1 engenharia elétrica antenas e propagaÇÃo parte 2 nono semestre - 2005 pontifÍcia universidade...

1

Engenharia Elétrica

ANTENAS E PROPAGAÇÃOParte 2

Nono Semestre - 2005

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINASCENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIASFACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA – TELECOMUNICAÇÕES

2

Evolução das Antenas

• Cem anos de evolução das antenas

• Heinrich Hertz

• Marconi

• Very Large Array

• Array de antenas em satélites

• Antena de celulares

3

Cem anos de antenas

4

Cem anos de antenas

5

2.1 - Introdução

• Terminologia própria

• Visão tri-dimensional

• Neste capítulo são tratados os parâmetros básicos– Família de antenas

– Família de lóbulos

– Largura de feixe

– Diretividade

– Ganho

– Polarização

Básico de Antena

6

2.2 - Parâmetros Básicos das Antenas

• Definição de uma antena• Estrutura associada a uma região de transição entre onda guiada e não guiada• Converte elétrons em fótons ou vice versa (hf)• Princípio básico é produzido pela aceleração ou desaceleração de carga• Equação básica de radiação

)(Ams 1-..

vQIL• Corrente que varia no tempo irradia e acelera cargas

irradiadas

7

Irradiação

• Corrente que varia no tempo irradia e acelera cargas irradiadas

• Usualmente utilizamos corrente para análise de variação harmônica

• A irradiação é perpendicular à aceleração

• A potência irradiada é proporcional a IL ou Qv

• A próxima figura mostra a transmissão e recepção

• Na linha a onda é TEM

• Na abertura da linha de transmissão existe o processo de transmissão

2.2 - Parâmetros Básicos das Antenas

8

Processo de Transmissão

2.2 - Parâmetros Básicos das Antenas

9

Linha Virtual

2.2 - Parâmetros Básicos das Antenas

10

2.3 - Patterns

• O padrão de uma antena é uma quantidade tridimensional envolvendo a variação de campo ou potência em função de coordenadas esféricas e .

• A próxima figura mostra um diagrama de irradiação tridimensional.

• Analisar a linha que une o centro da antena ao ponto P.

• Proporcional à intensidade de campo na direção e .

• Lóbulo principal em =0.

• Outros lóbulos menores em outras direções.

11

2.3 - Padrões

12

Diagrama de Irradiação

2.3 - Padrões

13

Especificação do padrão de irradiação

• Componente do campo Elétrico em função dos ângulos e ou E(,) com unidade V/m como nas Figuras 2.3 e 2.4

2.3 - Padrões

14

Diagrama de Irradiação

2.3 - Padrões

15

2.3 - Padrões

16

2.3 - Padrões

17

2.3 - Padrões

18

19

2.4 - Área do Feixe

20

2.4 - Área do Feixe

21

2.5 - Intensidade de Irradiação

maxmax ,

,

,

,,

S

S

U

UPn

22

2.6 - Eficiência de Feixe

A

MMFeixedeEficiência

23

2.7 - Diretividade D e Ganho G

Padrão do deDiretivida

,

, max

avP

PD

24

2.7 - Diretividade D e Ganho G

An dPD

4

,

4

4

Diretividade da área de feixe A

25

2.7 - Diretividade D e Ganho G

26

2.7 - Diretividade D e Ganho G

27

2.9 - Abertura de Antena

28

2.9 - Abertura de Antena

p

eap A

A

Eficiência de Abertura

29

2.9 - Abertura de Antena

30

2.10 - Altura Efetiva

31

2.10 - Altura Efetiva2.10 - Altura Efetiva

32

2.10 - Altura Efetiva

33

2.12 - Campos de um dipolo oscilante

34

2.12 - Campos de um dipolo oscilante

35

2.15 - Polarização Linear, Elíptica e Circular

36

37