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Antenas
Ewaldo LuIz de Mattos MehlUniversidade Federal do Paraná
TE155-Redes de Acesso sem Fios
Departamento de Engenharia Elé[email protected]
Antenas
TE155-Redes de Acesso sem Fios
• Ondas Eletromagnéticas• Linha e Antena
Antenas
• Linha e Antena• Cálculos em dB / dBi• Antenas para WiFi & WiMAX
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TE155-Redes de Acesso sem FiosOndas Eletromagnéticas - OEM
TE155-Redes de Acesso sem FiosLinhas de Transmissão
TE155-Redes de Acesso sem FiosAntenas
TE155-Redes de Acesso sem Fios
Cálculos em Decibel (dB)
• Uso de grandezas em dB simplifica os cálculos.• dB é usado em rádio-freqüência porquê as potências estendem-se em uma faixa muito ampla de valores.• Dobrar a potência de transmissão = aumentar a saída em 3 dB• Potência de Saída de um rádio: em dBm (dB milliwatts = dBm) Transmissor de 500mW = saída de 27 dBmT ansmisso de 1W saída de 30 dBmTransmissor de 1W = saída de 30 dBm
Transceptores de WiFi (2.4 GHz):Valor típico de um Cartão PCMCIA: 15dBm (30 mW)Valor típico de um Acess Point: 23 dBm (200 mW)
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Conversão de dBm para watts
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dBi
• Ganho de uma Antena: medido em dBi• dBi = “decibéis em relação à antena isotrópica”• Ganho da antena isotrópica: 0 dBi• Conforme a geometria da antena o ganho pode ser muito elevado, podendo ser superior a 30 dBi (isso significa que estamos CONCENTRANDO a potência de transmissão de um rádio através da antena)• Exemplo:Rádi 1 W d íd 30 dBRádio com 1 W de saída = 30 dBmAntena com ganho de 24 dBi ligada na saída do rádioTotal: 30 dBm + 24 dBi = 54 dB= MAIS DE 200W DE POTÊNCIA !!!
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Antena Isotrópica (0 dBi)
24 RP
APD isotrópicaP ==
Dp = Densidade de PotênciaR
24 RAeisotrópicaP π
GG = Concentração em uma direção
24 RPGD
antenap π=
⎟⎞
⎜⎜⎛ ⋅
⎞⎜⎛ 24l10l10 R
GPD
G antenaP π
⎟⎟⎠
⎜⎜⎜
⎝
=⎟⎠
⎜⎜
⎝=
2
1010
4
4log10log10
RPR
DG
isotrópica
antena
P
PdBi
π
π
( )GGdBi 10log10 ⋅=
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Antenas ReaisNa prática a potência não se irradia da antena de forma totalmente concentrada
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Polarização de Antenas
E I t id d d C Elét iE = Intensidade de Campo ElétricoH = Intensidade de Campo Magnético
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Diagrama de Irradiação de uma AntenaÉ uma representação gráfica da forma como energia eletromagnética se distribui no espaço.
O diagrama pode ser obtidotanto pelo deslocamento deuma antena de prova emtorno da antena que se estámedindo, como pela rotaçãodesta em torno do seu eixo,enviando os sinais recebidosa um receptor capaz dediscriminar com precisão adiscriminar com precisão afreqüência e a potênciarecebidas
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Câmera Anecóica de RF
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Diagrama de Irradiação de uma Antena
Diagrama de Irradiação
A curva azul representa a energia irradiada em cadadireção em torno da antena.
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Diagrama de Irradiação de uma Antena
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Diagrama de Irradiação de uma Antena
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Diagrama de Irradiação de uma Antena
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Ângulos de meia potência de uma Antena
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Largura de Banda de uma Antena
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Antena Omnidirecional
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Antena Omnidirecional
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Comparação entre Antenas Omnidirecionais
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Antena Yagi (Uta-Yagi)1929 - Hidetsugu Yagi & Shintaro Uta
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Grades e Parábolas (Antenas com Refetores)
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Grades e Parábolas (Antenas com Refetores)
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Grades e Parábolas
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Grades e Parábolas
Focal Point
Off set
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Grades e Parábolas
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Patch Antennas
8dBi
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Patch Antennas
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Antenas Helicoidais
• Polarização circular• Muito utilizadas em comunicação via satélite
A li ã i i l GPS• Aplicação principal: GPS
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Antenas Setoriais
• Geralmente construídas com uma antena omnidirecional e um refletor metálico
P d f it t bé t h t• Podem ser feitas também como patch antennas• Várias antenas setoriais podem ser instaladas lado a lado para cobrir um setor maior ou até mesmo 360o
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Antenas + Enlace