Tipos de Antenas, Lt's e Onda Estacionaria, Outro de Teoria e Análise de Antena. Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
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wellington_toledo20 de Maio de 2017

Tipos de Antenas, Lt's e Onda Estacionaria, Outro de Teoria e Análise de Antena. Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)

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UNIÃO DAS FACULDADES DOS GRANDES LAGOS

CURSO ENGENHARIA ELÉTRICA

AILTON SILVA DUARTE

ANTÔNIO CARLOS BOCALETE FILHO

VANDERLEY RODRIGUES DE SOUZA JUNIOR

WELLINGTONDE SOUZA TOLEDO

ANTENAS

9º PERÍODO

São José do Rio Preto, 2017

RESUMO: Este trabalho consiste em apresentar os vários tipos de antenas existentes, suas características e suas utilizações em diversos seguimentos e locais. Explicações diversas sobre linhas de transmissão suas utilizações e ondas estacionarias.

1 INTRODUÇÃO: O italiano Guglielmo Marconi (1874-1937) em 1906 foi quem inventou a antena. Dispositivo para a captação ou irradiação de ondas eletromagnéticas. È formada por conjunto de fios suspensos a certa altura, colocados em torres, ou no alto dos edifícios. Antena recebe e transmite ondas eletromagnéticas. Estas ondas propagam-se no espaço sem necessidade de fios condutores. Os primeiros testes para seu desenvolvimento foi utilizado arame esticado, depois com o desenvolver da tecnologia as antenas foram ganhando formatos e aperfeiçoamento na sua tecnologia.

2 TIPOS DE ANTENAS: existe vários tipos de antenas, cada uma com sua linha de aplicação para maior rendimento tanto na transmissão quanto na recepção, visando assim sempre o quanto menos de percas e atingindo assim o Maximo de performance e qualidade do equipamento no momento da transmissão. Abaixo alguns modelos e suas características e funcionalidades.

2.1 ANTENA MONOPOLO: Mono pólo diz respeito a uma antena que só tem uma parte física somente um pólo da antena. Na verdade, ela tem os dois, mas um é virtual. É isso o significado de antena mono pólo. Ela também recebe o nome de antena vertical, estas antenas estão presentes no nosso dia a dia no cotidiano. A antena vertical tem somente um pólo físico . Conseqüentemente, o sinal irradia em todas as direções constante mesmo com mudanças no seu posicionamento. A faixa de trabalho destas antenas dês das enormes ELF que são utilizadas nas frequências de 3.0hz a 30hz até as microscópicas mono pólos impressas freqüência de EHF 30ghz a 300ghz.

ELF: FREQUENCIA EXTRA BAIXA EHF: FREQUENCIA EXTRA ALTA

Modelos de antenas mono pólos

2.2 ANTENA DIPOLO: A antena dipolo é constituída de dois condutores , e o seu tamanho é proporcional ao da onda que se deseja captar , a antena tem dois monopólios no mesmo eixo central onde se encontra a conexão do equipamento eletrônico de seu uso.A antena dipolo pode ser utilizada tanto na vertical quanto na horizontal dependendo da polarização da onda eletromagnética , se a onda eletromagnética estiver na horizontal sua utilização

será na horizontal se a onda eletromagnética estiver na vertical sua polarização será na vertical. Dipolo de meia onda recebe este nome porque o comprimento total da antena de ponta a ponta é a metade do comprimento da onda usada na transmissão ou recepção

ANTENAS DIPOLO

2.3 ANTENAS YAGI: Esta antena tem este nome por ter sido desenvolvida por Hidetsugu Yagi, professor da Universidade de Tohoku, Japão, e por seu colega e assistente Shintaru Uda . Esta antena consiste em um dipolo e outros elementos que recebem o nome de parasíticos (refletores ou diretores). O refletor necessita ser maior que o dipolo no caso da mesma estiver no sistema irradiante com a finalidade de refletir. No caso da antena yagi o receptor é colocado na direção contraria a propagação da onda eletromagnética. A polarização desta antena é de acordo com a necessidade tanto na horizontal quanto na vertical.

Antena yagi: de toda esta haste apenas duas faz o papel de captar o sinal

2.4 ANTENAS PARABOLICA: Antena parabólica é a mais vista a mais comum entre todas, a antena parabólica tem este formato padrão que recebe o sinal vindo do satélite e o direciona direto para o centro onde se encontra o lnb, qualquer sinal forte ou fraco que chegue há antena parabólica é direcionado para o mesmo local por isso toda essa eficiência mesmo com sinais baixos. LNB (Low Noise Block) CONVERSOR DE BAIXO RUIDO: equipamento responsável por receber sinais e fazer uma redução da freqüência para que chegue ate o receptor.

Modelos de antenas parabólicas

2.5 ANTENAS EM LENTES: As antenas em lentes são utilizadas para o alinhamento do feixe em freqüências maiores que 3ghz. Estas antenas são fabricadas em poliestireno, mas são empregados outros materiais. O funcionamento desta antena consiste que os raios das bordas sofrem uma maior refração do que aqueles próximos ao centro deste modo o feixe é alinhado.

