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maria-clara-lisboa-faria
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ANTENAS
INTRODUÇÃO
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.
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
•
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
Parâmetros fundamentais das antenas
• Relação do campo E e campo H
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.
Parâmetros fundamentais das antenas
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 .
Parâmetros fundamentais das antenas
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
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.
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 .
Parâmetros fundamentais das antenas
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
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 .
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
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 .
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.
Parâmetros fundamentais das antenas
24. .r
O ângulo sólido corresponde a todaA superfície da esfera e é obtido pelaIntegração nos limites 0
0 2
Parâmetros fundamentais das antenas
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
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
Parâmetros fundamentais das antenas
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.
Parâmetros fundamentais das antenas
Parâmetros fundamentais das antenas
Parâmetros fundamentais das antenas
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)