Σχεδίαση και κατασκευή κάθετης κεραίας βραχέων κυμάτων

Τζανετοπούλου, Πηνελόπη

Design and construction of a vertical shortwave antenna

Διπλωματική εργασία

Author

Τζανετοπούλου, Πηνελόπη

Date

2024-10-10

Advisor

Τσακιρίδης, Οδυσσέας

Διπλωματική Εργασία (4.943Mb)

Keywords

Κάθετη κεραία βραχέων κυμάτων ; HF ; Βραχέα Κύματα ; 4NEC2

Abstract

Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εστιάζει στη σχεδίαση και κατασκευή μιας κάθετης κεραίας για χρήση σε βραχέα κύματα. Η κεραία αυτή έχει σχεδιαστεί για να βελτιώσει την απόδοση της επικοινωνίας σε HF ζώνες, προσφέροντας αξιόπιστη και αποδοτική μετάδοση και λήψη σήματος. Οι κύριοι στόχοι της εργασίας περιλαμβάνουν τη θεωρητική ανάλυση της κάθετης κεραίας και των αρχών λειτουργίας της καθώς και σχεδίαση και κατασκευή της κεραίας σύμφωνα με τις προδιαγραφές που ορίστηκαν. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούνται εργαλεία προσομοίωσης για τη σχεδίαση της κεραίας, με στόχο την βέλτιστη απόδοση σε συγκεκριμένες συχνότητες και συνθήκες περιβάλλοντος. Η προσομοίωση περιλαμβάνει την ανάλυση της κατανομής του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και της απόδοσης εκπομπής, ενώ εξετάζονται και διαφορετικές διαμορφώσεις για την καλύτερη κάλυψη και ελαχιστοποίηση των απωλειών. Τέλος, πραγματοποιείται η κατασκευή της κεραίας βάσει των ευρημάτων από τις θεωρητικές μελέτες και τις προσομοιώσεις. Ακολουθούν δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες, για να επιβεβαιωθούν οι θεωρητικές προβλέψεις και να αξιολογηθεί η πραγματική απόδοση της κεραίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν πώς οι διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν την απόδοση και παρέχουν προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις και εφαρμογές. Αυτή η εργασία συμβάλλει στην κατανόηση και τη βελτιστοποίηση των κεραιών βραχέων κυμάτων, προσφέροντας μια ολοκληρωμένη προσέγγιση από τη θεωρία έως την πρακτική εφαρμογή. Η κατασκεύη γίνεται σύμφωνα με το λογισμικό 4NEC2.

Abstract

This thesis focuses on the design and fabrication of a vertical antenna for use in short waves. This antenna is designed to improve communication performance in HF bands by providing reliable and efficient signal transmission and reception. The main objectives of this diploma include theoretical analysis of the vertical antenna and its operating principles as well as design and fabrication of the antenna according to the defined specifications. Simulation tools are then used to design the antenna for optimal performance at specific frequencies and environmental conditions. The simulation includes the analysis of the electromagnetic field distribution and the transmission efficiency, and different configurations are considered for the best coverage and minimization of losses. Finally, antenna fabrication is carried out based on the findings from the theoretical studies and simulations. This is followed by real-world tests to confirm the theoretical predictions and evaluate the actual performance of the antenna. The results show how various factors affect the performance and provide suggestions for future improvements and applications. This thesis contributes to the understanding and optimization of short-wave antennas by offering comprehensive approach from theory to practical application. The simulation is done according to the 4NEC2 software.