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CAPÍTULO 1CAPÍTULO 1
antenas
1.1 INTRODUÇÃO
Uma antena é definida por dicionário Webster como A “um dispositivo geralmente metálico (tal como uma haste ou um 
fio) para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” IEEE De Padrão Definições de Termos de Antenas ( IEEE Std fio) para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” IEEE De Padrão Definições de Termos de Antenas ( IEEE Std fio) para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” IEEE De Padrão Definições de Termos de Antenas ( IEEE Std 
145-1983) * define a antena aérea ou como “um meio para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” Por outras 145-1983) * define a antena aérea ou como “um meio para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” Por outras 145-1983) * define a antena aérea ou como “um meio para irradiando ou recebendo ondas de rádio.” Por outras 
palavras, a antena é a estrutura de transição entre o espaço livre e um dispositivo de guia, como mostrado na Figura 
1.1. O dispositivo ou linha de transmissão de guiamento pode ter a forma de uma linha coaxial ou um tubo oco (guia 
de onda), e é utilizado para o transporte de energia electromagnética a partir da fonte de transmissão para a antena, 
ou a partir da antena para o receptor. No primeiro caso, temos uma antena transmissora e no segundo uma antena 
receptora.
A linha de transmissão de Thevenin equivalente do sistema de antena da Figura 1.1 no modo de transmissão 
é mostrado na Figura 1.2, onde a fonte é representado por um gerador ideal, a linha de transmissão é 
representado por uma linha com impedância característica
Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os Z c, e a antena é representado por uma carga Z UMA [ Z A = ( R L + R r) + jX UMA] ligado à linha de transmissão. Os 
equivalentes de circuito de Thevenin e Norton da antena são também mostrados na Figura 2.27. A resistência de 
carga R eu é usado para representar a condução e as perdas dieléctricas associada com a estrutura da antena, carga R eu é usado para representar a condução e as perdas dieléctricas associada com a estrutura da antena, carga R eu é usado para representar a condução e as perdas dieléctricas associada com a estrutura da antena, carga R eu é usado para representar a condução e as perdas dieléctricas associada com a estrutura da antena, 
enquanto R r, referido como oenquanto R r, referido como oenquanto R r, referido como oenquanto R r, referido como o
resistência à radiação, é utilizado para representar radiação pela antena. a reatância X UMAresistência à radiação, é utilizado para representar radiação pela antena. a reatância X UMAresistência à radiação, é utilizado para representar radiação pela antena. a reatância X UMAresistência à radiação, é utilizado para representar radiação pela antena. a reatância X UMA
é usado para representar a parte imaginária da impedância associada a radiação pela antena. Isto é 
discutido em mais pormenor, nas secções 2.13 e 2.14. Sob condições ideais, a energia gerada pela 
fonte deve ser totalmente transferido para a resistência à radiação R r, o qual é usado para representar fonte deve ser totalmente transferido para a resistência à radiação R r, o qual é usado para representar fonte deve ser totalmente transferido para a resistência à radiação R r, o qual é usado para representar fonte deve ser totalmente transferido para a resistência à radiação R r, o qual é usado para representar 
radiação pela antena. No entanto, num sistema prático há perdas de condução-dieléctrico, devido à 
natureza perdas da linha de transmissão e a antena, assim como os que são devidos à re fl exões 
(mismatch) Perdas na interface entre a linha e a antena. Tendo em conta a impedância interna da fonte 
e negligenciar linha e reflexão perdas (mismatch), máximo
* IEEE Transactions on Antenas e Propagação, vols. AP-17, No. 3, maio de 1969; AP-22, No. 1, Janeiro de 1974; e AP-31, No. 6, Parte * IEEE Transactions on Antenas e Propagação, vols. AP-17, No. 3, maio de 1969; AP-22, No. 1, Janeiro de 1974; e AP-31, No. 6, Parte * IEEE Transactions on Antenas e Propagação, vols. AP-17, No. 3, maio de 1969; AP-22, No. 1, Janeiro de 1974; e AP-31, No. 6, Parte 
II, Novembro de 1983.
Teoria Antena: Análise de projeto, Third Edition, por Constantino A. Balanis ISBN 0-471-66782-X Teoria Antena: Análise de projeto, Third Edition, por Constantino A. Balanis ISBN 0-471-66782-X 
Direitos de autor • 2005 John Wiley & Sons, Inc.Direitos de autor • 2005 John Wiley & Sons, Inc.Direitos de autor • 2005 John Wiley & Sons, Inc.
1
2 ANTENAS
de onda do espaço livre irradiadaAntenaLinha de transmissãoFonte
Figura 1.1 Antena como um dispositivo de transição.Figura 1.1 Antena como um dispositivo de transição.
energia é entregue à antena sob correspondência conjugado. Isto é discutido na Seção 2.13.energia é entregue à antena sob correspondência conjugado. Isto é discutido na Seção 2.13.energia é entregue à antena sob correspondência conjugado. Isto é discutido na Seção 2.13.
A re fl ondas ected a partir da interface criar, em conjunto com as ondas de viagem a partir da fonte para a antena, 
construtiva e padrões de interferência destrutiva, referido como ondas estacionárias, no interior da linha de transmissão que construtiva e padrões de interferência destrutiva, referido como ondas estacionárias, no interior da linha de transmissão que construtiva e padrões de interferência destrutiva, referido como ondas estacionárias, no interior da linha de transmissão que 
representam bolsos de concentrações de energia e de armazenagem, típicos de dispositivos de ressonância. Um padrão típico 
de onda estacionária é mostrado a tracejado na Figura 1.2, enquanto a outra está exposta na Figura 1.15. Se o sistema de 
antena não é adequadamente concebido, a linha de transmissão pode actuar a um grande grau como um elemento de 
armazenamento de energia, em vez de como um dispositivo de guia de onda e de transporte de energia. Se a intensidade 
máxima de campo de onda estacionária são su fi cientemente grande, eles podem causar arqueamento no interior das linhas 
de transmissão.
