαξονικό καλώδιο έχει αντίσταση (αντίσταση εναλλασσόμενου ρεύματος AC) 50 Ω (Ωμ). Αυτή η αντίσταση θα είναι ίδια και στο καλώδιο της κεραίας VHF καθώς και στο καλώδιο που συνδέει την κεραία. Όταν αυτή η σύνδεση δεν είναι 50 Ω στο καλώδιο δε θα υπάρχει απλά ακτινοβολούμενη ισχύς αλλά και αντανακλαστική ισχύς. Όταν το επίπεδο της αντανακλαστικής ισχύος είναι πολύ μεγάλο αυτό μειώνει την εκπομπή του ραδιοσήματος και οδηγεί σε μικρότερη εμβέλεια του σήματος. Είναι επίσης πιθανό να καταστραφεί ο ασύρματος όταν η αντανάκλαση είναι πολύ υψηλή για μεγαλύτερη περίοδο μετάδοσης. Το παραπάνω πρόβλημα θα προκαλέσει επίσης απώλεια δύναμης λήψης σημάτων (στο καλώδιο της κεραίας).
Η αλλαγή της αντίστασης του καλωδίου της κεραίας μπορεί να προκληθεί από νερό στο καλώδιο της κεραίας. Όταν το καλώδιο καταστραφεί εξωτερικά (εξωτερική πλαστική θήκη) το νερό μπορεί να περάσει μέσα στο καλώδιο (στη χάλκινη σήτα). Αυτό το νερό θα αλλάξει την αντίσταση του καλωδίου και θα οδηγήσει σε αντανακλαστική ισχύ. Το ίδιο πρόβλημα μπορεί να προκαλέσει επίσης η σύνδεση στο καλώδιο της κεραίας (να μπει νερό στο καλώδιο της κεραίας). Αυτή η σύνδεση πρέπει να είναι αδιάβροχη. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ενθειωμένης ταινίας.
ΚΕΡΑΙΕΣ MF/HF
Στις ζώνες MF/HF ωστόσο τα μήκη κύματος κυμαίνονται από 180 μέτρα (1650 kHz) έως περίπου τα 12 μέτρα (25 MHz). Ετσι δεν είναι δυνατό να καλύψουν όλη αυτή την έκταση κεραίες ενός μήκους κύματος. Το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με μια σειρά ξεχωριστών κεραίων που καθεμιά θα καλύπτει μία ζώνη ή αρκετές αρμονικά συσχετισμένες ζώνες.
Συνήθως χρησιμοποιείται μια μονάδα συντονισμού κεραίας (ATU) για να "συνδέσει" την έξοδο του πομπού με την κεραία σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων/ Μάλιστα η ATU χρησιμοποιεί ηλεκτρικά εξαρτήματα , δηλαδή πηνία και πυκνωτές για να πετύχει ένα συντονισμένο ηλεκτρικό κύμα σε συνδυασμό με το φυσικό μήκος της κεραίας. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι η αποτελεσματικότητα θα ποικίλει στο εύρος συχνοτήτων γιατί η αποτελεσματικότητα εκπομπής προσδιορίζεται από το φυσικό μήκος της κεραίας. Ακόμη κι αν η ATU μπορέσει να συνδέσει μια πολύκοντή κεραία με τον πομπό η συνολική αποτελεσματικότητα δε θα είναι καλή. Οι συνδέσεις μεταξύ του πομποδέκτη, της ATU και της κύριας κεραίας πρέπει να είναι όσο το δυνατό μικρότερες για να διασφαλιστεί η επαρκής μεταφορά ενέργειας στην κεραία.
Αν υπάρχει πολύς χώρος ανάμεσα στα κατάρτια ή για να ανεγερθεί ειδκό κατάρτι για την κεραία, τότε η κύρια ή η κεραία έκτακτης ανάγκης μπορεί να είναι συρμάτινη. Η συρμάτινη κεραία μπορεί να επεκταθεί μεταξύ των καταρτιών ή ανάμεσα σε ένα κατάρτι και σε ένα άλλο υπερυψωμένο σημείο της υπερδομής του πλοίου. Στην Εικόνα 3 φαίνεται ένα παράδειγμα κεραίας τύπου Τ, αν και υπάρχουν επίσης κεραίες τύπου Γ.
Ωστόσο λόγω της έλλειψης χώρου στο στα σύγχρονα πλοία οι περισσότερες συσκευές του GMDSS χρησιμοποιούν κατακόρυφες μαστιγιοειδείς κεραίες για εκπομπές MF/HF. Για παράδειγμα ο κύριος πομποδέκτης HF μπορεί να χρησιμοποιήσει μια κεραία 8-12 μέτρων (Εικόνα 4), ο δέκτης παρακολούθησης MF/HF DSC μία 3-6 μέτρων (Εικόνα 5) και ο δέκτης NAVTEX μπορεί να χρησιμοποιήσει μαστιγιοειδή ενός μέτρου.
