Estácio - Engenharia Elétrica

Prévia do material em texto

SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Aula 1- Radiopropagação
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Conteúdo Programático desta aula
 Conhecer o mecanismo de 
 propagação do sinal através do ar.
 Identificar as degradações sofridas 
 pelo sinal em sua propagação
 Ter uma visão ampla de todo o 
 espectro de frequência e suas 
 aplicações
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
O PRINCÍPIO DE RADIOPROPAGAÇÃO
 Introdução
As telecomunicações, ao longo da história, vêm exercendo um papel preponderante no seu desenvolvimento e, atualmente, têm sido a força
propulsora que está, simultaneamente, criando a gigantesca economia global e tornando as suas partes menores e mais poderosas.
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
O PRINCÍPIO DE RADIOPROPAGAÇÃO
 As ondas de rádio que se propagam entre a antena 
 transmissora e a antena receptora são chamadas ondas 
 eletromagnéticas.
 A antena transmissora transforma variações de tensão 
 e corrente elétrica, produzida pelo equipamento 
 transmissor, em ondas eletromagnéticas, sendo a 
 antena receptora responsável pela captação e 
 conversão das ondas transmitidas em sinais elétricos.
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
O CONCEITO DE ONDA ELETROMAGNETICA- OEM
OEM: Perturbação física composta por um campo elétrico (E) e um campo magnético (H) variáveis no tempo, perpendiculares entre si, capaz de se propagar no espaço.
Freqüência: número de oscilações por unidade de tempo (Hz).
Velocidade de propagação: depende do meio onde a onda se
propaga. A velocidade máxima de uma OEM é a velocidade da luz, 300.000 km/s, no vácuo.
Comprimento de onda: distância percorrida pela onda durante um ciclo. É definido pela velocidade de propagação dividida pela frequência.
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
O CONCEITO DE ONDA ELETROMAGNETICA- OEM
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 Componentes essenciais para uma comunicação Wireless
 Sistema Transmissor 
 Rádio Transmissor (Tx)
 Linha de Transmissão (LT)
 Antena Transmissora
 Meio de Propagação – Vácuo 
 
Sistema Receptor
 Antena Receptora
 Linha de Transmissão (LT)
 Rádio Receptor (Rx)
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 Componentes essenciais para uma comunicação Wireless
 Tipos de Antena
Os tipos de antena devem ser selecionados enlace a enlace,considerando preferencialmente a configuração final dos enlaces a serem projetados e dos enlaces existentes.
Como regra geral, recomenda-se para enlaces em FM -VHF a utilização de antenas omnidirecionais para transmissão, e direcionais para Recepção.
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Antena é um condutor elétrico ou um sistema de
condutores necessário para a transmissão e a recepção de sinais através do ar.
 Na transmissão
 A Antena converte a energia elétrica em energia
 eletromagnética e irradia essa energia no ar.
 Na recepção
 Antena capta a energia eletromagnética do ar e 
 converte essa energia em energia elétrica
 Componentes essenciais para uma comunicação Wireless
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
 Componentes essenciais para uma comunicação Wireless
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Mecanismos e efeitos de propagação 
Uma portadora pode tomar vários caminhos entre as antenas que compõe um rádio-enlace.
Teoricamente, as ondas eletromagnéticas podem trafegar indefinidamente pelo espaço se desimpedidas, mas alguns fatores podem afetar a propagação (SMIT, 1987).
• A – Sinal Refratado ou Sinal Refletido
• B – Sinal Difratado
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Mecanismos e efeitos de propagação 
Dependendo das características do meio, a OEM pode sofrer desvios de percurso.
• A- Sinal Refratado ou Sinal Refletido
Ocorre quando um sinal encontra uma superfície grande comparada ao comprimento de onda do sinal e os sinais podem ser recebidos mesmo que não haja visada direta
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
• B – Sinal Difratado 
Ocorre no canto de um corpo impenetrável que obstrui a passagem e é grande quando comparado ao comprimento de onda do sinal Quando a onda encontra uma quina, se propaga em diferentes direções, tendo a quina como fonte e os sinais podem ser recebidos mesmo que não haja visada direta
Mecanismos e efeitos de propagação 
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Mecanismos e efeitos de propagação
Os mecanismos de propagação predominantes na faixa de frequências usada em sistemas celulares são: 
Visibilidade –visão direta entre as partes.
Reflexão(incluindo múltiplas reflexões e espalhamento) .
Difração (incluindo múltiplas difrações). 
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
A atmosfera se divide em: troposfera, estratosfera e ionosfera.
 Troposfera: Camada adjacente à superfície terrestre que se 
 estende até uma altitude de aproximadamente 11km. Nesta 
 camada o principal efeito na propagação das ondas de rádio é 
 o da refração devido a elevação da altitude.
 Estratosfera: Camada seguinte à troposfera que estende da 
 altitude de 11km até cerca de 50km. È uma camada estável, 
 porém de pouco interesse para telecomunicações.
 Ionosfera: Vai de 50km até 350km. A ionosfera é utilizada nas 
 faixas de VLF, LF, MF e HF, quando são aproveitados os efeitos 
 das reflexões e refrações ionosféricas.
Composição da Atmosfera
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
ESTRUTURA de PROPAGAÇÃO
ONDAS DE RADIO
Ondas Ionosféricas
Ondas Espaciais
Onda Direta
Onda Terrestres
Onda de Superfície
Onda Troposféricas
Onda Refletida no solo
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Seleção da Faixa de Frequências
Uma escolha inadequada da faixa de frequências pode causar transtornos futuros, como interferências elevadas, dificuldades na expansão futura de modo que deve ser realizada de forma criteriosa, após análise tanto do sistema a ser projetado como dos enlaces e sistemas existentes na mesma região.
Faixa de Frequências
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
ESPECTRO DE FREQUENCIAS
 
  
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Tema da Apresentação
Radiopropagação – AULA1
SISTEMA WIRELESS APLICADO À AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Vimos nesta aula
 Conhecer o mecanismo de propagação do sinal através do ar.
 Identificar as degradações sofridas pelo sinal em sua propagação
 Ter uma visão ampla de todo o espectro de frequência e suas aplicações
Tema da Apresentação