A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
AULA 4 - ANTENAS E ACESSÓRIOS

Pré-visualização | Página 3 de 3

pois seria impossível de ser construída. Entretanto para caracterizar o ganho de uma antena qualquer utiliza-se como referência a antena isotrópica. Como é feita uma comparação com a isotrópica a unidade do ganho de uma antena é dBi, ou seja dB em relação à isotrópica. Assim uma antena com 20 dBi significa que esta antena promove uma concentração de sinal em uma certa direção de 100 vezes em relação à isotrópica. Existe também a unidade dBd que seria o ganho de uma antena em relação ao ganho de um dipolo de meia onda. Como o ganho do dipolo de meia onda é de 2,15 dBi para se encontra o ganho de uma antena em dBd basta subtrair 2,15 dB.
Irradia igualmente em todas as direções em um plano sendo muito útil para cobrir por exemplo um salão grande onde os usuários estariam distribuídos por toda a área. Neste caso a antena omnidirecional seria colocada no centro do salão.
Uma isotrópica é omnidirecional em qualquer plano que passe pela sua origem origem bastando para isto lembrar que a ominidirecional irradia em todas as direções. O sol por exemplo teria esta característica pois em qualquer plano seria possível verificar que está irradiando igualmente em todas as direções.
Existem muitos tipos de antenas disponíveis no mercado;
A escolha da antena depende do projeto que leva consideração vários fatores como: distância, freqüência, aplicação, tipo de receptor, etc;
O diagrama de irradiação é a principal informação de uma antena e deve ser escolhido com muito critério para satisfazer o projeto;
A próxima figura apresenta o diagrama de irradiação de vários tipos de antenas em vários cortes diferentes.
A antena mais simples de ser construída é aquela composta de duas astes de metal com comprimento total de metade de comprimento de onda. Ou seja, cada aste teria um comprimento de um quarto de comprimento de onda. A alimentação da antena é feita através de fios ligados nas astes no centro da antena. É possível mostrar que com esta dimensão existe uma ressonância na antena provocando o surgimento de ondas eletromagnéticas provocadas pela excitação da antena por uma fonte geradora na frequencia de operação. Lembrar que esta frequencia é que foi utilizada para calcular o comprimento de onda. Outra antena bastante comum é o monopolo vertical de um quarto de comprimento de onda. Este tipo de antena possui um plano que é chamado plano de terra.
Esta figura mostra o diagrama de radiação de um dipolo. Na figura em baixo a esquerda temos uma visão em três dimensões obtendo a figura de um toróide, que se assemelha a uma rosquinha ou um pneu. Observe o dipolo na posição vertical no centro do toróide. Partindo desta figura realizamos um corte horizontal, figura acima do toróide onde observamos a aste superior do dipolo. Claramente observamos que surge uma um círculo no plano que passa pelo centro do dipolo. A figura mais acima mostra o diagrama de irradiação horizontal, que neste caso é um diagrama omnidirecional. 
No corte vertical observamos dois círculos formando um número oito deitado. O diagrama de irradiação é mostrado na figura mais a direita identificando um máximo de radiação no eixo horizontal da antena e um nulo de radiação no eixo vertical.
A figura mostra o diagrama de radiação de um dipolo de meia onda sendo A figura acima utiliza este tipo de representação sendo neste caso omnidirecional em um plano e direcional em outro plano. Este é o diagrama de irradiação de um dipolo de meia onda como será visto mais a frente.
Neste exemplo temos uma antena que não é ominidirecional em nenhum dos dois planos de análise. São mostrados dois planos, vertical e horizontal. Observar que os diagramas vertical e horizontal são diferentes. Observe que o ganho foi definido em função do ponto onde a potência cai de 3 dB. Ou seja, nestes pontos a potência cai pela metade.
Medida da diretividade;
O ganho é a medida da capacidade de concentração da potência em uma certa direção, utilizando como referência a antena isotrópica. 
Por exemplo, uma antena com ganho de 3 dB significa um aumento de 2 vezes em relação a isotrópica com a unidade dBi.
Existe também o ganho em relação ao dipolo com a unidade dBd.
Importante observar que o aumento do ganho em uma direção significa diminuir em outras direções.
Um conceito relacionado com ganho da antena é a sua abertura efetiva, que representa a área de atuação da antena. Esta forma de interpretar uma antena através de sua abertura efetiva é importante para entender a função da antena na recepção. Ou seja, uma antena na recepção pode ser imaginada como uma boca virtual no espaço que capta a energia radia pela antena de transmissão convertendo as ondas eletromagnética no espaço em um sinal guiado. A abertura efetiva depende do tamanho físico da antena e sua forma. Relação entre ganho da antena e área efetiva é dada pela expressão mostrada no slide e mostra que ganho e abertura efetiva se relacionam diretamente.
Para redes WLAN é famosa a antena construída com lata de batata da marca Pringles. A antena resultante possui um ganho de 12 dBi a um custo bastante baixo. No site abaixo é possível encontrar os detalhes da construção deste tipo de antena.
http://www.oreillynet.com/cs/weblog/view/wlg/448
Além do ganho da antena, que é o principal parâmetro, existem outros parâmetros que devem ser definidos. A impedância da antena indica qual o valor de resistência de uma antena. Este valor é comumente de 50 para sistemas rádio. O cabo coaxial também deve possuir a mesma impedância. Caso exista um descasamento de impedância vai existir uma perda de retorno que significa que parte da energia não foi radiada e retornou para o transmissor. 
Outra característica da antena e seu conector onde será conectado o cabo. O mais tradicional é um conector tipo N fêmea como o mostrado na figura. No cabo coaxial deve ter um conector N macho também mostrado na figura.
Um pigtail é um cabo coaxial com dois conectores: um para ligar na placa wireless e outro para ligar na antena. O conector para ligar na antena é em geral um conector tipo N, como mostrado na figura anterior. Este conector pode ser N macho ou N fêmea. Em geral é N macho pois será ligado diretamente na antena, como mostrado na figura da antena construída com a lata da batata Pringles. O conector da outra extremidade permite ligar na placa wireless e existem inúmeros modelos. Um exemplo clássico é o conector proprietário para placas PCMCIA da Orinoco.