Εικόνα 4. Η AT100D είναι μια κεραία εκπομπής με υψηλής ποιότητας φάιμπεργκαλς για ζώνες ναυτικής τηλεφωνίας HF.
Εύρος συχνοτήτων: 1,6 – 30 MHz. Μέγεθος ισχύος: 1,5 kW.
Εικόνα 5. Η AR42 είναι μια αποτελεσματική κεραία φάιμπεργκλας για τις ναυτικές παράκτιες και HF συχνότητες επικοινωνίας (HF DSC).
Εύρος συχνοτήτων: 0,15 – 30 MHz.
Εικόνα 5. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραίας στο STRAŻNIK 5
1. Κεραία MF/HF SSB Tx/Rx.
2. Κεραία GPS.
3. Κεραία VHF.
4. Κεραία VHF.
5. Κεραία VHF.
6. Κεραία VHF DF.
Εικόνα 6. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραία στο STRAŻNIK 5
1. Κεραία MF/HF SSB Tx/Rx.
2. Μονάδα συντονισμού κεραίας (ATU).
Εικόνα 7. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραίας στο M/F SCANDYNAVIA
1. Κεραία MF/HF SSB Tx/Rx.
2. Κεραία VHF & VHF DSC.
3. Κεραία MF/HF DSC Rx.
4. Κεραία VHF
Τα διάφορα μονωτικά υλικά πρέπει επίσης να ελέγχονται τακτικά για ρψγμές και πρέπει να καθαρίζονται τακτικά. Η κουπαστή μιας συρμάτινης κεραίες την εμποδίζει να πέσει αν τοποθετηθεί πάνω της υπερβολικό βάρος (π.χ. υψηλοί άνεμοι ή πάγος). Είναι προτιμότερο να σπάσει ένας αδύναμος κρίκος παρά η κεραία.
Πρέπει να υπάρχει πάντα μια εφεδρική συρμάτινη κεραία και να αποθηκεύεται σε ένα σημείο με εύκολη πρόσβαση ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί εύκολα σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.
Πρέπει να θυμάστε ότι κοντά στην κύρια κεραία υπάρχει επικίνδυνα υψηλή τάση και ρεύμα. Ισανικά η ATU και ο σύνδεσμος με την κύρια κεραία πρέεπι να προστατεύονται για να μην αγγίξει κανείς τον τροφοδότη. Πριν ξεκινήσετε εργασίες συντήρησης σε οποιαδήποτε κεραία βεβαιωθείτε ότι η συσκευή δεν έχει ρεύμα και ότι η κύριες ασφάλειες έχουν αφαιρεθεί και φυλαχθεί σε ασφαλές μέρος (μια τσέπη συνήθως είναι το απλούστερο και ασφαλέστερο μέρος).
Σαν επιπλέον προφύλαξη η κεραία θα πρέπει επίσης να γειώνεται γιατί η ηλεκτρική ενέργεια να φτάνει στην κεραία από άλλες κεραίες του πλοίου ή άλλων πλοίων. Αν και το σοκ από μεταφερόμενη ενέργεια μπορεί απλά να σας τρομάξει αντί να σας τραυματίσει, μπορεί να προκληθεί ατύχημα, για παράδειγμα να πέσετε από τη σκάλα ή να ρίξετε εργαλεία από ψηλά.
Θα πρέπει να υπάρχει ένα σχέδιο τοποθέτησης της κεραίας που να δείχνει τις θέσεις των διάφορων κεραίων.
ΚΕΡΑΙΕΣ VHF
Επειδή το μήκος κύματος στη ναυτική ζώνη VHF (154-162 MHz) είναι σχεδόν 2 μέτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν κεραίες ενός μήκους κύματος. Το πιο απλό σχέδιο είναι το δίπολο που αποτελείται από ένα χωρισμένο στοιχείο ενός μήκου κήματος που συνδέεται στο κέντρο με ένα ισορροπημένο καλώδιο τροφοδοσίας. Η Εικόνα 1 δείγμα μερικά απλά παραδείγματα κεραίων VHF μεταξύ των οποίων η κεραία μεταλλικού εδάφους και η ραβδόμορφη κεραία VHF. σηνύθως ένας στύλος από φάιμπεργκλας 1,5 μέτρου που περιέχει ένα δίπολο. Όπως σημειώνεται στο τμήμα 3, είναι σημαντικό να τοποθετούνται οι κεραίες VHF όσο το δυνατό ψηλότερα και σε ένα σημείο που να μην εμποδίζεται από την υπερδομή του πλοίου (Εικόνα 2).Εικόνα 2. Κεραία μεταλλικού εδάφους
Η σύνδεση ανάμεσα στον ασύρματο VHF και στην κεραία VHF γίνεται με ομοαξονικό καλώδιο.
