ANTENAS INTRODUÇÃO. Zona de Fresnel Um enlace de rádio é dito em visibilidade se não houver...
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ANTENAS
INTRODUÇÃO
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Zona de Fresnel• Um enlace de rádio é dito em visibilidade se não houver difração. Para
se determinar se o enlace há ou não refração é necessário se calcular os limites da primeira zona de Fresnel.
• Para definir zonas de Fresnel, é necessário visualizar a figura abaixo onde d é a distância entre o transmissor e o receptor, d1 é a distância do transmissor ao ponto P e d2 é a distância entre o ponto P e o receptor.
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O que é uma antena • É um dispositivo ,geralmente metálico ,que emite e/ou
recebe ondas eletromagnéticas. Tem o objetivo de fazer a transição entre a propagação
guiada ( guia de onda ou cabo coaxial,linha de transmissão)e a propagação no espaço livre
•
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Todos os fenômenos eletromagnéticos regem-se pelas equações de Maxwell e pela equação da continuidade.
• Não existe campo E sem campo H e vice-versa
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Relação do campo E e campo H
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Diagrama de Radiação• O diagrama de radiação é definido como
sendo a função matemática ou a representação gráfica das propriedades de radiação da antena em função das coordenadas espaciais (pode ser cartesiana ou esferica).Pode ser uma representação de campo ,intensidade de radiação ,ganho etc.
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Antena Isotrópica• É uma fonte pontual sem perdas que radia
potência igualmente em todas as direções (onda esférica).Uma antena isotrópica é um caso ideal que não é fisicamente realizável .No entanto é tomado como referencia para a expressão das propriedades de diretividade das antenas .
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Antena Direcional• É uma antena que tem a propriedade de radiar ou receber ondas
eletromagnéticas mais eficientemente em algumas direções .
Na figura ao lado temos diagrama de radiação de uma antena que é direcional em um plano perpendicular a xy e não direcional no xy
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Antena Omnidirecional • É uma antena que tem um diagrama de radiação não direcional em um
plano e um diagrama de radiação em qualquer plano perpendicular.
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Lóbulos do diagrama de radiação• Um lóbulo de radiação é uma parte do
diagrama de radiação delimitado por regiões de relativa baixa intensidade de radiação
• Os lóbulos podem ser classificados como maior ou principal ,laterais ou traseiros .
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Regiões de radiação O espaço que rodeia uma antena é normalmente dividido em três regiões :
• Campo próximo reativo
• Campo próximo radiante
• Campo distante
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Campo próximo reativo • Definido como a parte do campo próximo onde o
campo reativo predomina ,considera-se que esta zona existe a uma distancia :
Onde :R é a distância à superfície da antena , é o comprimento de onda e D a maior dimensão da antena .
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Campo próximo radiante • Definida como a região do campo de uma antena que fica entre a
região reativa e o campo distante .Nesta zona a distribuição angular do campo depende da distância à antena .Considera-se que esta zona existe dentro dos seguintes limites :
Se a antena tem uma dimensão máxima que não é grande quando comparada com o comprimento de onda ,esta zona pode não existir
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Campo distante
• É definido como a região onde o campo gerado pela antena tem uma distribuição angular que é essencialmente independente da distância à antena .
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Radiano e EsteradianoA medida de um ângulo plano é o radiano que é
definido como o perímetro de um arco de circunferência com raio igual a 1.
A medida de um ângulo sólido é o esteradiano que é definido como a área da superfície de um cone de uma esfera com raio igual a 1.
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Parâmetros fundamentais das antenas
24. .r
O ângulo sólido corresponde a todaA superfície da esfera e é obtido pelaIntegração nos limites 0
0 2
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
22
0 0
220 0
2
2
2
.
. ` cos
. 2 0 ` cos cos 0
. .2 .2
. .4.
rad
rad
rad
rad
rad
P Sr r d sen d
P Sr r
P Sr r
P Sr r
P Sr r
Onde :Sr densidade de potencia W/mr raio mPrad potencia radiada W
24. .radPSrr
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Campo elétrico a uma distancia r da fonte
22
0
0
1 .4. . 2.
120. ( )
60.( / )
rad
rad
PSr E
r
PE V m
r
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Cálculo da diretividade de uma antena isotrópica2
2
.4. .P
P4. .
1
Sr rDrad
radmas Sr substituindor
D
D=1 ( diretividade de uma antena isotrópica)Em dbD = log Do D=0 dB.
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
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Parâmetros fundamentais das antenas
• Largura de feixe a meia potência ou a 3dB
• Definição: Num plano que contem o máximo de radiação ,é o ângulo feito pelas duas direções segundo as quais a potencia radiada caí para metade do seu valor máximo.HPBW( HALF POWER BEAM WIDTH)