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EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 2ª Lista de Exercícios Engenharia de Sistemas: Radiovisibilidade Exercício 01: (Concurso Petrobras 2011–Engenheiro de Telecomunicações) Questão 21 Ao analisar um enlace de comunicações, um engenheiro verificou que poderia considerar a Terra, entre o transmissor e o receptor, como plana, e que o sinal captado na recepção seria a soma do raio direto com o raio refletido no solo, sem nenhuma obstrução. Sabe-se que, para esse tipo de modelo, após certa distância do transmissor, a potência do sinal apresenta um decaimento proporcional à d-4, onde d é a distância ao transmissor. Essa região é denominada Zona de Difração. Considera-se o ponto mais afastado do transmissor, no qual a intensidade do campo elétrico apresenta um valor igual à intensidade do campo elétrico no espaço livre, como o início da Zona de Difração. A freqüência do sinal empregada é de 300 MHz e tanto a antena transmissora quanto a antena receptora estão em uma altura de 10 m do solo. O valor da distância ao transmissor, para esse enlace, em metros, no qual a Zona de Difração se inicia é: (A) 600 (B) 1.200 (C) 2.400 (D) 3.600 E) 4.800 Exercício 02: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 22 O cálculo da relação entre a potência da portadora e a potência do ruído captado na recepção (relação portadora/ruído) é essencial para o dimensionamento de um enlace de telecomunicações. Foi necessário alterar as especificações de um determinado enlace sem se alterarem as temperaturas de ruído do sistema receptor. Tanto a freqüência da portadora quanto a banda de transmissão que estavam sendo utilizadas tiveram seus valores dobrados. A potência da portadora recebida no enlace modificado é a mesma que era recebida no enlace original. Considera-se que o ruído captado será apenas o ruído térmico. A relação portadora/ruído do enlace modificado, quando comparada com a relação portadora/ruído do enlace anterior, é: (A) 3dB menor (B) 6dB menor (C) igual (D) 3dB maior E) 6dB maior Exercício 03: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 24 Para análise de difração em um enlace, determina-se, em cada obstrução, a relação entre H (distância vertical entre o topo da obstrução e o raio direto entre o transmissor e o receptor) e R (raio da primeira zona de Fresnel). Considera-se H negativo quando o topo da obstrução está abaixo do raio direto, e H positivo quando o topo da obstrução atravessa o raio direto. A tabela acima fornece o valor da atenuação provocada pela difração para cada valor de H/R. Um determinado enlace apresenta uma distância de 5 km entre o receptor e o transmissor e opera em uma freqüência de 600 MHz. As alturas do transmissor e do receptor são, respectivamente, 100 m e 150 m em relação ao solo. Existe uma obstrução entre o transmissor e o receptor que tem seu raio de curvatura desprezado, sendo considerada como gume de faca. A obstrução se encontra a 1 km do transmissor e apresenta uma altura de 120 m em relação ao solo. Não será levada em conta a curvatura da Terra na análise desse enlace. O valor da atenuação, em dB, provocada pela difração ocasionada pela obstrução, é: EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 (A) menor do que 0,5. (B) maior ou igual a 0,5 e menor do que 2,5. (C) maior ou igual a 2,5 e menor do que 8,0. (D) maior ou igual a 8,0 e menor do que 14,0. (E) maior ou igual a 14,0 H/R A(dB) H/R A(dB) ≤ -0,6 0 0,3 9,7 -0,5 0,5 0,4 10,8 -0,4 1,5 0,5 11,9 -0,3 2,5 0,6 12,9 -0,2 3,7 0,7 13,9 -0,1 4,8 0,8 14,7 0 6,0 0,9 15,6 0,1 7,3 1,0 16,3 0,2 8,5 Exercício 04: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 35 Um determinado enlace de comunicações é implementado de duas formas diferentes: na primeira, o enlace apresenta uma distância 2D entre o transmissor e o receptor, e opera numa freqüência f; na segunda, a distância entre o transmissor e o receptor é D, e a nova freqüência empregada vale 2f. Nesse contexto, a atenuação em espaço livre sofrida pelo sinal, durante a propagação, será: (A) maior na primeira implementação, pois a distância do enlace é maior. (B) maior na primeira implementação, pois a freqüência é menor. (C) igual em ambas implementações. (D) menor na primeira implementação, pois a