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Campus Universitário de Viana Universidade Jean Piaget de Angola (Criada pelo Decreto nº44-A/01 de 6 de Julho de 2001)
Faculdade de Ciências e Tecnologias
TRABALHO DE TELECOMUNICAÇÕES E
TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO
ANTENAS EM GERAL
Autores:
Gelson Neto
Licenciatura: Engenharia Eletromecânica
4º Ano
Docente:
Viana, Março de 2019
Índice
INTRODUÇÃO.................................................................................................................
1 - DESENVOLVIMENTO...............................................................................................
1.1 – Desenho da Antena............................................................................................... 4
Índice de Figuras
- 1.2 - Funcionamento das Antenas..................................................................................
- 2 - TIPOS DE ANTENAS................................................................................................. - 2.1 – Antenas de Rádio.................................................................................................. - 2.2 Antenas de Celular................................................................................................... - 2.3 Antenas de Transmissão de Televisão...................................................................... - 2.3.1 – Yagi – Uda....................................................................................................... - 2.3.2 – Log – Periódica................................................................................................ - 2.3.3 – Painel Dipolo................................................................................................... - 2.3.4 – Painel H ou Painel Duplo Delta....................................................................... - 2.3.5 – Super turn stile ou Batwing............................................................................. - 2.3.7 – Slot...................................................................................................................
- 2.4 – Antenas de Internet.................................................................................................
- 3 – Sugestões de Perguntas..............................................................................................
- CONCLUSÃO................................................................................................................. - BIBLIOGRÁFIA............................................................................................................
- Figura 1 – Campos eléctricos e magnético........................................................................
- Figura 2 – Cabo Coaxial....................................................................................................
- Figura 3 - Suporte autoportante e antenas FM..................................................................
- Figura 4 - Antena de rádios AM isoladores em seus estais...............................................
- Figura 5 - Antena de emissora de sinal............................................................................
- Figura 6 - Antena tipo Yagi..............................................................................................
- Figura 7 - Antena TV tipo log.........................................................................................
1 - DESENVOLVIMENTO
Antenas são equipamentos metálicos que têm o objectivo de captar ou emitir ondas
electromagnéticas. Cada antena apresenta uma determinada finalidade, operando em sua
respectiva banda.
A conceituação dos diversos tipos de antenas é muito ampla e neste texto adotaremos uma divisão bastante simplificada (mas não menos abrangente) em duas grandes famílias ou tipos de antenas onde podem ser classificadas as antenas que desejamos estudar.
1.1- Desenho da antena
O segredo da eficiência de uma antena é o seu desenho físico, este desenho irá determinar as características elétricas (RLC) da antena. A frequência do circuito equivalente RLC da antena deve ser o mais próximo possível da frequência do circuito do RF do transmissor.
Quando isto ocorre você diz que a antena e o circuito de RF estão casados.
Quando a antena está casada toda a energia do transmissor é transferida para a antena.
Quando uma parte da energia não é transmitida pela antena, esta energia é refletida pela linha de transmissão, esta energia não transmitida é considerada uma perda. A medição da energia transmitida e da energia refletida é uma forma de medir a eficiência de uma antena. Esta medição é chamada SWR (Stand Wave Radio) e é calculada pela razão entre a energia transmitida e refletida.
Uma forma comum de expressar esta grandeza é pela medição da energia na forma da tensão presente na saída do transmissor e da tensão refletida pela linha de transmissão (VSWR).
1.2 - Funcionamento das Antenas
As ondas eletromagnéticas são transmitidas na forma de campos elétricos e campos magnéticos irradiados pela antena. O entendimento completo do fenômeno requer um estudo mais aprofundado de ondas, como este não é objetivo deste trabalho, aqui será feito observações práticas sobre o tema.
Figura SEQ Figura * ARABIC 1 – Campos eléctricos e magnético
A figura mostra os campos elétricos e magnéticos ao redor de uma antena transmissora.
Uma antena pode ser construída simplesmente pela conexão do cabo coaxial da linha de transmissão em dois cabos em ângulo reto com a linha, como mostra a figura abaixo. Este tipo de antena é chamado de dipolo de meia onda.
Figura SEQ Figura * ARABIC 2 – Cabo Coaxial
A figura mostra uma antena simples.
A construção simples mostrada acima é suficiente para irradiar energia na forma de ondas eletromagnéticas pelo espaço, desde que os condutores separados possuem diferentes níveis de tensão isto é suficiente para gerar um campo elétrico (E), se a tensão for variável haverá a presença de um campo magnético (H). Estes campos são gerados simultaneamente pela antena transmissora e estão fisicamente desfasados de 90 graus um em relação ao outro, assim, quando o campo elétrico está no seu máximo valor o campo magnético está no seu mínimo.
Nas estações de radio AM usa – se a amplitude modulada para codificar informações. Na amplitude modulada, a amplitude da onda senoidal (sua voltagem pico – a - pico) muda. Por exemplo, a onda senoidal produzida pela voz da pessoa é colocada sobre a onda senoidal do transmissor para variar sua amplitude. A maneira de modular a voz do radialista nessa onda portadora é variar a amplitude da onda seno do transmissor. Numa estação AM grande um amplificador amplifica o sinal para algo perto de 50 mW, então a antena envia as ondas do radio para o espaço.
