PRINCÍPIOS DAS TELECOMUNICAÇÕES 4

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Princípios das 
Telecomunicações
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Alexandre Leite Nunes
Revisão Textual:
Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin
Propagação de Sinais e Antenas
• Ondas Eletromagnéticas;
• Propagação;
• Análise do Espectro de Rádio Frequência;
• Zona de Fresnel;
• Radiação;
• Características Principais das Antenas;
• Guias de Onda.
• Estudar os sinais elétricos e o funcionamento das antenas.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Propagação de Sinais e Antenas
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Propagação de Sinais e Antenas
Ondas Eletromagnéticas
Para iniciar esta Unidade, precisamos relembrar o princípio das ondas eletro-
magnéticas: elas podem propagar-se no vácuo e em dois campos, um elétrico e 
outro magnético, ao contrário das ondas mecânicas, cuja propagação ocorre a 
uma velocidade de aproximadamente 300.000 km/s, sendo que nos meios mate-
riais nos quais existem anteparos para a propagação, como paredes, essa velocida-
de é um pouco menor.
São consideradas ondas eletromagnéticas as ondas de rádio, as micro-ondas e 
o infravermelho.
Nosso estudo tratará apenas das ondas eletromagnéticas de rádio.
Propagação
A propagação tem como objetivo estudar como a energia é transportada ao 
longo do meio.
Mecanismos de Propagação das Ondas Eletromagnéticas
Quando as ondas eletromagnéticas são transmitidas, elas podem ser propagadas 
de três formas diferentes: reflexão, difração e espalhamento.
A reflexão acontece quando as ondas eletromagnéticas colidem com obstáculos 
muito maiores do que seus comprimentos de onda. Nas edificações, esses obstácu-
los podem ser paredes, móveis, portas etc.
Já no espaço aberto, os obstáculos são prédios, carros, casas, montanhas, arvo-
res etc. e as ondas refletidas podem interferir nas ondas originais de forma constru-
tiva ou destrutiva ao chegar ao receptor.
A difração ocorre quando um corpo obstrui a transmissão do sinal eletromag-
nético do transmissor para o receptor. Com essa obstrução, irá ocorrer a formação 
de ondas secundárias atrás do obstáculo, mesmo que não haja linha de visada entre 
o transmissor e o receptor.
Linha de visada: é uma linha imaginária que une dois objetos sem interceptar obstáculos de 
modo que uma pessoa na posição de um dos objetos possa ver o outro.Ex
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O espalhamento acontece quando as ondas eletromagnéticas colidem com obs-
táculos de tamanhos iguais ou menores que seu comprimento de onda e o espa-
lhamento se comporta de forma parecida com a difração, espalhando a energia do 
sinal vinda do transmissor para várias direções.
Quando nos referimos ao tamanho do obstáculo e o relacionamos ao com-
primento de onda, estamos falando em função da frequência. Se analisarmos a 
interferência de um obstáculo sobre o olhar do padrão 802.11a (padrão de teleco-
municações para redes sem fio), trata-se de obstáculos de dimensões menores que 
podem causar atenuações mais severas. 
A reflexão pode ter dois comportamentos, reflexão especular, que é igual ao 
mecanismo de reflexão tratado anteriormente, e reflexão difusa, que tem o mes-
mo efeito físico do espalhamento mencionado acima. 
Os efeitos tratados anteriormente, na verdade, vão permitir que as ondas de 
rádio eletromagnéticas cheguem a locais bastante distantes, mesmo que o trans-
missor e o receptor não estejam alinhados, pois as ondas eletromagnéticas são 
conduzidas utilizando o próprio relevo da terra como conduto do sinal.
Figura 1 – Sinal de radio refl etido na Ionosfera
Fonte: Wikimedia Commons
Análise do Espectro de Rádio Frequência
Conforme podemos observar no espectro radioelétrico da Figura 2, esse é um 
recurso natural limitado.
Análise do espectro de rádio frequência. Disponível em: https://bit.ly/2HMm7Wy
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Cada pedaço do range de frequências disponível está tomado por utilidades de 
grande importância social e econômica, que vem crescendo rapidamente com as 
inovações tecnológicas, visto o crescimento dos sistemas IOT (Internet das coisas).