As perdas devido ao cabo, antena, e as ondas estacionárias são indesejáveis. As perdas devido ao cabo pode ser 
minimizada por selecção de linhas de baixa perda, enquanto aqueles de
E
-
 
c
a
m
p
o
E
-
 
c
a
m
p
o
INTRODUÇÃO 3
XA
Z g
V g
Rr
RL
Onda parada
ZA = (RL + R r) Uma + jXZA = (RL + R r) Uma + jXZA = (RL + R r) Uma + jXZA = (RL + R r) Uma + jX
Fonte AntennnaLinha de transmissão
Figura 1.2 -Line transmissão Thevenin equivalente a antena no modo de transmissão.Figura 1.2 -Line transmissão Thevenin equivalente a antena no modo de transmissão.
a antena pode ser diminuída através da redução da perda de resistência representada pela R eu a figura 1.2. As ondas a antena pode ser diminuída através da redução da perda de resistência representada pela R eu a figura 1.2. As ondas a antena pode ser diminuída através da redução da perda de resistência representada pela R eu a figura 1.2. As ondas a antena pode ser diminuída através da redução da perda de resistência representada pela R eu a figura 1.2. As ondas 
estacionárias pode ser reduzida, e a capacidade de armazenamento de energia da linha minimizado, por 
correspondência da impedância da antena (carga) para a impedância característica da linha. Este é o mesmo que 
cargas para linhas de transmissão, onde a carga aqui é a antena de correspondência, e é discutido mais 
detalhadamente na Seção 9.7. Um equivalente semelhante à da Figura 1.2 é usado para representar o sistema de 
antena no modo de recepção, onde a fonte é substituído por um receptor. Todas as outras partes da linha de 
transmissão equivalente permanecem os mesmos. A resistência à radiação R r é utilizado para representar o modo de transmissão equivalente permanecem os mesmos. A resistência à radiação R r é utilizado para representar o modo de transmissão equivalente permanecem os mesmos. A resistência à radiação R r é utilizado para representar o modo de transmissão equivalente permanecem os mesmos. A resistência à radiação R r é utilizado para representar o modo de 
recepção na transferência de energia de onda do espaço livre para a antena. Isto é discutido na Secção 2.13 e 
representado pelos equivalentes de circuito de Thevenin e Norton da Figura 2.27.
Além de receber ou transmitir energia, uma antena em um sistema sem fio avançada é geralmente necessária para otimizar Além de receber ou transmitir energia, uma antena em um sistema sem fio avançada é geralmente necessária para otimizar 
ou acentuar a energia de radiação em algumas direções e suprimi-lo em outros. Assim, a antena também tem de servir ou acentuar a energia de radiação em algumas direções e suprimi-lo em outros. Assim, a antena também tem de servir ou acentuar a energia de radiação em algumas direções e suprimi-lo em outros. Assim, a antena também tem de servir ou acentuar a energia de radiação em algumas direções e suprimi-lo em outros. Assim, a antena também tem de servir 
como um dispositivo direccional para além de um dispositivo de sondagem. Em seguida, deve tomar várias formas para como um dispositivo direccional para além de um dispositivo de sondagem. Em seguida, deve tomar várias formas para 
satisfazer a necessidade particular na mão, e que pode ser um pedaço de fio condutor, uma abertura, um emplastro, um 
conjunto de elementos (matriz), um re fl ector, uma lente, e assim por diante.
Para os sistemas de comunicação sem fios, a antena é um dos componentes mais importantes. Um bom design 
da antena pode relaxar os requisitos do sistema e melhorar o desempenho geral do sistema. Um exemplo típico é a 
TV para o qual a recepção geral de radiodifusão pode ser melhorada através da utilização de uma antena de alto 
desempenho. A antena serve a um sistema de comunicação a mesma finalidade que os olhos e óculos servir a um 
ser humano.
O campo de antenas é vigoroso e dinâmico, e ao longo da última tecnologia de antena de 60 anos tem sido um 
parceiro indispensável da revolução das comunicações. Muitos dos principais avanços que ocorreram durante este 
período estão em uso comum hoje em dia; No entanto, muitas outras questões e desafios que se colocam hoje, 
especialmente desde que as exigências de desempenho do sistema são ainda maiores. Muitos dos grandes 
avanços na tecnologia de antena que foram concluídos na década de 1970 até o início dos anos 1990, as que 
estavam em curso no início de 1990, e sinais de descobertas e avanços futuros foram capturados em uma edição 
especial da Proceedings of the IEEE ( Vol. 80, N ° 1, Janeiro deespecial da Proceedings of the IEEE ( Vol. 80, N ° 1, Janeiro deespecial da Proceedings of the IEEE ( Vol. 80, N ° 1, Janeiro de
1992) dedicada para antenas. O artigo introdutório desta edição especial [1] fornece uma cuidadosamente 
estruturado discussão, elegante dos princípios fundamentais de elementos radiantes e foi escrito como uma 
introdução para o não-especialista e um comentário para o especialista.
4 ANTENAS
Figura 1.3 antena de fio de con fi gurações.Figura 1.3 antena de fio de con fi gurações.
1,2 tipos de antenas
Vamos agora introduzir e brie fl y discutir algumas formas dos vários tipos de antena a fim de obter 
um olhar para o que serão encontradas no restante do livro.
1.2.1 antenas de fio
antenas de fio são familiares para o leigo, porque eles são vistos praticamente todos os lugares-on automóveis, 
edifícios, navios, aviões, naves espaciais, e assim por diante. Existem várias formas de antenas de fio, tal como um 
fio linear (dipolo), de loop, e hélice, que são mostrados na Figura 1.3. antenas de loop precisa não só ser circular. 
Eles podem assumir a forma de um retângulo, quadrado, elipse, ou qualquer outro con fi guração. A espira circular 
é a mais comum por causa da sua simplicidade de construção. Dipolos são discutidos em mais detalhe no Capítulo 
4, circula no Capítulo 5, e hélices em Capítulo 10.
1.2.2 antenas de abertura
antenas de abertura pode ser mais familiar para o leigo hoje do que no passado, devido à crescente demanda por 
formas mais sofisticadas de antenas e a utilização de frequências mais altas. Algumas formas de antenas de abertura 
são apresentados na Figura 1.4. Antenas deste tipo são muito úteis para aplicações de aeronaves e veículos 
espaciais, porque eles podem ser muito convenientemente lave-montado na pele da aeronave ou naves espaciais. 
Além disso, eles podem ser cobertos com um material dielétrico para protegê-los de condições perigosas do 
ambiente. aberturas de guia de onda são discutidos em mais detalhe no Capítulo 12, enquanto chifres são 
examinados no Capítulo 13.
1.2.3 antenas de microfita
antenas de microfita se tornou muito popular na década de 1970 principalmente para aplicações espaciais. Hoje eles 
são usados ​​para aplicações governamentais e comerciais. estas antenas
Tipos de antenas 5
(A) corneta piramidal
(B) corno cónico
(C) guia de ondas rectangular
Figura 1.4 Abertura da antena con fi gurações.Figura 1.4 Abertura da antena con fi gurações.
consistir de um adesivo metálico sobre um substrato ligado à terra. O remendo metálico pode assumir muitas 
diferentes gurações con fi, como mostrado na Figura 14.2. No entanto, os remendos rectangulares e circulares, 
apresentados na Figura 1.5, são as mais populares devido à facilidade de análise e de fabrico, e as suas 
características de radiação atraente, especialmente radiação baixo de polarização cruzada. As antenas de microfita 
são baixo per fi l, comformable para planar e superfícies não planas, simples e baratos de fabricar utilizando 
tecnologia de circuito impresso moderno, mecanicamente robusta quando montada em superfícies rígidas, 
compatíveis com desenhos MMIC, e muito versáteis em termos de frequência de ressonância, a polarização, teste 
padrão, e impedância. Estas antenas podem ser montadas na superfície das aeronaves de alto desempenho, naves 
espaciais, satélites, mísseis, carros e telefones celulares, mesmo portáteis.
