Τα ρεύματα που ρέουν σε κοντινή απόσταση με
τα ρεύματα επιστροφής, ονομάζονται ρεύματα κοινής λειτουργίας. Τα ρεύματα
κοινής λειτουργίας προκαλούν σύζευξη μεταξύ των αγωγών. Αποτελέσματα αυτών είναι
RFI* και EFI**.
*(Radio Frequency Interference),
**(Electromagnetic Interference).
Ένα παράδειγμα που θα μπορούσαμε να παρουσιάσουμε
για να γίνει αντιληπτό τι είναι αυτά, θα αναφέρουμε την κάθοδο από ομοαξονικό
καλώδιο (coaxial). Σε αυτό υπάρχουν δύο διαδρομές για το ηλεκτρικό ρεύμα (δύο
εμφανείς αγωγοί), ο κεντρικός αγωγός και η θωράκιση (εξωτερικό πλέγμα). Στην
πράξη όμως δεν είναι δύο αλλά τρεις: ο κεντρικός, η εσωτερική επιφάνεια της
θωράκισης και η εξωτερική επιφάνεια αυτής. Το ηλεκτρικό ρεύμα της εκπομπής έχει
δύο πόλους θετικό και αρνητικό και ωθείται από τον πομποδέκτη μέσω του
κεντρικού αγωγού και της θωράκισης του ομοαξονικού, αλλά όμως από την εσωτερική
επιφάνεια αυτής. Επομένως τα δύο ηλεκτρικά οδεύοντα ρεύματα διέρχονται μέσω του
κεντρικού αγωγού του coaxial και από την εσωτερική επιφάνεια της θωράκισης. Τα
δύο αυτά ρεύματα βρίσκονται σε σύζευξη και δεν ακτινοβολούν έξω από το
ομοαξονικό. Η θωράκιση όμως είναι συνδεδεμένη στο ένα σκέλος του διπόλου και
έτσι γίνεται διπλός αγωγός, μεταφέρει πίσω στον πομποδέκτη ένα τρίτο ρεύμα (το ανακλώμενο)
λόγω κακού συντονισμού του διπόλου ή κακής προσαρμογής αντιστάσεων κεραίας και
καθόδου. Έτσι η εξωτερική επιφάνεια της θωράκισης της καθόδου έχει μετατραπεί
σε κεραία και εκπέμπει παρασιτικές ραδιοσυχνότητες (RF) λόγω αυτού του ανακλώμενου
ρεύματος (reflected). Τα ρεύματα κοινής λειτουργίας δεν κατανέμονται ομοιόμορφα
στους αγωγούς του ομοαξονικού. Καταλαβαίνουμε με αυτά ότι το επιδερμικό
φαινόμενο δημιουργεί δύο αγωγούς στη θωράκιση γιατί ακριβώς υπάρχουν δύο
επιφάνειες (εσωτερική και εξωτερική). Εμείς λοιπόν πρέπει να μπλοκάρουμε το
τρίτο αυτό ρεύμα (ανακλώμενο) που διέρχεται από την εξωτερική επιφάνεια της
θωράκισης προς τον πομποδέκτη με ένα BalUn 1:1 ή με οποιαδήποτε άλλη διάταξη (RF
choke, RF line isolator, snap on ferrites), ώστε να αποφευχθούν τα δυσάρεστα αποτελέσματα,
(RFI, EFI).
Σε
ισοσταθμισμένες γραμμές μεταφοράς (καθόδους δύο παράλληλων
αγωγών με αποστάτες π.χ. ladder lines) δεν υπάρχει τρίτος αγωγός για να διέλθει
ρεύμα κοινής λειτουργίας. Τα ρεύματα είναι μόνο διαφορικά στους δύο αγωγούς. Ιδανικά,
τα ρεύματα στους δύο αγωγούς ρέουν σε αντίθετες κατευθύνσεις, με ίσο μέγεθος, δημιουργώντας
ένα ισορροπημένο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που ακτινοβολεί αποτελεσματικά από την
κεραία. Όμως μπορεί να υπάρξει ανακλώμενο και να διέλθει προς τον
πομποδέκτη από τους δύο αυτούς αγωγούς έτσι το ρεύμα κοινής λειτουργίας είναι
το ρεύμα που ρέει προς την ίδια κατεύθυνση και στους δύο αγωγούς. Αυτό
μπορεί να συμβεί λόγω διαφόρων παραγόντων, όπως μία μη ισορροπημένη κεραία, μία
αναντιστοιχία σύνθετων αντιστάσεων μεταξύ κεραίας και γραμμής μεταφοράς (κάθοδος)
ή με την παρουσία κοντινών αγώγιμων αντικειμένων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει
σε ανεπιθύμητη ακτινοβολία από την ισοσταθμισμένη γραμμή τροφοδοσίας, αυξημένη
απώλεια σήματος και πιθανές παρεμβολές σε άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
Αν λάβουμε υπόψη μας ένα δίπολο το οποίο είναι συντονισμένο σε κάποια συχνότητα με ελάχιστα στάσιμα, τότε υπάρχει ανακλώμενο ρεύμα και η κάθοδος γίνεται μέρος του διπόλου αυξάνοντας το μήκος του και εκπέμποντας και αυτή ραδιοσυχνότητα. Αυτό μειώνει την απόδοσή του και τροποποιεί το διάγραμμα ακτινοβολίας του. Τώρα γίνεται κατανοητό γιατί η κάθοδος της Carolina Windom έχει συγκεκριμένο μήκος μέχρι το BalUn 1:1.
Αποτελέσματα
ρευμάτων κοινής λειτουργίας:
Απώλεια
σήματος: Το ρεύμα κοινής λειτουργίας, στη γραμμή
τροφοδοσίας, αντιπροσωπεύει απώλεια ισχύος σήματος που δεν φτάνει στην κεραία,
λόγω ανάκλασης στην είσοδό της.
Θέρμανση
καθόδου: Σε ορισμένες περιπτώσεις, το ρεύμα κοινής
λειτουργίας μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση της γραμμής τροφοδοσίας,
ενδεχομένως καταστρέφοντάς την ή ακόμη και προκαλώντας πυρκαγιά.
Προβλήματα SWR: Το ρεύμα κοινής λειτουργίας μπορεί να επηρεάσει τον λόγο στάσιμου κύματος (SWR) στη γραμμή τροφοδοσίας, καθιστώντας πιο δύσκολο τον συντονισμό της κεραίας και ενδεχομένως μειώνοντας την απόδοση.