distância do enlace é maior. (E) menor na primeira implementação, pois a freqüência é menor Exercício 05: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 36 Um satélite geo-estacionário transmite uma potência de 2 W por meio de uma antena, com ganho de 17 dB, em relação à antena isotrópica. Considere a antena transmissora do satélite e a receptora na superfície terrestre perfeitamente alinhadas. As perdas envolvidas nesse enlace, são de 210 dB, e o ganho da antena receptora, em relação à antena isotrópica, é de 52 dB. A potência recebida, em dBW, é: (A) -138 (B) -150 (C) -176 (D) -180 E) -282 Exercício 06: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 37 Em um enlace via rádio, em visibilidade, a altura da antena transmissora, em relação ao solo, é 64 m. Considere que o raio da terra seja de 6.400 km, que o índice de refração da troposfera seja constante e que a distância d entre as antenas transmissora e receptora seja 2016 km. Para que a distância d corresponda à Distância Máxima Visual (horizonte radioelétrico), a altura da antena receptora, em metros, deverá ser: (A) 64,0 (B) 81,0 (C) 100,0 (D) 144,0 E) 164,0 EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 Exercício 07: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 39 Um enlace via rádio em 300 MHz entre duas localidades A e B, separadas por uma distância de 100 km, tem um obstáculo a 64 km da cidade A. Define-se h = 192 m, a distância medida na vertical da linha de visada do enlace ao cume do obstáculo. A razão entre h e o raio da primeira zona de Fresnel, no ponto do obstáculo, é: (A) 106,0 (B) 105,0 (C) 104,0 (D) 103,0 E) 102,0 Exercício 08: (Concurso Petrobras 2011 – Engenheiro de Telecomunicações) Questão 40 Em um rádio enlace, em visibilidade entre duas localidades separadas por uma distância d [km], as antenas transmissora e receptora, horizontalmente polarizadas, situam-se em alturas, medidas acima do nível do terreno, representadas por: transmissora ht [m] e receptora hr [m]. Considere que o terreno entre as antenas é plano e perfeitamente refletor e que o sinal é transmitido num comprimento de onda λ [m]. Para que o sinal direto e o sinal refletido cheguem em fase na antena receptora, a diferença entre o percurso do sinal refletido e o do sinal direto deverá ser um número: (A) par de λ (B) inteiro de λ (C) ímpar de λ/2 (D) ímpar de λ/4 (E) ímpar de λ/5 Exercício 09: (Concurso INFRAERO-FCC 2011 – Engenheiro Eletrônico) Questão 59 Duas antenas com alturas iguais a 20m instaladas no solo se comunicam por onda troposférica. Considerando a Terra perfeitamente esférica e com raio 6,4 . 103 km, propagação em linha reta (meio homogêneo) e ausência de obstáculos esse sistema de comunicação tem um alcance, em km, de aproximadamente: (A) 10 (B) 16 (C) 32 (D) 48 E) 60 Exercício 10: (Concurso ECT-CESP-UnB 2011 – Engenheiro Eletrônico) A respeito de sistemas de micro-ondas, antenas e propagação,julgue os itens que se seguem como C-certo ou E-Errado: 100 Do ponto de vista da transferência de energia, a transmissão de sinais por cabos coaxiais é mais eficiente que por linhas de dois fios paralelos ou trançados, uma vez que os campos eletromagnéticos naqueles ficam confinados pelo condutor externo. 101 Considere que um transmissor de rádio entregue, em sua saída, sinal com potência de 10 W e que esse sinal sejatransmitido, por meio de um cabo coaxial de 30 m com perda de 10 dB/100 m, até uma antena com ganho de 13 dB, que radia esse sinal. Nessas condições, a EIRP (equivalent isotropically radiated power) será de 100 W. 102 Considerando-se que o sinal de um sistema seja recebido com potência 1 mW a uma distância de 100 m da antena transmissora e que a propagação seja realizada no espaço livre, é correto afirmar que a potência recebida a 1 km da antena transmissora será igual a -100 dBm. 103 Considere um enlace de micro-ondas que opera com a frequência de 6 GHz e que tem uma distância de 8 km entre suas antenas, ambas posicionadas a uma altura maior que 10 m. Em face dessas condições, é correto afirmar que, caso não haja elevações e obstáculos na trajetória entre as antenas, não haverá obstrução na primeira zona de Fresnel. EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 Exercício 11:(Concurso INFRAERO-UFRJ 2004–Engenheiro de Telecomunicações) 