1.2.4 Antenas de matriz
Muitas aplicações exigem características de radiação que pode não ser viável por um único elemento. 
Pode, no entanto, ser possívelque um agregado de elementos radiantes em um arranjo eléctrico e 
geométrico ( uma matriz) irá resultar na desejadageométrico ( uma matriz) irá resultar na desejadageométrico ( uma matriz) irá resultar na desejada
6 ANTENAS
h
h
plano de terra
(A) retangular
remendo
Substrato
eu
t
W
plano de terra
(B) circular
ε rε r
t
Substrato
ε rε r
remendo
uma
Figura 1.5 microstrip rectangular e circular (remendo) antenas.Figura 1.5 microstrip rectangular e circular (remendo) antenas.
características de radiação. O arranjo da matriz pode ser de tal modo que a radiação a partir dos elementos acrescenta-se 
para dar um máximo de radiação numa direcção ou direcções em particular, no mínimo os outros, ou de outro modo como 
desejado. Exemplos típicos de matrizes são apresentados na Figura 1.6. Normalmente, o prazo ordem é reservado para um desejado. Exemplos típicos de matrizes são apresentados na Figura 1.6. Normalmente, o prazo ordem é reservado para um desejado. Exemplos típicos de matrizes são apresentados na Figura 1.6. Normalmente, o prazo ordem é reservado para um 
arranjo em que os radiadores individuais são separados, como mostrado nas Figuras 1.6 (A-C). No entanto, o mesmo termo 
também é utilizado para descrever uma montagem de radiadores montados sobre uma estrutura contínua, mostrada na 
Figura 1.6 (d).
1.2.5 Antenas Re fl ector
O sucesso na exploração do espaço exterior resultou no avanço da teoria da antena. Devido à necessidade de se 
comunicar através de grandes distâncias, formas sofisticadas de antenas teve que ser usado, a fim de transmitir e 
receber sinais que tiveram que viajar milhares de milhas. Uma forma muito antena comum para um tal pedido é 
uma re parabólico fl ector mostrado nas Figuras 1.7 (a) e (b). Antenas deste tipo têm sido construído com 
diâmetros tão grandes como 305 m. Tais grandes dimensões são necessárias para alcançar o alto ganho 
necessário para transmitir ou receber sinais depois de milhões de milhas de viagem. Outra forma de um fl ector re, 
embora não tão comum como o parabólico, é o canto re fl ector, mostrada na Figura 1.7 (c). Estas antenas são 
examinados em detalhe no Capítulo 15.
MECANISMO DE RADIAÇÃO 7
refletores
Administração
elemento 
de alimentação
(A) matriz Yagi-Uda
(C) Microstrip matriz remendo (D) de matriz com fenda-guia de ondas
remendo
ε r ε r 
avião 
substrato terra
(B) disposição de abertura
Figura 1.6 fio típico, abertura, e matriz de microfita con fi gurações.Figura 1.6 fio típico, abertura, e matriz de microfita con fi gurações.
1.2.6 Antenas Lens
As lentes são usadas principalmente para incidente colimar energia divergente para evitar a sua propagação em direções 
indesejadas. Ao moldar adequadamente a geometria con fi guração e escolher o material adequado das lentes, eles 
podem transformar várias formas de energia divergente em ondas planas. Eles podem ser usados ​​na maior parte das 
mesmas aplicações como são os sectores- re fl parabólicos, especialmente em frequências mais altas. As suas 
dimensões e peso se tornar excessivamente grande em frequências mais baixas. antenas de lentes estão classi fi cado 
de acordo com o material a partir do qual eles são construídos, ou de acordo com a sua forma geométrica. Algumas 
formas são mostrados na Figura 1.8 [2].
Em resumo, uma antena ideal é aquela que vai irradiar toda a energia que lhe forem fornecidos a partir do 
transmissor numa direcção ou direcções desejadas. Na prática, no entanto, essas performances ideais não pode ser 
alcançado, mas pode estar intimamente abordado. Vários tipos de antenas estão disponíveis e cada tipo pode 
assumir diferentes formas, de modo a atingir as características de radiação desejada para a aplicação particular. Ao 
longo do livro, as características de radiação da maioria destas antenas são discutidos em detalhe.
MECANISMO 1,3 RADIAÇÃO
Uma das perguntas primeiros que podem ser feitas a respeito antenas seria “como é que a radiação realizado?” 
Em outras palavras, como são os eletromagnéticas campos gerados
8 ANTENAS
Figura 1.7 re fl ector típica con fi gurações.Figura 1.7 re fl ector típica con fi gurações.
Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).Figura 1.8 antena lente con fi gurações típicas. ( FONTE: LV Blake, antenas, Wiley, Nova Iorque, 1966).
MECANISMO DE RADIAÇÃO 9
pela fonte, contido e guiada no interior da linha de transmissão e uma antena, e finalmente “isolada” a partir da 
antena de modo a formar uma onda do espaço livre? A melhor explicação pode ser dada por uma ilustração. No 
entanto, vamos primeiro examinar algumas fontes básicas de radiação.