Ομοαξονικό καλώδιο
A: εξωτερική πλαστική θήκη
B: χάλκινη σήτα
C: εξωτερική διηλεκτρική μόνωση
D: χάλκινος πυρήνας
A: εξωτερική πλαστική θήκη
B: χάλκινη σήτα
C: εξωτερική διηλεκτρική μόνωση
D: χάλκινος πυρήνας
Αυτό το ομοαξονικό καλώδιο έχει αντίσταση (αντίσταση εναλλασσόμενου ρεύματος AC) 50 Ω (Ωμ). Αυτή η αντίσταση θα είναι ίδια και στο καλώδιο της κεραίας VHF καθώς και στο καλώδιο που συνδέει την κεραία. Όταν αυτή η σύνδεση δεν είναι 50 Ω στο καλώδιο δε θα υπάρχει απλά ακτινοβολούμενη ισχύς αλλά και αντανακλαστική ισχύς. Όταν το επίπεδο της αντανακλαστικής ισχύος είναι πολύ μεγάλο αυτό μειώνει την εκπομπή του ραδιοσήματος και οδηγεί σε μικρότερη εμβέλεια του σήματος. Είναι επίσης πιθανό να καταστραφεί ο ασύρματος όταν η αντανάκλαση είναι πολύ υψηλή για μεγαλύτερη περίοδο μετάδοσης. Το παραπάνω πρόβλημα θα προκαλέσει επίσης απώλεια δύναμης λήψης σημάτων (στο καλώδιο της κεραίας).
Η αλλαγή της αντίστασης του καλωδίου της κεραίας μπορεί να προκληθεί από νερό στο καλώδιο της κεραίας. Όταν το καλώδιο καταστραφεί εξωτερικά (εξωτερική πλαστική θήκη) το νερό μπορεί να περάσει μέσα στο καλώδιο (στη χάλκινη σήτα). Αυτό το νερό θα αλλάξει την αντίσταση του καλωδίου και θα οδηγήσει σε αντανακλαστική ισχύ. Το ίδιο πρόβλημα μπορεί να προκαλέσει επίσης η σύνδεση στο καλώδιο της κεραίας (να μπει νερό στο καλώδιο της κεραίας). Αυτή η σύνδεση πρέπει να είναι αδιάβροχη. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ενθειωμένης ταινίας.
ΚΕΡΑΙΕΣ MF/HF
Στις ζώνες MF/HF ωστόσο τα μήκη κύματος κυμαίνονται από 180 μέτρα (1650 kHz) έως περίπου τα 12 μέτρα (25 MHz). Ετσι δεν είναι δυνατό να καλύψουν όλη αυτή την έκταση κεραίες ενός μήκους κύματος. Το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με μια σειρά ξεχωριστών κεραίων που καθεμιά θα καλύπτει μία ζώνη ή αρκετές αρμονικά συσχετισμένες ζώνες.Συνήθως χρησιμοποιείται μια μονάδα συντονισμού κεραίας (ATU) για να "συνδέσει" την έξοδο του πομπού με την κεραία σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων/ Μάλιστα η ATU χρησιμοποιεί ηλεκτρικά εξαρτήματα , δηλαδή πηνία και πυκνωτές για να πετύχει ένα συντονισμένο ηλεκτρικό κύμα σε συνδυασμό με το φυσικό μήκος της κεραίας. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι η αποτελεσματικότητα θα ποικίλει στο εύρος συχνοτήτων γιατί η αποτελεσματικότητα εκπομπής προσδιορίζεται από το φυσικό μήκος της κεραίας. Ακόμη κι αν η ATU μπορέσει να συνδέσει μια πολύκοντή κεραία με τον πομπό η συνολική αποτελεσματικότητα δε θα είναι καλή. Οι συνδέσεις μεταξύ του πομποδέκτη, της ATU και της κύριας κεραίας πρέπει να είναι όσο το δυνατό μικρότερες για να διασφαλιστεί η επαρκής μεταφορά ενέργειας στην κεραία.
Αν υπάρχει πολύς χώρος ανάμεσα στα κατάρτια ή για να ανεγερθεί ειδκό κατάρτι για την κεραία, τότε η κύρια ή η κεραία έκτακτης ανάγκης μπορεί να είναι συρμάτινη. Η συρμάτινη κεραία μπορεί να επεκταθεί μεταξύ των καταρτιών ή ανάμεσα σε ένα κατάρτι και σε ένα άλλο υπερυψωμένο σημείο της υπερδομής του πλοίου. Στην Εικόνα 3 φαίνεται ένα παράδειγμα κεραίας τύπου Τ, αν και υπάρχουν επίσης κεραίες τύπου Γ.