25 - Desejamos projetar um lance de microondas de 100 km e na freqüência de 10 GHz em visada direta. No lance não há obstáculos e, assim, não há obstruções das elipsóides de Fresnel. Também não há atenuações por poeira ou chuva. A potência do transmissor é de 1 Watt e a sensibilidade do receptor é de – 80 dBm. A perda total nos cabos, guias de onda, acopladores, circuladores e etc..., para todo o sistema, é de 10 dB. O ganho mínimo, em dBi, de cada uma das duas antenas do lance deverá ser de: (A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40 E) 50 Exercício 12:(Concurso INFRAERO-FCC 2009–Engenheiro de Eletrônico) 46. Qual deve ser aproximadamente a altura mínima, em mestros, de duas antenas iguais para que haja comunicação entre elas por onda troposférica caso estejam a uma distância de 10 km uma da outra? Dados: Terra perfeitamente esférica com raio aproximado de 6,4 x 106 m; Meio homogêneo (propagação em linha reta); Não há obstáculo entre as antenas. (A) 40 (B) 25 (C) 15 (D) 10 E) 2 Exercício 13:(CEFET/SC- 2009 – Tec. Telecomunicações) Dado um link de microondas com distância de 1000 m, operando em espaço livre na frequência de 10GHz. As antenas, situadas a 50m de altura nas respectivas torres, são iguais e conectadas aos transceptores através de Guia de Onda (α_G.O=0,04dB/m). Sabe-se que a potência de transmissão é 1W e que o limiar de recepção é -80dBm. Determinar o ganho das antenas para se garantir um Margem de Desvanecimento Plano de no mínimo 35 dB. Exercício 14: Instituto Superior Técnico 2003 Seja um enlace em microondas, com propagação em espaço livre, a 6 GHz, na distância de 50 km. Antenas parabólicas com 3 m de diâmetro (η=0,6) colocadas à distância de 60 m do transceptor e ligadas a estes por guias de onda elípticos(α_G.O=0,0443dB/m). Potência de transmissão de 10 W. Determinar o nível de sinal recebido. (Exprimir o resultado em W, dBW e dBm). (R: 5,89 x 10-6 W, -52,3 dBW, -22,3 dBm) = 000.90 .]..[ log.10 2 ηπ fD G G: Ganho em relação a antena isotrópica [dBi] D: Diâmetro [m] η: Eficiência de iluminação(0,55 a 1,00) f: Frequência de Operação [MHz] Exercício 15: Instituto Superior Técnico 2003 Um link de rádio usa um par de antenas parabólicas (idênticas) de 2 m de diâmetro (η=0,6). Dados do enlace: Potência de Transmissão: 1 dBw Frequência de Operação: 4 GHz Perdas (ambos os lados): Guia de Onda e circuitos de derivação: 3 dB Distância do enlace: 80 km. Determinar: a) Ganho das antenas, b) Perda por espaço livre, c) Nível de sinal recebido em [dBw], [dBm] e [W] EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 Exercício 16: (ENADE 2008 – Telecomunicações) Questão 54 Deseja-se estabelecer um enlace, em 6GHz, cobrindo uma distância de 5km. As antenas transmissora e receptora empregadas são iguais, possuem ganho de 13dBi e estão casadas. A potência mínima do sinal na entrada do receptor é 1nW, e as perdas devido à polarização e a outros descasamentos equivalem a 6dB. Sob condições de propagação no espaço livre, a potência mínima, em watts, do transmissor deverá ser, aproximadamente: (A) 2 (B) 8 (C) 16 (D) 20 (E) 30 Exercício 17: A respeito de sistemas de microondas, antenas e propagação, julgue os itens que se seguem como C-certo ou E-Errado: 170 – Na propagação em espaço livre, para uma dada potência de transmissão, o nível de sinal recebido a uma distância d pode ser obtido pela relação α− = 0 0 )()( d d dPdP RXRX , em que )( 0dPRX é a potência recebida a uma distância de referência 0d e α é o expoente de perda de percurso. α aumenta com a frequência, portanto, quanto maior a frequência menor será a potência recebida 171 - Os fundamentos para realizar o planejamento de um enlace em espaço livre são fornecidos pela equação de Friis. Essa equação expressa a potência recebida em termos da potência transmitida, dos ganhos das antenas de transmissão e recepção e de perdas ocorridas no espaço livre. Nessa equação: a) A potência recebida é inversamente proporcional ao quadrado da distancia b) A potência recebida é diretamente proporcional ao quadrado do ganho da antena de transmissão c) A potência recebida é diretamente proporcional ao quadrado do ganho da antena de recepção d) A perda no espaço livre leva em conta o efeito de desvanecimento e) A perda no espaço livre leva em conta o efeito do ruído 172 - Considerando-se uma dada distância entre transmissor e receptor, a perda de percurso, em nenhum ambiente, será menor que a encontrada no espaço livre. 