1.3.1 único fio
fios condutores são materiais cuja característica proeminente é o movimento de cargas elétricas ea criação de ow fl 
atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é atual. Vamos supor que uma densidade volumétrica de carga elétrica, representado por q v ( coulombs / m 3), é 
distribuído uniformemente em um fio circular de área de secção transversal UMA eo volume V, como mostrado na distribuído uniformemente em um fio circular de área de secção transversal UMA eo volume V, como mostrado na distribuído uniformemente em um fio circular de área de secção transversal UMA eo volume V, como mostrado na distribuído uniformemente em um fio circular de área de secção transversal UMA eo volume V, como mostrado na distribuído uniformemente em um fio circular de área de secção transversal UMA eo volume V, como mostrado na 
Figura 1.9. A carga total QFigura 1.9. A carga total Q
dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a dentro do volume V está se movendo na z direcção com uma velocidade uniforme v z ( m / seg). Pode ser demonstrado que a 
densidade de corrente J z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]densidade de corrente J z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]densidade de corrente J z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]densidade de corrente J z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]densidade de correnteJ z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]densidade de corrente J z ( amperes / m 2) através da secção transversal do fio é dado por [3]
J z = q v v z J z = q v v z J z = q v v z J z = q v v z J z = q v v z J z = q v v z ( 1-1a)( 1-1a)
Se o fio é feito de um condutor eléctrico ideal, a densidade de corrente J s ( amperes / m) reside na Se o fio é feito de um condutor eléctrico ideal, a densidade de corrente J s ( amperes / m) reside na Se o fio é feito de um condutor eléctrico ideal, a densidade de corrente J s ( amperes / m) reside na Se o fio é feito de um condutor eléctrico ideal, a densidade de corrente J s ( amperes / m) reside na 
superfície do fio e é dado pela
J s = q s v z J s = q s v z J s = q s v z J s = q s v z J s = q s v z J s = q s v z ( 1-1b)( 1-1b)
Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a Onde q s ( coulombs / m 2) é a densidade de carga de superfície. Se o fio é muito fino (idealmente raio zero), então a 
corrente no fio pode ser representado pela
Eu z = q eu v z Eu z = q eu v z Eu z = q eu v z Eu z = q eu v z Eu z = q eu v z Eu z = q eu v z ( 1-1c)( 1-1c)
Onde q eu ( coulombs / m) é a carga por unidade de comprimento.Onde q eu ( coulombs / m) é a carga por unidade de comprimento.Onde q eu ( coulombs / m) é a carga por unidade de comprimento.Onde q eu ( coulombs / m) é a carga por unidade de comprimento.
Em vez de examinar todos os três densidades de corrente, vamos nos concentrar principalmente sobre o fio muito fino. 
As conclusões se aplicam a todos os três. Se a corrente for variável no tempo, em seguida, o derivado da corrente de (1-1c) 
pode ser escrita como
dI zdI z
dt = Q eudt = Q eu
dv zdv z
dt = Q eu uma z dt = Q eu uma z dt = Q eu uma z dt = Q eu uma z 
( 1-2)( 1-2)
z
X
y
V
UMA
E
J cJ c
+ vz
Δ zΔ z
eu
Figura 1.9 Governares uniformemente distribuídos em um fio de secção transversal circular do cilindro.Figura 1.9 Governares uniformemente distribuídos em um fio de secção transversal circular do cilindro.
10 ANTENAS
Onde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita comoOnde dv z / dt = um z ( metros / seg 2) é a aceleração. Se o fio é de comprimento eu, em seguida, (1-2) pode ser escrita como
l dI zl dI z
dt = lq eudt = lq eu
dv zdv z
dt = lq eu uma z dt = lq eu uma z dt = lq eu uma z dt = lq eu uma z 
( 1-3)( 1-3)
Equação (1-3) é a relação entre a corrente de base e carga, e também serve como a relação fundamental de radiação 
electromagnética [4], [5]. Ele simplesmente afirma que para criar radiação, deve haver um tempo variando de corrente ou electromagnética [4], [5]. Ele simplesmente afirma que para criar radiação, deve haver um tempo variando de corrente ou 
uma aceleração (ou desaceleração) de carga. Nós geralmente se referem às correntes em aplicações de tempo harmônico, uma aceleração (ou desaceleração) de carga. Nós geralmente se referem às correntes em aplicações de tempo harmônico, 
enquanto carga é mais frequentemente mencionado no transientes. Para criar aceleração carga (ou desaceleração) do fio 
deve ser curvado, dobrado, descontínua, ou encerrado [1], [4]. aceleração periódica carga (ou desaceleração) ou variáveis 
​​no tempo actual, também é criada quando a carga estiver oscilando num movimento tempo-harmónica, tal como mostrado 
na Figura 1.17 para uma λ / 2 dipolo. Assim sendo:na Figura 1.17 para uma λ / 2 dipolo. Assim sendo:na Figura 1.17 para uma λ / 2 dipolo. Assim sendo:
1. Se uma carga não está se movendo, a corrente não é criado e não há radiação.
2. Se a carga está se movendo com uma velocidade uniforme:
uma. Não há radiação, se o fio é linear, e infinito em extensão.
b. Há radiação, se o fio é curvada, dobrada, descontínuo, terminada, ou truncada, como mostrada 
na Figura 1.10.
3. Se a carga está oscilando em um tempo-motion, irradia mesmo se o fio é reto.
Uma compreensão qualitativa do mecanismo de radiação pode ser obtido considerando-se uma fonte de 
impulsos ligado a um fio condutor em aberto, que pode ser ligado à terra através de uma carga discreta na sua 
extremidade aberta, como mostrado na Figura 1.10 (d). Quando o fio é inicialmente energizado, as cargas (elétrons 
livres) no fio são postos em movimento pelas linhas elétricas de força criada pela fonte. Quando as taxas são 
acelerados no-terminal de origem do fio e desacelerado (aceleração negativa em relação ao movimento original) 
durante a reflexão a partir da sua extremidade, sugere-se que radiada fi campos são produzidos em cada 
extremidade e ao longo da parte restante do fio, [ 1], [4]. Mais forte radiação com um espectro de frequência mais extremidade e ao longo da parte restante do fio, [ 1], [4]. Mais forte radiação com um espectro de frequência mais 
ampla ocorre se os impulsos são de mais curto ou mais compacto duração enquanto carga oscilante 
tempo-harmónica contínua produz, de preferência, radiação de uma única frequência determinada pela frequência 
de oscilação. A aceleração das cargas é realizado pela fonte externa em que as forças definir as cargas em de oscilação. A aceleração das cargas é realizado pela fonte externa em que as forças definir as cargas em 
movimento e produzir o campo associado irradiada. A desaceleração das cargas na extremidade do fio é realizado 
pelos (auto) forças internas associadas com o campo induzido, devido ao acúmulo de concentração da carga nas 
extremidades do fio. As forças internas receber energia a partir da formação de carga, como a sua velocidade é 
reduzida para zero nas extremidades do fio. Portanto, cobrar aceleração devido a uma excitante campo elétrico e 
desaceleração devido à descontinuidade de impedância ou curvas suaves do fio são mecanismos responsáveis 
​​para a radiação electromagnética. Enquanto tanto a densidade de corrente
( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto comouma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade ( J c) e densidade de carga ( q v) aparecem como termos de origem na equação de Maxwell, a carga é visto como uma quantidade 
mais fundamental, especialmente para campos transitórios. Mesmo que esta interpretação da radiação é usado principalmente 
para transientes, ele pode ser usado para explicar a radiação estado estacionário [4].
