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 των βασικών αρχών λειτουργίας των ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων ασύρματων επικοινωνιών, της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού και τις εφαρμογές του στις μεταδόσεις των ηλεκτρομαγνητικών σημάτων που μεταφέρουν την πληροφορία, καθώς και των κεραιών. Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι εκπαιδευόμενοι είναι σε θέση:

• να κατανοούν τις βασικές αρχές διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και να αναγνωρίζουν, να περιγράφουν και να διακρίνουν τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
• να περιγράφουν τους φυσικούς νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού με κατάλληλα μαθηματικά εργαλεία
• να αναγνωρίζουν τις κεραίες ως τη διεπαφή των συστημάτων με τα μέσα μετάδοσης
• να διακρίνουν τον τύπο μιας κεραίας και να κατανοούν και να εξετάζουν τα βασικά χαρακτηριστικά των κεραιών
• να υπολογίζουν μεγέθη που χρησιμοποιούνται στα ασύρματα συστήματα
• να σχεδιάζουν βασικές ασύρματες ζεύξεις

Με την εργαστηριακή ενασχόληση οι φοιτητές θα μπορούν:

• να κατανοούν τα φυσικά φαινόμενα με τη χρήση των μαθηματικών εργαλείων
• να αναγνωρίζουν και να εφαρμόζουν τη θεωρία σε πραγματικά προβλήματα
• να χειρίζονται επαγγελματικά εργαλεία μέτρησης κεραιών

Δεν απαιτούνται.

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

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

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

1. C. A. Balanis, «Κεραίες - Ανάλυση και Σχεδίαση», Εκδόσεις ΙΩΝ.
2. J.D. Kraus and D.A. Fleisch, Electromagnetics with Applications, 5th Edition, McGraw Hill, 1999.
3. Herbert P. Neff, Introductory Electromagnetics, John Wiley & Sons, 1991.
4. C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, Second Edition, John Wiley, 1997.
5. J.D. Kraus, Antennas, Second Edition, Mc Graw-Hill, 1988.
6. Theodore Rappaport, Wireless Communications, Principles and Practice, Prentice Hall, 1996.

Η κύρια διδακτική μέθοδος που ακολουθείται είναι οι παραδόσεις θεωρίας διά ζώσης μέσα στην αίθουσα. Οι παραδόσεις γίνονται με ηλεκτρονικό πρόγραμμα παρουσιάσεων, χρησιμοποιώντας φορητό Η/Υ, με κατάλληλη οθόνη προβολής και τρίποδο προβολής. Χρησιμοποιούνται διαδραστικές εικόνες και βίντεο για την επαρκής κατανόηση των αντικειμένων του μαθήματος. Επιπλέον, παραδόσεις γίνονται στον πίνακα με επίλυση προβλημάτων και ασκήσεων. Γίνεται χρήση λογισμικού συστήματος ασύρματης μάθησης (eclass). Όλες οι παρουσιάσεις, λυμένες ασκήσεις, πολυμεσικό υλικό, σημειώσεις, ασκήσεις προς παράδοση, εργαστηριακές ασκήσεις, ανακοινώσεις, σύνδεσμοι, κ.λπ. ανανεώνονται συχνά στο eclass.
Στο εργαστήριο οι φοιτητές εξοικειώνονται με τα εργαστηριακά όργανα και τα διαφορετικά είδη κεραιών και εκτελούν συγκεκριμένες ασκήσεις για την καλύτερη κατανόηση της θεωρίας.

• Σειρές Ασκήσεων: 10%
• Εργαστήριο: 20%
• Γραπτή Τελική Εξέταση: 70%

Πρόσωπο με πρόσωπο