173 - O modelo de propagação no espaço livre é usado para prever a intensidade do sinal medido quando nenhuma obstrução está presente entre o transmissor e o receptor. Os sistemas de comunicação por satélite e os enlaces de rádio de microondas com linha de visada normalmente experimentam a propagação em espaço livre. Pela equação do espaço livre de Friis, a potência do sinal recebido cai com o inverso da distância. 174 – A atenuação em espaço livre para um enlace operando em π.430 MHz e distância de 10km é de 60dB EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 Exercício 18: Provão 1998 Deve-se projetar um radioenlace em SHF entre duas cidades (A e B), distantes 50km uma da outra operando na freqüência de 7,5GHz. Na cidade A a torre de sustentação da antena, com 100m de altura, está instalada no topo de uma elevação com 200m de altitude em relação ao nível do mar. Na cidade B a torre de sustentação da antena, com 150m de altura, está instalada no topo de uma elevação com 150m de altitude em relação ao nível do mar. Em ambas as cidades as antenas foram instaladas nos topos das torres de sustentação e os equipamentos-rádio nas bases das mesmas. Ao definir-se o perfil do radioenlace identificou-se, no percurso entre as cidades A e B, um único possível obstáculo do tipo gume de faca com 240m de altitude, distante 30km da cidade A. Os transmissores possuem potência de saída de 631mW e o limiar de recepção dos receptores é de -91dBm. A atenuação total dos circuitos de derivação (Filtros Passa-Faixa e Circuladores) “branching” é de 4,4dB. O guia de onda utilizado tem atenuação de 0,047dB/m na freqüência de 7,5GHz. A Margem Mínima de Desvanecimento (FFM-Flat Fading Margin) ou Margem de Desvanecimento Plano especificada é de 39dB. a) O enlace pode ser considerado em espaço livre? Usar Carta altimétrica. b) Qual antena deve ser especificada? c) Qual a Margem de Desvanecimento Plano real? d) Refazer os itens anteriores para altitude de obstáculo: 275m Exercício 19: FEI-P1 2º Semestre de 2007 Deseja-se interconectar as localidades A e B através de enlace em radiovisibilidade. A distância do enlace é 40km e as torres onde estão instaladas as antenas possuem h1=35m e h2=50m de altura respectivamente. Levantamento do perfil do terreno fornecido no anexo 1. Regiãohidrometeorológica de 100mm/h. Determinar as antenas, normalizadas, para atender ao enlace A-B(G821), dado que a potência do transmissor é igual a 631mW e a freqüência de operação é 7,0GHz. Considerar que os conectores, filtros, guias de onda e cabos, bem como os eventuais descasamentos de impedância, contribuem com uma atenuação de 7,5dB(ambos os lados). O limiar de sensibilidade do receptor é de –88dBm. Banda efetiva do rádio menor que 28MHz. EL0920-NEC920-EL0140-NEA140 2018-2020 Exercício 20: FEI-P1 2º Semestre de 2007 Deseja-se interconectar as localidades A e B através de enlace em radiovisibilidade. A distância do enlace é 15km e as torres onde estão instaladas as antenas possuem h1=50m e h2=45m de altura respectivamente. Levantamento do perfil do terreno fornecido no anexo 1. Região hidrometeorológica de 100mm/h. Determinar as antenas, normalizadas, para atender ao enlace A-B(G821), dado que a potência do transmissor é igual a 316mW e a frequência de operação é de 15GHz. Considerar que os conectores, filtros, guias de onda e cabos, bem como os eventuais descasamentos de impedância, contribuem com uma atenuação de 1,4dB(ambos os lados). O limiar de sensibilidade do receptor é de –82dBm. Rádio de média capacidade com banda efetiva igual a 28MHz. Adotar a polarização mais conveniente. Considerar a Indisponibilidade devido ao equipamento desprezível. Exercício 21: Radiocomunicación: Rabanos Capitulo 2 Seja um enlace de rádio em visibilidade operando em espaço livre. Dados do enlace: • Potência de Transmissão: 500mW • Ganho das Antenas: 28dBi • Perdas nos Alimentadores: Lftx=1,5dB e LfRx=1,2dB • Frequência de Operação: 4,6GHz • FFM (Flat Fading Margin): 25dB • Threshold: -85,5dBm Determinar a Máxima Distância de Alcance deste enlace: R:57km
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