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UNIDADE Propagação de Sinais e Antenas
Figura 2 – Como são ocupadas as faixas de frequência
Fonte: anatel.gov.br
Para otimizar o uso desse espaço, contamos com métodos de modulação digital 
(que tratamos em Unidade anterior), técnicas de múltiplo acesso e alta integração 
de sistemas eletrônicos, grande reformulação do uso das diferentes faixas de fre-
quências, com a utilização de métodos gerenciais aplicados ao espectro e melhora 
nas características técnicas dos transmissores, receptores e antenas, que podem 
resultar em grande economia do espectro de frequências.
Conceito de eficiência de Burns
Segundo Burns, a eficiência de uso do espectro pode ser vista de diversas formas, porém, há 
três dimensões principais: técnica, econômica e funcional.
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Zona de Fresnel
Para que os sinais ou ondas eletromagnéticas sejam transmitidos, precisamos 
dos elementos principais que são as antenas.
É por meio delas que os sinais são transmitidos e recebidos, não obstante, as 
antenas são instaladas normalmente em locais altos para que a transmissão entre o 
receptor e o transmissor possa ocorrer sem barreiras.
Quando esta situação é possível, chamamos de visada direta, na qual não ocor-
rerão os efeitos acima, mas existem situações em que não é possível conseguir essa 
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visada direta, e o sinal transmitido acaba enfrentando obstáculos que, via de regra, 
geram interferências, como as comentadas no item anterior. 
Nesses casos, resta-nos  evitar o grau de interferência, chamado de  Zona de 
Fresnel, que determina a área em torno da linha de visada que poderá causar inter-
ferência no sinal, caso o sinal sofra um bloqueio.
Quando não existem bloqueios, as ondas de rádio viajam em linha reta do trans-
missor para o receptor, mas quando existem obstáculos, as ondas de rádio refletem 
nesses objetos, podendo chegar fora de fase, com os sinais que viajam diretamente, 
causando redução na potência do sinal recebido.
O máximo aceitável de bloqueio na Zona de Fresnel é 20%.
r1 = 3.95 [m]
Rx
Tx
25 [m]
Linha de Visão
15 [m]25 [m]
4 [Km]
25 + 3.95 = 28.95 [m]
1 [Km]
2 [Km]
d2
3 [Km]
5 [Km]
d1
Figura 3 – Zona de Fresnel
Radiação
Ondas eletromagnéticas são radiaçõesformadas por um conjunto: campo elétri-
co e campo magnético perpendiculares entre si e que oscilam na mesma frequência 
na direção da propagação.
Rá
dio
Micr
o-
onda
s Raios X
Gama
Figura 4 – Tipos de radiações presentes no Ar
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UNIDADE Propagação de Sinais e Antenas
As ondas eletromagnéticas são classificadas por seu comprimento de onda e 
frequências com que oscilam.
Campo Elétrico (E) Direção de
Propagação
V
Campo Magnético (B)
Figura 5 – Onda eletromagnética
Esse comprimento de onda corresponde ao período da forma de onda, ou seja, 
ao tempo que a senoide leva para percorrer do início do pico positivo (0˚) até o fim 
do pico negativo (360˚).
O comprimento de onda é representado por λ (lambda) e está ligado à sua ener-
gia e frequência de oscilação. Quanto maior o comprimento, menor é a sua energia 
e frequência, que pode variar conforme seu comprimento:
• Ondas curtas → 107 Hz a 109 Hz;
• Ondas médias → 106;
• Ondas longas → 100 Hz a 105 Hz.
As ondas eletromagnéticas de rádio, em AM e FM, são um tipo de radiação ele-
tromagnética que variam sua frequência (FM) ou sua amplitude (AM).
Características Principais das Antenas
Antenas são equipamentos fabricados normalmente em material metálico (de-
vido à sua interação com ondas eletromagnéticas), com o objetivo de receber ou 
transmitir ondas eletromagnéticas.
Para cada tipo de transmissão ou frequência de transmissão/recepção que se 
deseja trabalhar, existe uma Antena específica.
A seguir, trataremos de forma sucinta dos tipos de antena.
• Antenas de Rádio FM: As antenas do tipo anel operam na faixa de 30 a 300 
MHz; já nas antenas AM (Amplitude Modulada), a frequência de operação fica 
entre 535 KHz e 1.7 MHz.
Antena FM Anel, disponível em: http://bit.ly/2Eal0il
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• Antenas de Celular: As antenas para recepção/transmissão de Telefonia celu-
lar operam em Estações Rádio Base, nas quais um conjunto de equipamentos 
de última geração gerenciam um grande conjunto de outras antenas, formando 
um arranjo parecido com uma célula.