MECANISMO DE RADIAÇÃO 11
(E) truncada (d) 
Terminated 
chão
ZL
(C) Descontínua
(B) Bent (a) 
curvada
Figura 1.10 Fio gurações con fi para radiação.Figura 1.10 Fio gurações con fi para radiação.
1.3.2 Dois Fios
Vamos considerar uma fonte de tensão conectado a uma linha de transmissão de dois condutores que está ligado a 
uma antena. Isto é mostrado na Figura 1.11 (a). A aplicação de uma voltagem através da linha de transmissão de 
dois condutores cria um campo elétrico entre os condutores. O campo eléctrico tem associado com ele linhas 
eléctricas de força que são tangentes para o campo eléctrico em cada ponto e a sua força é proporcional à 
intensidade do campo eléctrico. As linhas de força eléctricos têm uma tendência para agir sobre os electrões livres 
(facilmente destacáveis ​​dos átomos) associados com cada um dos condutores e forçá-los a deslocar-se. O 
movimento das cargas cria uma corrente que por sua vez cria uma intensidade de campo magnético. Associado com 
a intensidade de campo magnético são as linhas de força magnéticas que são tangentes ao campo magnético.
Nós aceitamos que as linhas de campo elétrico começar em cargas positivas e termina em cargas negativas. Eles também 
podem começar com uma carga positiva e termina no infinito, iniciar a infinito e terminar com uma carga negativa, ou na forma de 
circuitos fechados não iniciar ou terminar em qualquer taxa. Magnéticos linhas de campo sempre formam circuitos fechados de 
transporte de corrente que rodeia
12 ANTENAS
A Figura 1.11 Fonte, linha de transmissão, antena, e descolamento das linhas de campo eléctrico fi.A Figura 1.11 Fonte, linha de transmissão, antena, e descolamento das linhas de campo eléctrico fi.
condutores porque fisicamente não há cargas magnéticas. Em algumas formulações matemáticas, muitas vezes é 
conveniente introduzir cargas magnéticas equivalentes e correntes magnéticas para traçar um paralelo entre as 
soluções que envolvem fontes elétricos e magnéticos.
As linhas de campo elétrico desenhadas entre os dois condutores ajudar a expor a distribuição de carga. 
Se assumirmos que a fonte de tensão é senoidal, esperamos que o campo elétrico entre os condutores 
também ser sinusoidal com um período igual ao da fonte aplicada. A magnitude relativa do campo elétrico 
intensidade é indicado pela densidade (deformação) das linhas de força com as setas mostram a direcção 
relativa (positivo ou negativo). A criação de campos eléctrico e magnético fi variando no tempo entre os 
condutores de forma de ondas electromagnéticas que viajam ao longo da linha de transmissão, como 
mostrado na Figura 1.11 (a). As ondas eletromagnéticas entrar na antena e têm associado com eles cargas 
e correntes elétricas correspondentes. E se
MECANISMO DE RADIAÇÃO 13
se remover parte da estrutura da antena, tal como mostrado na Figura 1.11 (b), as ondas de espaço livre pode ser 
formado por “ligar” os extremidades abertas das linhas eléctricas (mostrada a tracejado). As ondas de espaço livre são 
também periódicas mas um ponto de fase constante P 0 move-se para o exterior com a velocidade da luz e viaja uma também periódicas mas um ponto de fase constante P 0 move-se para o exterior com a velocidade da luz e viaja uma também periódicas mas um ponto de fase constante P 0 move-se para o exterior com a velocidade da luz e viaja uma também periódicas mas um ponto de fase constante P 0 move-se para o exterior com a velocidade da luz e viaja uma 
distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase distância de λ / 2 (a P 1) no tempo de uma metade de um período. Demonstrou-se [6] que perto da antena do ponto de fase 
constante
P 0 move-se mais depressa do que a velocidade da luz, mas se aproxima da velocidade da luz em pontos distantes a partir P 0 move-se mais depressa do que a velocidade da luz, mas se aproxima da velocidade da luz em pontos distantes a partir P 0 move-se mais depressa do que a velocidade da luz, mas se aproxima da velocidade da luz em pontos distantes a partir 
da antena (análogo a velocidade de fase no interior de um guia de ondas rectangular). Figura 1.12 exibe a criação e as 
viagens de ondas de espaço livre por um esferóide prolate com λ / 2, onde a distância interfocal λ é o comprimento de onda. viagens de ondas de espaço livre por um esferóide prolate com λ / 2, onde a distância interfocal λ é o comprimento de onda. viagens de ondas de espaço livre por um esferóide prolate com λ / 2, onde a distância interfocal λ é o comprimento de onda. viagens de ondas de espaço livre por um esferóide prolate com λ / 2, onde a distância interfocal λ é o comprimento de onda. viagens de ondas de espaço livre por um esferóide prolate com λ / 2, onde a distância interfocal λ é o comprimento de onda. 
As ondas de espaço livre de um centro-alimentado λ / 2 dipolo, excepto na proximidade imediata da antena, são As ondas de espaço livre de um centro-alimentado λ / 2 dipolo, excepto na proximidade imediata da antena, são As ondas de espaço livre de um centro-alimentado λ / 2 dipolo, excepto na proximidade imediata da antena, são 
essencialmente as mesmas que as do esferóide alongada.
A questão é ainda sem resposta como as ondas guiadas são destacadas a partir da antena para 
criar as ondas de espaço livre que estão indicadas como ciclos fechados nas Figuras 1,11 e 1,12. 
Antes de tentar explicar isso, vamos traçar um paralelo entre as ondas guiadas e sem espaço, e 
ondas de água [7] criada pela queda de uma pedra em um corpo de água calma ou iniciados de 
alguma outra maneira. Uma vez que o distúrbio em que a água tenha sido iniciado, ondas são 
criadas que começa a viajar para o exterior. Se a perturbação foi removido, as ondas não param ou 
extinguir-se, mas continuar o seu curso de viagem. Se a perturbação persistir, novas ondas são 
continuamente criado, que ficam em sua viagem atrás dos outros. O mesmo acontece com as ondas 
electromagnéticas criadas por um distúrbio eléctrico.
A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T /8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD A Figura 1.12 linhas de campo elétrico de onda em espaço livre para um λ / 2 antena em t = 0, T / 8, T / 4, e 3 T / 8. ( FONTE: JD 
Kraus, eletromagnetismo, 4ª ed., McGraw-Hill, New York, 1992. Reproduzido com permissão do JD Kraus e John D. Cowan, Kraus, eletromagnetismo, 4ª ed., McGraw-Hill, New York, 1992. Reproduzido com permissão do JD Kraus e John D. Cowan, Kraus, eletromagnetismo, 4ª ed., McGraw-Hill, New York, 1992. Reproduzido com permissão do JD Kraus e John D. Cowan, 
Jr.).