Εικόνα 3. Συρμάτινη κεραία τύπου Τ
Ωστόσο λόγω της έλλειψης χώρου στο στα σύγχρονα πλοία οι περισσότερες συσκευές του GMDSS χρησιμοποιούν κατακόρυφες μαστιγιοειδείς κεραίες για εκπομπές MF/HF. Για παράδειγμα ο κύριος πομποδέκτης HF μπορεί να χρησιμοποιήσει μια κεραία 8-12 μέτρων (Εικόνα 4), ο δέκτης παρακολούθησης MF/HF DSC μία 3-6 μέτρων (Εικόνα 5) και ο δέκτης NAVTEX μπορεί να χρησιμοποιήσει μαστιγιοειδή ενός μέτρου.
Εικόνα 4. Η AT100D είναι μια κεραία εκπομπής με υψηλής ποιότητας φάιμπεργκαλς για ζώνες ναυτικής τηλεφωνίας HF.
Εύρος συχνοτήτων: 1,6 – 30 MHz. Μέγεθος ισχύος: 1,5 kW.
Εικόνα 5. Η AR42 είναι μια αποτελεσματική κεραία φάιμπεργκλας για τις ναυτικές παράκτιες και HF συχνότητες επικοινωνίας (HF DSC).
Εύρος συχνοτήτων: 0,15 – 30 MHz.
Εικόνα 5. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραίας στο STRAŻNIK 5
2. Κεραία GPS.
3. Κεραία VHF.
4. Κεραία VHF.
5. Κεραία VHF.
6. Κεραία VHF DF.
Εικόνα 6. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραία στο STRAŻNIK 5
2. Μονάδα συντονισμού κεραίας (ATU).
Εικόνα 7. Παράδειγμα τοποθέτησης κεραίας στο M/F SCANDYNAVIA
2. Κεραία VHF & VHF DSC.
3. Κεραία MF/HF DSC Rx.
4. Κεραία VHF
ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΕΡΑΙΑΣ
Όλες οι κεραίες πρέπει να διατηρούνται καθαρές, να απομακρύνεται το αλλάτι και να ελέγχονται τακτικά οι τροφοδότες και οι κονσόλες.Τα διάφορα μονωτικά υλικά πρέπει επίσης να ελέγχονται τακτικά για ρψγμές και πρέπει να καθαρίζονται τακτικά. Η κουπαστή μιας συρμάτινης κεραίες την εμποδίζει να πέσει αν τοποθετηθεί πάνω της υπερβολικό βάρος (π.χ. υψηλοί άνεμοι ή πάγος). Είναι προτιμότερο να σπάσει ένας αδύναμος κρίκος παρά η κεραία.
Πρέπει να υπάρχει πάντα μια εφεδρική συρμάτινη κεραία και να αποθηκεύεται σε ένα σημείο με εύκολη πρόσβαση ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί εύκολα σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.
Πρέπει να θυμάστε ότι κοντά στην κύρια κεραία υπάρχει επικίνδυνα υψηλή τάση και ρεύμα. Ισανικά η ATU και ο σύνδεσμος με την κύρια κεραία πρέεπι να προστατεύονται για να μην αγγίξει κανείς τον τροφοδότη. Πριν ξεκινήσετε εργασίες συντήρησης σε οποιαδήποτε κεραία βεβαιωθείτε ότι η συσκευή δεν έχει ρεύμα και ότι η κύριες ασφάλειες έχουν αφαιρεθεί και φυλαχθεί σε ασφαλές μέρος (μια τσέπη συνήθως είναι το απλούστερο και ασφαλέστερο μέρος).
Σαν επιπλέον προφύλαξη η κεραία θα πρέπει επίσης να γειώνεται γιατί η ηλεκτρική ενέργεια να φτάνει στην κεραία από άλλες κεραίες του πλοίου ή άλλων πλοίων. Αν και το σοκ από μεταφερόμενη ενέργεια μπορεί απλά να σας τρομάξει αντί να σας τραυματίσει, μπορεί να προκληθεί ατύχημα, για παράδειγμα να πέσετε από τη σκάλα ή να ρίξετε εργαλεία από ψηλά.
Θα πρέπει να υπάρχει ένα σχέδιο τοποθέτησης της κεραίας που να δείχνει τις θέσεις των διάφορων κεραίων.
Last modified: Saturday, 25 April 2020, 7:50 PM