A comunicação entre as antenas é feita por micro-ondas e a topografia do 
terreno tem importância crucial para evitar obstáculos.
Antena de celular, mais conhecida por ERB – Estação Rádio Base, disponível em: http://bit.ly/2YzFvNb
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• Antenas de Transmissão de Televisão: As antenas de televisão captam e 
transmitem sinais em frequência UHF e VHF.
A frequência de transmissão de radiofrequência vai de 300 MHz a 3 GHz. Já 
VHF vem do inglês Very High Frequencia (Frequência Muito Alta) e opera em 
faixa de radiofrequência de 30 a 300 MHz.
Existem vários tipos de antenas que são as mais utilizadas em Sistemas de 
Transmissão. São elas:
 » Slot;
 » Yagi-Uda;
 » Log-Periódica;
 » Painel Dipolo Cruzado;
 » Painel H (Duplo Delta);
 » Superturnstile (Batwing);
 » Painel Dipolo DMO/DOC;
 » Parabólica.
Figura 6 – A: Antena via satélite e B: Antena digital
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Propagação de Sinais e Antenas
• Antenas parabólicas: As antenas do tipo Parabólica são utilizadas nas trans-
missões na faixa UHF, em retransmissores e em repetidores de sinal.
Figura 7 – Antena Parabólica
Fonte: Wikimedia Commons
• Antenas Yagi-Uda: Estas antenas que trabalham nas faixas UHF e VHF, prio-
ritariamente, antenas de faixa estreita.
Antenas Yagi-Uda, disponível em: http://bit.ly/2LRIjUH
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• Antenas Log-Periódica: Essa antena é utilizada quando se deseja uma comu-
nicação multicanais, trabalhando em faixa-larga.
Figura 8 – Antena Log-Periódica
Fonte: Wikimedia Commons
• Antenas de Internet: As antenas de internet transmitem/distribuem sinal de 
Internet via rádio. Essas antenas trabalham com frequências próximas a 5 GHz.
Antenas de Internet, disponível em: http://bit.ly/2WP7ok7
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• Antenas tipo Painel H ou Painel Duplo 
Delta: Essa antena é utilizada em média e alta 
potência de transmissão em VHF. 
• Antenas Superturnstile ou Batwing: Esse 
tipo de antena opera na faixa VHF.
• Antenas do tipo Slot: Transmitem sinais de 
TV nas faixas de VHF e UHF.
• Antenas tipo Painel Dipolo: Essas antenas 
operaram na faixa UHF e VHF e são utiliza-
das, normalmente, por emissoras de televisão 
que operam com potência máxima de 1 kW.
• Antenas Inteligentes (Smart Antennas): An-
tenas Inteligentes são sistemas que englobam 
múltiplos elementos de antena e um processa-
dor de sinal para a obtenção de maiores ganhos 
de qualidade na comunicação, ajustando e ca-
librando a radiação e os elementos da antena.
Guias de Onda 
São um meio utilizado para conduzir ondas eletromagnéticas em altíssimas fre-
quências, na casa de gigahertz (GHz), com mínimas perdas de irradiação, devido 
ao fato de a propagação da onda ser limitada pelo material condutor que compõe 
a Guia de Onda, próximo ao que ocorre na fibra óptica.
Figura 10 – Alguns exemplos de guia de ondas
Fonte: Wikimedia Commons
Guias de onda, disponível em: https://bit.ly/30CtjNJ
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Figura 9 – Antena Superturnstile
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Propagação de Sinais e Antenas
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Laboratório de Eletricidade e Eletrônica
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24. ed. São Paulo: Érica, 2007.
 Vídeos
Classificação das Ondas
Pesquisar e amplie seus conhecimentos teóricos adquiridos até aqui, assista ao vídeo.
https://youtu.be/tPcrnKtbV8Q
 Leitura
Antenas Inteligentes
https://bit.ly/2VJDYm2
Engenharia de Telecomunicações
https://bit.ly/2YG6SoX
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Referências
ALENCAR, M. S. Sistemas de Comunicações. São Paulo: Érica, 2001.
CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 
24.ed. São Paulo: Erica, 2007.
CARLSON, A. B. Communication Systems: An Introduction To Signals And Noi-
se In Electrical Commun. 4.ed. Boston: Mcgraw-Hill do Brasil, 2002.
OPPENHEIM, A. V. Signal & Systems. 2.ed. New Jersey: Prentice Hall, 1996.
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