14 ANTENAS
A Figura 1.13 Linhas elétricas eld fi de onda do espaço livre para antena biconical.A Figura 1.13 Linhas elétricas eld fi de onda do espaço livre para antena biconical.
A linha de transmissão, em seguida, para a antena, e finalmente são irradiadas como ondas de espaço livre, mesmo se 
a fonte eléctrica deixou de existir (tal como foi com as ondas de água e a sua perturbação geradora). Se a perturbação 
elétrica é de natureza contínua, ondas eletromagnéticas existir continuamente e seguir em sua viagem atrás dos 
outros. Isto é mostrado na Figura 1.13 para uma antena bicónico. Quando as ondas electromagnéticas estão dentro da 
linha de transmissão e uma antena, a sua existência está associada com a presença das cargas no interior dos 
condutores. No entanto, quando as ondas são irradiadas, eles formam laçadas fechadas e não há nenhuma carga para 
sustentar a sua existência. Isso nos leva a concluir que as cargas elétricas são necessários para excitar os campos, sustentar a sua existência. Isso nos leva a concluir que as cargas elétricas são necessários para excitar os campos, 
mas não são necessários para sustentá-los e podem existir na sua ausência. Isto está em analogia directa com as 
ondas de água.
1.3.3 Dipolo
Agora vamos tentar explicar o mecanismo pelo qual as linhas eléctricas de força são destacados a partir da antena 
para formar as ondas de espaço livre. Isto irá novamente ser ilustrada por um exemplo de uma antena dipolo 
pequeno, onde o tempo de viagem é negligenciável. Esta é apenas necessário para dar uma melhor interpretação 
física do destacamento das linhas de força. Embora um mecanismo fi cado um tanto simplificada, que não permite 
uma visualizar a criação de ondas de espaço livre. A Figura 1.14 (a) mostra as linhas de força criada entre os 
braços de uma pequena dipolo centro-alimentado no primeiro trimestre do período de tempo durante o qual a carga 
atingiu o seu valor máximo (assumindo que uma variação de tempo sinusoidal) e as linhas de ter viajado para o 
exterior a uma distância radial λ / 4. Para este exemplo, vamos supor que o número de linhas formadas são três. exterior a uma distância radial λ / 4. Para este exemplo, vamos supor que o número de linhas formadas são três. exterior a uma distância radial λ / 4. Para este exemplo, vamos supor que o número de linhas formadas são três. 
Durante o próximo trimestre do período, as três linhas originais viajar um adicional λ / 4 (um total de λ / 2 a partir do Durante o próximo trimestre do período, as três linhas originais viajar um adicional λ / 4 (um total de λ / 2 a partir do Durante o próximo trimestre do período, as três linhas originais viajar um adicional λ / 4 (um total de λ / 2 a partir do Durante o próximo trimestre do período, as três linhas originais viajar um adicional λ / 4 (um total de λ / 2 a partir do Durante o próximo trimestre do período, as três linhas originais viajar um adicional λ / 4 (um total de λ / 2 a partir do 
ponto inicial) e a densidade de carga sobre os condutores começa a diminuir. Isto pode ser pensado como sendo 
conseguida através da introdução de cargas opostas que no final da primeira metade do período de ter 
neutralizadas as cargas sobre os condutores. As linhas de força criadas pelas cargas opostas são três e percorrer 
uma distância λ / 4 duranteuma distância λ / 4 duranteuma distância λ / 4 durante
MECANISMO DE RADIAÇÃO 15
A Figura 1.14 Formação e desprendimento de linhas de campo eléctrico para fi dipolo curto.A Figura 1.14 Formação e desprendimento de linhas de campo eléctrico para fi dipolo curto.
o segundo trimestre da primeira metade, e são mostradas a tracejado na Figura 1.14 (b). O resultado final é que 
existem três linhas de força apontada para cima na primeiros λ / 4 distância e o mesmo número de linhas dirigida existem três linhas de força apontada para cima na primeiros λ / 4 distância e o mesmo número de linhas dirigida existem três linhas de força apontada para cima na primeiros λ / 4 distância e o mesmo número de linhas dirigida 
para baixo na segunda λ / 4. Uma vez que não existe qualquer carga líquida na antena, em seguida, as linhas de para baixo na segunda λ / 4. Uma vez que não existe qualquer carga líquida na antena, em seguida, as linhas de para baixo na segunda λ / 4. Uma vez que não existe qualquer carga líquida na antena, em seguida, as linhas de 
força deve ter sido forçado a separar-se dos condutores e a unir-se em conjunto para formar lacetes fechados. 
Isto é mostrado na Figura 1.14 (c). Na segunda metade restante do período, o mesmo procedimento é seguido, 
mas na direcção oposta. Depois disso, o processo é repetido e continua inde infinitamente fi e padrões de campo 
elétrico, semelhantes aos da Figura 1.12, são formados.
1.3.4 Computer Animation-Visualization of Radiation Problemas
A dificuldade que os alunos geralmente enfrentar é que o sujeito do eletromagnetismo é bastante abstrato, e 
é difícil de visualizar a propagação de ondas electromagnéticas e
16 ANTENAS
interação. Com métodos numéricos e computacionais avançados de hoje e animação e visualização de software e 
hardware, esse dilema pode, em grande medida, ser minimizados. Para resolver este problema, temos desenvolvido e 
incluídos neste programas de computador capítulo para animar e visualizar três problemas de radiação. As descrições 
dos programas de computador são encontrados no disco de computador incluídos neste livro. Cada problema é 
resolvido através do método das diferenças finitas no domínio do tempo (FD-TD) [8] - [10], um método que resolve as 
equações de Maxwell, como uma função de tempo em intervalos de tempo discretos em pontos discretos no espaço. 
Uma imagem dos campos podem ser tomadas em cada passo de tempo para criar um filme que pode ser visto como 
uma função do tempo. Outra animação e software de visualização, referido como applets, estão incluídos no CD anexo.uma função do tempo. Outra animação e software de visualização, referido como applets, estão incluídos no CD anexo.uma função do tempo. Outra animação e software de visualização, referido como applets, estão incluídos no CD anexo.
Os três problemas de radiação que são animados e podem ser visualizados utilizando o programa de 
computador deste capítulo e incluídos no disco de computador são:
uma. Em fi fonte linha comprimento finito (bidimensional) excitado por um único pulso de Gaussuma. Em fi fonte linha comprimento finito (bidimensional) excitadopor um único pulso de Gauss
e irradiando em uma forma ilimitada.
b. Em fi fonte linha comprimento finito (bidimensional) excitado por um único pulso de Gaussb. Em fi fonte linha comprimento finito (bidimensional) excitado por um único pulso de Gauss
e irradiando dentro de um cilindro quadrado condutora perfeitamente eléctrico (PEC).
c. chifre sectorial E-plano (forma bidimensional da Figura 13.2) excitado por um conti-c. chifre sectorial E-plano (forma bidimensional da Figura 13.2) excitado por um conti-
fonte de tensão cosinusoidal uous e irradiando em uma forma ilimitada.