Figura SEQ Figura * ARABIC 4 - Antena de rádios AM isoladores em seus estais
2.2 Antenas de Celular
2.2.1 – As antenas de celular são bastante similares as antenas de internet em sua estrutura sendo sua principal finalidade a cobertura de sinal em determinada área. Ondas electromagnéticas são emitidas pelas antenas das operadoras e captadas pelos celulares, que atualmente possuem em equipamento interno responsável por captar estas ondas. O posicionamento das antenas de celular leva em consideração a topografia do terreno, pois obstáculos, como morros, podem haver barrar o sinal emitido, portanto estudos são realizados para se determinar o local ideal em que a antena deve ser posicionada para que possua um alto nível de cobertura.
Figura SEQ Figura * ARABIC 5 - Antena de emissora de sinal
2.3 Antenas de Transmissão de Televisão
As antenas de televisão são estruturas que captam e/ou transmitem ondas electromagnéticas em frequência UHF e VHF. O termo UHF vem do inglês Ultra High Frequency, e significa frequência muito alta. Sua faixa de radio frequência vai de 300 MHz a 3 GHz. É utilizada para transmitir sinais de televisão, canais em HDTV, radio e rede wireless entre outros.
O termo VHF vem do inglês Very High Frequency significa frequência muito alta e opera na faixa de radio frequência de 30 a 300 MHz. Segue abaixo os tipos de antenas mais comuns utilizadas em sistemas de transmissão, suas principais características e imagens.
Figura SEQ Figura * ARABIC 7 - Antena TV tipo log
2.3.3 – Painel Dipolo
Antenas tipo Painel Dipolos podem operar em faixa UHF e VHF e caracterizam – se sempre pela presença de um ou mais dipolos que podem ser dos tipos DMO (dipolos de meia onda), DOC (dipolos de onda completa) ou X (dipolos cruzados) a frente de um painel reflector do tipo solido (usual em UHF) ou tipo grande (usual VHF). Essas antenas geralmente são construídas em alumínio e tem por finalidade atender as necessidades das emissoras de televisão que operam com potencia máxima de transmissão de 1 KW.
Figura SEQ Figura * ARABIC 8 - Antena TV tipo painel dipolo
2.3.4 – Painel H ou Painel Duplo Delta
A antena Painel Duplo Delta é utilizada em sistemas que operam de média a alta potência de transmissão em faixa VHF. Ela é composta por duas partes, o elemento irradiante em forma de duplo delta e o reflector em forma de grande que são facilmente identificáveis.
Figura SEQ Figura * ARABIC 9 - Antena painel em duplo
2.3.5 – Super turn stile ou Batwing
A antena Super turn stile, também chamadas de Batwing tem a geometria que nos lembram as asas de uma borboleta e perfeita simetria mecânica dos elementos tipo dipolo ao redor da tubulação de sustentação. São antenas voltadas para a instalação em topos de torres e operam em faixa VHF.
Figura SEQ Figura * ARABIC 11 - Antena parabólica com superfície refletora composta por grades
2.3.7 – Slot
Antenas Slot transmitem sinais de TV nas faixas de VHF e UHF com variados níveis de potencia, diagramas e ganhos que dentre os demais tipos estudados é a categoria que tem mais aplicações. São compostas basicamente por fendas irradiantes, que estão distribuídas verticalmente pelo corpo da antena. Conhecida como linha coaxial
Figura SEQ Figura * ARABIC 12 - Antena Slot
2.4 – Antenas de Internet
As antenas emissoras de internet são como caixas brancas rectangulares, que apontam sua face frontal para a região que possui um maior número de receptores, para que a qualidade de sinal seja melhor. Essas antenas são apenas de internet via rádio, e para os receptores dessa internet também é necessária uma antena, num formato côncavo, feito de grades metálicas e com um guia direcional no centro dela, ou de uma caixa pequena parecida com antena transmissora, porem menor. É possível saber a direção de uma antena emissora de internet via rádio olhando para uma receptora, pois essa estará apontada para a direção da antena. Essas antenas emitem sinais dentro da radio frequência, geralmente próximo de 5 GHz
Figura SEQ Figura * ARABIC 13 - Emissora de sinal de internet via rádio
Figura SEQ Figura * ARABIC 14 - Receptores de internet via rádio
Outras internets que trabalham com antenas, são a 3G e a 4G, que são dos dispositivos móveis (celulares e smarthphones). A 3G é possível adaptar para o computador através do modem 3G. Os sinais de ambas as internets são transmitidos da mesma torre de sinal de celular, o que varia entre elas é a tecnologia emprega, sendo a 4G mais rápida e
5.6 – Por que uma emissora AM chega em regiões em que uma FM, de potencias semelhante não chega, ou chega com baixa qualidade? 5.7 – Quais as principais diferenças que as antenas sofreram nos últimos cem anos?
4 - CONCLUSÃO
A elaboração deste trabalho vem nos dotar de informação e conhecimentos no que toca as antenas, como um elemento imprescindível na transmissão de informação a distância, assim como compreender os fenómenos que envolvem o mundo das telecomunicações.
5 - BIBLIOGRÁFIA
Internet (Google)
