طراحی شبکه های رادیویی
دید کلی
سیستمهای ارتباطی دو راهه سیار به علل فاصله ، وزن و محدودیتهای توان ، باعث مسائل مهندسی زیادی می‌شود. در مورد سیستم آنتن که باید از نظر اندازه کوچک بوده و از نظر ظاهر خوش روئیت باشد و بهره بالایی داشته و از لحاظ قیمت ارزان باشد. انتخاب یک سیتم آنتن بهینه برای یک کاربرد معین مستلزم یک طراحی شبکه های رادیویی میانه بر اساس اطلاع از عملکرد اجزا ، مفید خواهد بود.
مشخصه‌های سیستم
سیستمهای ارتباطی UHF و VHF در سرویس سیار زمینی و سرویس ساحلی و دریایی درونی قابل استفاده‌اند. این سرویسها معمولا بین یک دستگاه ثابت و یک عضو از ایستگاههای سیار دایر می‌شود. حداقل شعاعهای سرویس غالب این سیستمهای ارتباطی دهها کیلومتر است. برد حاصل شده تابعی از ارتفاع و نوع آنتن و توان ارسال شده و مشخصه محلی زمین است. آنتنهای ایستگاه پایگاه دارای دسته‌های مختلفی هستند که آنها را مرور می‌کنیم:
طراحی شبکه های رادیویی
تشعشع کننده عمودی
تشعشع کننده عمودی در ساده‌ترین شکل نظیر یک است که بالای یک صفحه زمین قرار گرفته ، در حضور یک صفحه زمین هادی کامل نامحدود تصویر یک را آینه‌وار نشان می‌دهد و یک تشعشع در نیمکره فوقانی ایجاد می‌کند که با میدانی که از یک دو قطبی در فضای آزاد بدست خواهد آمد، یکسان است.
آنتن صفحه زمین
در طراحی شبکه های رادیویی چون آنتنهای تک قطبی ایستگاه پایگاه معمولا روی دکل‌هایی در بالای ساختمانها نصب می‌شوند یک صفحه زمین کاملا هادی حضور نخواهد داشت. در غالب موارد صفحه زمین توسط سیمهایی که از پایه تک قطبی بطور افقی کشیده می‌شود شبیه سازی می‌شود. سیمهای صفحه زمین معمولا از نظر تعداد چهار عدد و به طول 0.28λ و 0.30λ هستند که λ طول موج هست.
طول بهینه غالبا می‌تواند بطور تجربی برای ایجاد یک حداکثر پترن تشعشع عمودی در صفحه افقی انتخاب شود. با افزودن یک بخش زمین شده به موازات تک قطبی که تشکیل تک قطبی تاشده را بدهد نمونه بهتری ایجاد می‌شود. پهنای باند آرایش تاشده ذاتا از سیم تکی بیشتر است، در صورتی که قطر دو قسمت تاشده مساوی باشد، مقاومت تشعشع چهار برابر خواهد شد.
آنتنی که به دامن تبدیل شده است
اگر چه یک قطبی ربع مربع موج (طول آن λ/4) بالای یک صفحه زمین نظیر یک در فضای آزاد رفتار می‌کند. تصاویر شعاعی میله‌های زمین گاهی از نظر فیزیکی قابل ایراد هستند، علاوه بر آن میله‌های زمین دکل را حفاظت می‌کند و مانع تحریک عناصر پارازیتی که برای تشکیل آراسین‌ها با بهره بالا مورد نیازند می‌شود. آنتن هم محوری که به شکل دامن ساخته می‌شود با استفاده از یک دامن برای تشکیل نیمه تحتانی دو قطبی و یک خفه کن برای مجزا ساختن آنتن از دکل نظیر یک دو قطبی الکتریکی در فضای آزاد رفتار خواهد کرد.
داخل دامن یک اتصال کوتاه شده است که در پایه دامن ، امپدانس زیادی ایجاد خواهد کرد، اثر این امپدانس زیاد ایجاد یک اختلاف پتانسیل بین دو سر باز دامن است و موجب می‌شود در نیم‌موج باقیمانده با بخش فوقانی هم فاز شود. تعداد دو دامن یا حتی بیشتر ممکن است به دکل اضافه شود، اما کاهش تحریک بخش‌های تحتانی تاثیر هر دامن اضافی را کم می‌کند. خفه کن یک دامن هست که وارونه شده و روی یک ربع موج زیر پایینترین دامن نصب می‌شود. این عنصر دو نقطه با امپدانس بالا را به فاصله یک ربع موج از هم تراز می‌دهد و چون کوتاهترین عنصر در حال تشدید یک نیم موج است از این بخش هنوز هم تحریک کمی وجود خواهد داشت.