A fim de visualizar animar e, em seguida, cada um dos três problemas de radiação, o utilizador necessita MATLAB A fim de visualizar animar e, em seguida, cada um dos três problemas de radiação, o utilizador necessita MATLAB 
[ 11] e o MATLAB M- fi le, encontrado no disco do computador incluídas no livro, para produzir a solução FD-TD [ 11] e o MATLAB M- fi le, encontrado no disco do computador incluídas no livro, para produzir a solução FD-TD [ 11] e o MATLAB M- fi le, encontrado no disco do computador incluídas no livro, para produzir a solução FD-TD [ 11] e o MATLAB M- fi le, encontrado no disco do computador incluídas no livro, para produzir a solução FD-TD 
correspondente de cada problema radiação. Para cada problema da radiação, o M-File executado em MATLAB produz correspondente de cada problema radiação. Para cada problema da radiação, o M-File executado em MATLAB produz correspondente de cada problema radiação. Para cada problema da radiação, o M-File executado em MATLAB produz correspondente de cada problema radiação. Para cada problema da radiação, o M-File executado em MATLAB produz correspondente de cada problema radiação. Para cada problema da radiação, o M-File executado em MATLAB produz 
um filme de tirar uma foto do domínio computacional cada terceiro passo de tempo. O filme é visto como uma 
função do tempo que a onda viaja no espaço computacional.
A. In Line fi nite Fonte em meio Unbounded ( tm aberto)A. In Line fi nite Fonte em meio Unbounded ( tm aberto)
A solução FD-TD primeira é a de uma fonte de linha comprimento nite em fi excitado por um único pulso de Gauss 
timederivative, com uma duração de cerca de 0,4 nanosegundos, numa TM bidimensional z- domínio computacional. A timederivative, com uma duração de cerca de 0,4 nanosegundos, numa TM bidimensional z- domínio computacional. A timederivative, com uma duração de cerca de 0,4 nanosegundos, numa TM bidimensional z- domínio computacional. A 
forma ilimitada é simulada usando um de seis camadas Berenger camada perfeitamente emparelhadas (PML) 
Absorvendo Boundary Condição (ABC) [9], [10] para truncar o espaço computacional a uma distância infinita sem, 
em princípio, a criação de qualquer re fl exões. Assim, o impulso viaja radialmente para fora, criando um
viajando tipo de uma frente de onda. As frentes de onda para fora, que se deslocam são facilmente identificados usando o viajando tipo de uma frente de onda. As frentes de onda para fora, que se deslocam são facilmente identificados usando o 
esquema de coloração para a intensidade (ou escala de cinzentos para monitores de preto e branco) quando a visualização 
do filme. O filme é criado pelo MATLAB M-File que produz a solução FD-TD tirando uma fotografia do domínio do filme. O filme é criado pelo MATLAB M-File que produz a solução FD-TD tirando uma fotografia do domínio do filme. O filme é criado pelo MATLAB M-File que produz a solução FD-TD tirando uma fotografia do domínio 
computacional cada terceiro passo de tempo. Cada passo de tempo é de 5 picosegundos enquanto que cada célula de 
FD-TD é de 3 mm sobre um lado. O filme é de 37 quadros longo cobrindo 185 picossegundos de tempo decorrido. O 
espaço computacional inteiro é de 15,3 cm por 15,3 cm e é modelada por 2500 quadrados células FD-TD (50 × 50), incluindo espaço computacional inteiro é de 15,3 cm por 15,3 cm e é modelada por 2500 quadrados células FD-TD (50 × 50), incluindo espaço computacional inteiro é de 15,3 cm por 15,3 cm e é modelada por 2500 quadrados células FD-TD (50 × 50), incluindo 
a 6 células para implementar o PML ABC.
B. Infinito Linha Fonte em um PEC Praça Cilindro ( Caixa tm)B. Infinito Linha Fonte em um PEC Praça Cilindro ( Caixa tm)
Este problema é simulado de modo semelhante como a da fonte de linha num meio sem limites, incluindo as 
características do pulso. A principal diferença é que o domínio computacional deste problema é truncado por 
paredes de PEC; portanto, não há necessidade deparedes de PEC; portanto, não há necessidade de
DISTRIBUIÇÃO atual em um THIN fio da antena 17
PML ABC. Para este problema, o pulso se desloca numa direcção para fora e reflete-se quando se atinge as PML ABC. Para este problema, o pulso se desloca numa direcção para fora e reflete-se quando se atinge as 
paredes do cilindro. O refletida pulso juntamente com o impulso viajar radialmente para fora de forma construtiva 
e destrutiva interferem uns com os outros e criar um de pé tipo de uma frente de onda. Os picos e vales da frente e destrutiva interferem uns com os outros e criar um de pé tipo de uma frente de onda. Os picos e vales da frente e destrutiva interferem uns com os outros e criar um de pé tipo de uma frente de onda. Os picos e vales da frente 
de onda modi fi cado pode ser facilmente identificado ao visualizar o filme, utilizando os esquemas de cor ou 
cinza intensidade escala. Suf tempo fi ciente é permitido no filme para permitir o pulso para viajar a partir da 
fonte para as paredes do cilindro, voltar à fonte, e depois voltar para as paredes do cilindro. Cada passo de 
tempo é de 5 picossegundos e cada célula de FD-TD é de 3 mm sobre um lado. O filme é de 70 quadros longo 
cobrindo 350 picossegundos de tempo decorrido. O cilindro quadrado, e, assim, o espaço computacional, tem 
uma secção transversal de 15,3 cm por 15,3 cm e é modelado utilizando uma área de 50 por 50 células de 
FD-TD.
