Παρουσίαση/Προβολή

Το μάθημα προσφέρει τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση των βασικών αρχών του τρόπου διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στον ελεύθερο χώρο. Εισάγει τη θεωρία των κεραιών και την κατανόηση της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού. Εφαρμόζεται στις μεταδόσεις και διαδόσεις των ηλεκτρομαγνητικών σημάτων που μεταφέρουν την πληροφορία και των κεραιών.

Ύλη:

Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα στο Χώρο, Εισαγωγή στη θεωρία κεραιών, μηχανισμοί ακτινοβολίας. Χαρακτηριστικά κεραιών, διαγράμματα ακτινοβολίας, κέρδος, εύρος ζώνης, συντελεστής ποιότητας. Θεωρία απλών γραμμικών κεραιών. Στοιχειώδες δίπολο. Κεραίες οδεύοντος κύματος. Γραμμική κεραία μεγάλου μήκους. Βροχοκεραίες. Θεώρημα της αμοιβαιότητας και ισοδύναμα κυκλώματα εκπομπής και λήψης. Κεραία σαν δέκτης, ενεργός επιφάνεια κεραίας. Κεραίες επιφανείας. Αντίσταση εισόδου κεραίας. Εφαρμογές και παραδείγματα αναλύσεως και συνθέσεως κεραιών. Διπολικές γραμμικές κεραίες, κατευθυντικότητα και κέρδος κεραιών, παραδείγματα εφαρμογής. Στοιχειοκεραίες. Κεραίες λήψης. Πόλωση κεραιών. Θόρυβος σε τηλεπικοινωνιακά συστήματα και θερμοκρασία θορύβου κεραίας. Τροποσφαιρικά και Ιονοσφαιρικά κύματα. Κύματα εδάφους. Βασικές μέθοδοι διάδοσης (εξίσωση Friis, ανάκλαση, περίθλαση, διάθλαση). Εφαρμογές και μετρήσεις κεραιών.

Στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού και τις εφαρμογές του στις μεταδόσεις των ηλεκτρομαγνητικών σημάτων που μεταφέρουν την πληροφορία, καθώς και των κεραιών. Το μάθημα προσφέρει τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση των βασικών αρχών του τρόπου διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε ελεύθερο χώρο. Σχετικά με τις κεραίες που αποτελούν τη διεπαφή των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων με τα μέσα μετάδοσης στις ασύρματες επικοινωνίες, γίνεται εκτενής παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών των κεραιών και των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που παράγουν. Έτσι, ο φοιτητής εξοικειώνεται με τα φαινόμενα διάδοσης κύματος που προκαλούνται σε πραγματικό περιβάλλον και τις μεθόδους μέτρησης που χρησιμοποιούνται στην πράξη.

S. R. Saunders, A. Aragon-Zavala, «Κεραίες και διάδοση για ασύρματα συστήματα επικοινωνιών», Εκδόσεις ΠΕΔΙΟΝ, Επιστ. Επιμ.: Δημοσθένης Βουγιούκας, 2016 

Α. Κανάτας, Γ. Πάντος «Ασύρματες Επικοινωνίες», 2η Έκδοση, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2017

Χ. Καψάλης και Π. Κωττής, «Κεραίες Ασύρματες Ζεύξεις», Εκδόσεις Τζιόλα, 2008.

• C. A. Balanis, «Κεραίες - Ανάλυση και Σχεδίαση», Εκδόσεις ΙΩΝ, 2005.
• J.D. Kraus and D.A. Fleisch, Electromagnetics with Applications, 5th Edition, McGraw Hill, 1999.
• C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, Fourth Edition, John Wiley, 2016.
• J.D. Kraus, Antennas, Second Edition, Mc Graw-Hill, 1988.
• Theodore Rappaport, Wireless Communications, Principles and Practice, Prentice Hall, 1996

Online readings

• Δ. Βουγιούκας, Δορυφορικές Επικοινωνίες, Κεφ. 6 Πεδία και Κεραίες, ΣΕΑΒ, Κάλλιπος, 2016.
• Herbert P. Neff, Introductory Electromagnetics, John Wiley & Sons, 1991.
• Εξισώσεις Maxwell, Εξισώσεις Maxwell και εφαρμογές, Livepedia
• Antenna Fundamentals, Εισαγωγή στη Θεωρία Κεραιών, University of Virginia
• Antenna Theory, Εισαγωγή στη Θεωρία Κεραιών
• MIT Electromagnetics and Applications, Open Course, MIT

Εργαστήριο: 50%

Απαλλακτική Εργασία-Project: 50%