Componentes eletrônicos, Comunicações sem fio, Luz, Magnetismo, Telecomunicações

Antenas (Parte 2)

Esta é a segunda parte das antenas. Serão mostrados outros parâmetros e alguns tipos de antenas.

Clique aqui para ver a primeira parte.

Antenas (Parte 1)Clique aqui

Outros parâmetros

  • Relação Frente-Costa (RFC): É a relação entre a energia irradiada na direção principal de propagação da antena P_{m} e a energia na direção oposta P_{op}.

RFC=\frac{P_{m}}{P_{op}}

RFC(dB)=10log(\frac{P_{m}}{P_{op}})

O maior lóbulo no diagrama de irradiação sempre fica na direção principal de propagação.

  • Eficiência de abertura: É a relação entre a área efetiva A_{eff} e a área física A_{p}. Área efetiva é a razão entre a potência recebida pela antena P_{T} e a densidade de potência incidente W_{i}.

\varepsilon _{A}=\frac{A_{eff}}{A_{p}}

A_{eff}=\frac{P_{T}}{W_{i}}

O espaço ao redor da antena é dividido em três campos:

  • Campo próximo reativo (Near field reactive): É a região dominada pelo campo não-irradiante ou reativo. Os campos elétricos e magnéticos estão 90º fora de fase um do outro devido aos efeitos indutivos e capacitivos da antena. R é a distância da antena, D é o diâmetro ou comprimento da antena e \lambda é o comprimento de onda.

R<0,62\sqrt{\frac{D^{3}}{\lambda }}

Para antenas pequenas em relação ao comprimento de onda, a aproximação da fronteira do campo próximo reativo é mostrada na equação abaixo.

R<\frac{\lambda }{2\pi }

  • Campo de Fresnel ou próximo radiante: É a transição entre os campos reativo e irradiante. Nesta região, o padrão de radiação muda com a distância. Esta é a faixa de distância.

0,62\sqrt{\frac{D^{3}}{\lambda }}<R<2\frac{D^{2}}{\lambda }

  • Campo distante (Far field): Dominado pelo campo irradiante, os campos elétrico e magnético estão em fase.

R>2\frac{D^{2}}{\lambda }

Antenas Cloverleaf e helicoidal

Existem vários tipos de antenas, neste post explicarei estes dois tipos. Esta é a antena Cloverleaf, pode ter 3 ou 4 pétalas ou loops de fio.

É uma antena omnidirecional circularmente polarizada e seu diagrama de irradiação é semelhante ao do dipolo. Tem ganho baixo e é melhor para transmissão do que para recepção. O diâmetro desta antena é a metade do comprimento de onda.

As antenas Cloverleaf são usadas em sistemas MIMO e em comunicação com drones. Abaixo é a antena helicoidal.

É uma antena direcional, o fio em espiral produz uma onda polarizada circularmente.

GIF

Têm banda de frequência larga e é fácil de construir, porém a eficiência diminui com o aumento do número de voltas. O padrão de irradiação depende das dimensões da antena. Quando o diâmetro da antena é pequeno em relação ao comprimento de onda, o padrão é normal (a). Quando as dimensões são maiores que o necessário para o padrão (b), ocorre o modo (c).

São usadas nas bandas HF e VHF e comunicações com satélite, como este conjunto de antenas helicoidais.

O ângulo de inclinação determina as dimensões desta antena e é calculado desta forma.

\alpha =tan^{-1}\frac{S}{\pi D}

No próximo post de telecomunicações, falarei sobre os outros tipos de antenas.

 

 

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