PROE Rad1 130306

PROE Rad7 030406

Polarização

• A polarização de uma antena é a polarização da onda radiada pela antena numa dada

direcção

• A ponta do vector do campo eléctrico instantâneo traça uma figura no tempo – este

fenómeno designa-se polarização do campo eléctrico

Abertura efectiva

•A abertura efectiva da antena é uma medida de habilidade da antena em colectar

potência duma onda incidente e fornece-la aos seus terminais

• Devido à desadaptação de polarizações a potência extraída pela antena de recepção a

partir do sinal incidente não é máxima. Diz-se que há perdas de polarização.

Antenas de recepção

Polarizações

Polarização linearhorizontal

Polarização circularesquerda

Polarização elípticaesquerda

Polarização linear

vertical

Polarização circulardireita

Polarização elípticadireita

A polarização de uma antena é a polarização da onda radiada pela antena numa dada direcção.

Dipolo eléctrico de Hertz

Abertura efectiva

. Seja Ei amplitude do campo eléctrico incidente no dipolo de comprimento L <<

DEH em modo de recepção

)(4

sin2

3)(

)sin(8

3

)/(80

8

sin)(sin

2

1

2

22

222

2

22

*22

0

2

e

Le

r

r

ir

aa

iL

i

AG

mS

PA

LR

R

LER

ZZ

LEP

Z

ES

Relação fundamental das antenas

),(4

),(2

eAG

Em recepção

• he determina a amplitude complexa da tensão induzida em vazio na antena por um

campo incidente segundo uma direcção (Ө,φ).

~e~0 E.hV

sin),(f

LheLh

sinLhesinLh

)0(II

D

eM

^

~eM~

e

^

~e~

0

Em condições ideais Cp=1 Ө=Ө0 φ=φ0

8

3

S

PA

S8

3

L2

3

4

SL

R4

SZL

R8

V

R8

VP

SLZ2Z2/ESELV

2L

e

222

r

02

r

20

a

20

L

200

22220

Relações entre parâmetros característicos

Analisando a ligação entre duas antenas a trabalhar alternadamente nos regimes de emissão e recepção, a aplicação do Princípio da reciprocidade permite concluir que o coeciente entre o ganho G e a área Ae é constante para qualquer antena.

constanteA

G

e

Dípolo eléctrico de Hertz.

universalconstante4

8

3

2

3

A

G2

12

e

Em outras antenas verifica-se:

e2A

4G

Nas condições ideais, C=1,Ө=Ө0, φ=φ0 tem-se:

2

e

r

0

2

e

r

0

220

r

02e

2

e20

er

20

02ear

a

20

L20

e

L0

2eeL0

2e

22e

20

h

R

Z

D

h

R

ZD

D

4V

R

Z

4

hDG,

4

GAV

AR8

YZh2RR,

R8

VPV

A

PZh2SAPSZh2EhV

Este resultado é generalizável a outras situações

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a) Condições óptimas de recepção

Comprimento efectivo heM

i~E

0~V

V0=Ei heM

Area efectiva AeM

SZL=Za* Pr=<S>AeM

a) Caso geral

sinLELEV

C),(hEV

),(fh),(hC),(A5P

e)(fhIr

e

2

ZjE

ia0

pei0

DeMeper

^

~DeM0

jkr0

~

i~E

0V

a~E

Cp=1 (antenas coplanares)

Exemplo

Antena de emissão com polarização linear

Antena de recepção com polarização esquerda•

y

^

~e

2

1e.*eje

2

1C

eje2

1yeeº45sineº45cosh

e.ehE

E.

h

h

Eh

E.eh

C

2

y

^

~y

^

~x

^

~p

y

^

~x

^

~

^

~

º90j

x

^

~e

__

~

E

^

~

*^

~

2

~

~

e

*e

2

~

2

e

__

~

2

~

*

~p

• Metade da potência é perdida

• Nos casos em que esta perda de potência não é tolerada tenta fazer-se as duas antenas ou com polarização linear vertical ou ambas com polarização esquerda

• Mas há situações em que é preferível operar com uma antena linear e outra circular.

• Por ex. Se num veículo (satélite) espacial uma antena tem polarização linear devido a rotação de Faraday na ionosfera seria mais adequado usar uma antena receptora com polarização circular.

•

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Polarização

• A polarização de uma antena de emissão na direcção (Ө,φ) é a polarização da onda

electromagnética radiada na zona distante cujo vector de onda k está alinhado com (Ө,φ).

• A polarização de uma antena de recepção na direcção (Ө,φ) é a polarização da onda

electromagnética incidente com o vector de onda k alinhado (Ө,φ) que, para idênticas

intensidades de iluminação (módulo do associado vector médio de Poynting) maximiza a

potência disponível na antena de recepção (maximiza a tensão induzida nos terminais, em

vazio).

• Em geral a polarização da antena de recepção não é a mesma que a polarização da onda

recebida (incidente), isto é há desadaptação de polarizações.

• Quando, em recepção, a polarização da onda incidente coincide com a polarização da

antena de recepção (situação ideal) diz-se que há adaptação de polarizações.

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