آنتنهای جهتی
پوشش همه جهتی نوع مطلوب است ولی وقتی که ارتباطات در طول مسیر معینی نظیر یک خط لوله یا مسیر یک راه آهن باشد، ضرورتی فرعی برای یک پترن دو جهتی وجود خواهد داشت. یک نوع پوشش شبیه دلوار و هنگامی مورد نظر است که ناحیه‌ای که باید پوشش گیرد دایره‌ای باشد، اما ایستگاه پایگاه باید در نزدیکی آن واقع شود. این وضعیت وقتی که ارتفاع محلی که برای نصب آنتن بکار رفته تپه بلندی است که از یک ساختمان بلند ، نسبتا بلندتر است رخ می‌دهد.
معمولترین آرایشهای انواع آنتن که برای شکل دادن این پترنها بکار می‌روند، نوع دیگر آنتن دو جهتی ، شامل یک زوج دو قطبی است که تقریبا به فاصله 0.2λ از هم قرار گرفته و از زوج یک بخش نیم موج اضافی خط بین یکی از آنتنها و نقطه اتصال خط به آنتن دیگر یک 180 درجه است. بنابراین سیگنالها عریض جانبی در آنتن منفرد همفاز می‌رسند و در نقطه اتصال حذف می‌شوند، در صورتیکه سیگنالهای داخلی در خط مشترک تقریبا بطور هم فاز ترکیب می‌شوند نوع سوم از آنتنهای جهتی آنتن یک جهتی است. آنتن مارپیچی تنها آنتن رایج یک جهتی است که را بکار نمی‌گیرد، پترن که پلاریزاسیون دایره‌ای دارد حول محورش با تقریب زیاد متقارن است. در مقایسه با انواع قبلی باید این آنتن کاملا وسیع باشد.
آنتنهای متحرک
لازمه آنکه آنتنی قابلیت کار در یک خودرو متحرک را داشته باشد انتخاب انواع آن را شدیدا محدود می‌کند. برای قرار دادن آنتن روی خودرو امکانات بسیاری وجود دارد، محل قرار دادن معمولا تعیین کننده نوع آنتن مناسب خواهد بود.
آنتن سقفی
شامل آنتنهایی است که روی سطح مسطح یک خودرو نظیر سقف یک اتومبیل یا قطار یا واگن باری و ... نصب می‌شود. چنین سطحهایی صفحه‌های زمین خوبی هستند و باعث می‌شود تا یک قطبی سقفی ربع موج انتخابی ایده‌آل برای آنتن باشد. در باند یک تک قطبی ربع موج که طول آن 18 اینج باشد یک آنتن عالی است.
آنتنی که روی سپر نصب می‌شود.
تک قطبیهای ربع موجی سقفی به سبب ارتفاعشان در باند پایین برای غالب خودروهای شهری غیر عملی هستند، در نتیجه آنها را در قسمت جلو یا عقب خودرو و معمولا در مورد اتومبیل روی سپر عقب نصب می‌کنند. نامتقارن بودن خودرو نسبت به آنتن و فقدان صفحه زمین کافی منجر به عملکردی می‌شود که با نصب خاصی تغییر خواهد کرد. برای باند جهت نصب روی سپر نسبت به سقف مناسب‌ترند.
طراحی شبکه های رادیویی آنتنی که روی باد گیر نصب می شود.
غالب اتومبیلها ، آنتنهای باند پخش را روی بادگیر یا سطح عقب روی مخزن دود نصب می‌کنند. در بعضی کاربردها مطلوب آن است که آنتنهای UHF و VHF را به همین طریق نصب کرد، حتی در صورت امکان ، گارکود آنها را ترکیب کرد. نمونه چنین کاربردی است که برای استفاده ارگانهای مجری قانون که مایلند تا از آشکارسازی نمایش یک آنتن که قبلا برای ارتباط UHF و VHF طراحی شده اجتناب ورزند، بکار می‌رود. تلاش بسیاری در جهت تکمیل یک آنتن با بهره بالا که روی بارگیر نصب شود به عمل آمده ، اما هنوز تفوق چشمگیری بر آنتن سقفی حاصل نشده است.