Antena de lente

2.6 ANTENAS HELICOIDAIS: Antenas de formatos cilíndricos ou cônica sendo sua estrutura base plana terra, transformador de impedância e helicóide. Característica principal são polarização circular e largura de faixa de operação, mantendo o ganho sempre Maximo e a impedância constante.

Antena helicoidal.

3.1 LINHAS DE TRANSMISSÃO: Finalidade de seu desenvolvimento, transferir sinal eletromagnético por um meio físico usando linhas e cabos de variadas características, entre a fonte ate a carga. Alguns exemplos são as interligações entre a antena da sua residência ate o seu aparelho de TV ou interligação da sua antena de internet ate o seu roteador etc. são muito as aplicações.

3.2 TIPOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO: As linhas de transmissão são divididas em dois grupos o SIMETRICO (BALANCEADO) e o ASSIMETRICO (NÃO BALANCEADO)

3.2.1 LINHA SIMETRICA: A linha se torna simétrica porque ambos os condutores são iguais e ambos transportam o sinal com uma defasagem de 180 graus de um para outro, e nenhum dos dois condutores esta ligado diretamente a terra.

3.2.2 LINHA ASSIMETRICAS: Nas linhas assimétricas os condutores são desiguais e concêntricos, o condutor malha neste caso serve para blindar e esta no mesmo potencial da terra, enquanto o condutor central transporta a corrente.

OBS: Tanto a fita quanto o cabo coaxial é indicado para freqüências muito baixas e ate 4ghz acima disto o sinal sofre grandes atenuações e não convêm suas utilizações.

3.3 IMPEDANCIA CARACTERISTICA: Na linha de transmissão percorrida por uma corrente alternada devemos levar em conta não só há as resistências próprias dos condutores e do isolamento. Se deve levar em conta as capacidades entre os condutores (que depende do seu diâmetro, da sua distancia e da constante dielétrica do seu isolante) Duas indutâncias, visto que a corrente alternada cria um campo eletromagnético variável e gera uma tensão induzida que se opõe a passagem desta corrente pela linha. Cada linha de transmissão tem uma impedância característica que depende da sua construção física EX: material utilizado distancia entre os condutores, tipos de dielétricos etc.

3.4 ATENUAÇÕES: Em uma linha de transmissão, se compararmos o sinal de entrada da linha com o sinal em qualquer outro ponto da linha iremos percebe que o valor médio vai ser menos, diz então que o sinal sofreu uma atenuação.As causas prováveis em dc ou nas freqüências baixas são as resistências serie do cabo como essa resistência é baixa a atenuação é baixa, por outro lado como a impedância é independente da freqüência tudo levaria a crer q a atenuação da linha também deveria ser independente da freqüência mas não é. As altas freqüências os elétrons circulam pela superfície do cabo efeito chamado de efeito pelicular, assim um condutor percorrido por alta freqüência assemelha se a um condutor ocado, a sua secção utilizada do fio fica muito restrita aumentando a sim sua resistividade ôhmica. Em virtude do efeito peculiar a atenuação sobre este determinado cabo é muito grande. Outra causa de atenuação são as correntes de fuga nos isolantes. Quanto maior a espessura do isolante entre os condutores menos percas. E por ultimo mais um dos motivos das atenuações a radiação de linhas, se o afastamento entre os condutores for respectivamente pequenos relacionados a onda que o percorre. Quando distância entre os condutores é da ordem do comprimento da onda as perdas por radiação se tornam muito elevadas e tem um aumento significantes nas atenuações.

3.5 GUIA DE ONDA: O guia de onda constitui em um tubo metálico de secção geralmente retangular, as seções retangulares e elípticas também são utilizadas. A onda eletromagnética caminha por dentro do guia de onda refletindo nas paredes fazendo um ziguezague de modo que a velocidade é menor que a do ar livre. A onda dentro do guia não é uma onda plana, pois junto as paredes do condutor o campo elétrico é reduzido a zero, o campo é Maximo no centro e cai a zero próximos as paredes.

3.6 ONDAS ESTACIONARIA: Onda estacionaria definição: são aquelas obtidas pela interferência de duas ondas iguais que se propagar no mesmo meio e em sentidos contrários. Entendemos por ondas igual aquelas que são da mesma freqüência mesma amplitude mesmo comprimento e onda mesma velocidade. Uma linha de transmissão corretamente terminada tem uma impedância de entrada constante, independentemente da freqüência ou do comprimento da linha, será a mesma enxergada pelo gerador mesmo oscilando a freqüência do gerador ou qualquer que seja o comprimento da linha, esta condição tem o nome de linha casada. Já para qualquer outra impedância diferente que venha a ocorrer a reflexão e parte da potencia retorna ao gerador, se ocorre quando a linha não esta casada. OBS: Na condição de descasamento a impedância de entrada da linha depende não somente da carga, mas em si do comprimento da linha e da separação elétrica entre gerador e carga. . Esse tipo de onda é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nodos, e pontos máximos também fixos, chamados de antinodos.

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