C. E- Plano Setorial Horn em um meio Unbounded ( te chifre)C. E- Plano Setorial Horn em um meio Unbounded ( te chifre)C. E- Plano Setorial Horn em um meio Unbounded ( te chifre)C. E- Plano Setorial Horn em um meio Unbounded ( te chifre)
o E- chifre plano sectorial é excitado por uma tensão cosinusoidal (CW) de 9,84 GHz, em um TE Z domínio o E- chifre plano sectorial é excitado por uma tensão cosinusoidal (CW) de 9,84 GHz, em um TE Z domínio o E- chifre plano sectorial é excitado por uma tensão cosinusoidal (CW) de 9,84 GHz, em um TE Z domínio o E- chifre plano sectorial é excitado por uma tensão cosinusoidal (CW) de 9,84 GHz, em um TE Z domínio o E- chifre plano sectorial é excitado por uma tensão cosinusoidal (CW) de 9,84 GHz, em um TE Z domínio 
computacional, em vez da excitação por impulsos Gaussiana dos dois problemas anteriores. A forma ilimitada é 
implementado utilizando um de oito camadas Berenger PML ABC. O espaço computacional é 25,4 cm por 25,4 cm e é 
modelada usando 100 100 células por FD-TD (cada célula quadrado sendo 2,54 mm de lado). O filme é de 70 quadros 
longo cobrindo 296 picossegundos de tempo decorrido e é criado por tirar uma foto a cada terceiro quadro. Cada passo 
de tempo é 4,23 picossegundos de duração. A corneta tem um total de fl são ângulo de 52 ◦ e a sua secção ared fl é de tempo é 4,23 picossegundos de duração. A corneta tem um total de fl são ângulo de 52 ◦ e a sua secção ared fl é de tempo é 4,23 picossegundos de duração. A corneta tem um total de fl são ângulo de 52 ◦ e a sua secção ared fl é 
2,62 cm de comprimento, é alimentado por uma placa paralela de 1 cm de largura e 4,06 cm de comprimento, e tem 
uma abertura de 3,56 cm.
1,4 DISTRIBUIÇÃO DE CORRENTE EM UM FINO FIO DE ANTENA
Na secção anterior discutimos o movimento dos electrões livres sobre os condutores que representam a linha 
de transmissão e a antena. A fim de ilustrar a criação da distribuiçãoda corrente sobre um dipolo linear, e 
sua subsequente radiação, vamos primeiro começar com a geometria de uma linha de transmissão sem 
perdas de dois fios, como mostrado na Figura 1.15 (a). O movimento das cargas cria uma corrente de onda 
viajante, de magnitude Eu 0 / 2, ao longo de cada um dos fios. Quando a corrente chega ao final de cada um viajante, de magnitude Eu 0 / 2, ao longo de cada um dos fios. Quando a corrente chega ao final de cada um viajante, de magnitude Eu 0 / 2, ao longo de cada um dos fios. Quando a corrente chega ao final de cada um viajante, de magnitude Eu 0 / 2, ao longo de cada um dos fios. Quando a corrente chega ao final de cada um 
dos fios, ele passa por uma re fl exão completa (magnitude igual e 180 ◦ inversão de fase). A onda reflectidos dos fios, ele passa por uma re fl exão completa (magnitude igual e 180 ◦ inversão de fase). A onda reflectidos dos fios, ele passa por uma re fl exão completa (magnitude igual e 180 ◦ inversão de fase). A onda reflectidos 
viajar, quando combinado com a onda incidente viajar, formas em cada fio de um padrão de forma sinusoidal 
de onda estacionária pura, como mostrado na Figura 1.15 (a). A corrente em cada fio é submetido a um 180 ◦ inversão de onda estacionária pura, como mostrado na Figura 1.15 (a). A corrente em cada fio é submetido a um 180 ◦ inversão de onda estacionária pura, como mostrado na Figura 1.15 (a). A corrente em cada fio é submetido a um 180 ◦ inversão 
de fase entre meios ciclos adjacentes. Isto é indicado na Figura (a) 1,15 pela inversão da direcção da seta. A 
radiação de cada fio ocorre individualmente, devido à natureza variável no tempo da corrente e a terminação 
do fio.
Para a linha de transmissão equilibrado de dois fios (simétrico), a corrente em um halfcycle de um 
fio é da mesma magnitude mas 180 ◦ fora-de-fase de que no semi-ciclo correspondente do outro cabo. fio é da mesma magnitude mas 180 ◦ fora-de-fase de que no semi-ciclo correspondente do outro cabo. fio é da mesma magnitude mas 180 ◦ fora-de-fase de que no semi-ciclo correspondente do outro cabo. 
Se, além disso o espaçamento entre os dois fios é muito pequena ( s Se, além disso o espaçamento entre os dois fios é muito pequena ( s 
λ), os campos radiados pela corrente de cada fio sãoλ), os campos radiados pela corrente de cada fio são
essencialmente cancelada por aqueles do outro. O resultado líquido é uma linha de transmissão quase ideal (e 
desejado) nonradiating.
À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), À medida que a secção da linha de transmissão entre 0 ≤ z ≤ eu/ 2 começa a fl são, como mostrado na Figura 1.15 (b), 
pode presumir-se que a distribuição de corrente é essencialmente inalterada
18 ANTENAS
_ +
A Figura 1.15 distribuição de corrente sobre uma linha de transmissão sem perdas de dois fios, linha de transmissão fl ared, e dipolo linear.A Figura 1.15 distribuição de corrente sobre uma linha de transmissão sem perdas de dois fios, linha de transmissão fl ared, e dipolo linear.
na forma em cada um dos fios. No entanto, porque os dois fios da seção fl ared não são necessariamente 
próximos uns dos outros, os campos irradiadas por um não necessariamente cancelar as do outro. Portanto 
idealmente há um saldo de radiação pelo sistema transmissionline.
Em última análise, a secção fl ared de da linha de transmissão pode ter a forma mostrada na Figura 1.15 (c). 
Esta é a geometria da antena dipolo utilizado. Devido ao padrão de corrente de onda estacionária, que também é 
classificada como uma antena de onda estacionária (em contraste com as antenas de ondas progressivas, que 
serão discutidas em pormenor no capítulo 10). E se l <λ, a fase da onda estacionária corrente em cada braço é a serão discutidas em pormenor no capítulo 10). E se l <λ, a fase da onda estacionária corrente em cada braço é a serão discutidas em pormenor no capítulo 10). E se l <λ, a fase da onda estacionária corrente em cada braço é a 
mesma em todo o seu comprimento. Além disso, ele é espacialmente orientados na mesma direcção como
DISTRIBUIÇÃO atual em um THIN fio da antena 19
que do outro braço, conforme mostrado na Figura 1.15 (c). Assim, os campos irradiados pelos dois braços do dipolo (partes 
verticais de uma linha de transmissão ared fl) vai reforçar principalmente uns dos outros para a maioria das direcções de 
observação (a fase devido à posição relativa de cada pequena parte de cada braço também tem de ser incluído para uma 
descrição completa da formação de um padrão de radiação).
Se o diâmetro de cada fio é muito pequena ( d Se o diâmetro de cada fio é muito pequena ( d λ), o padrão de onda estacionária idealλ), o padrão de onda estacionária ideal
da corrente ao longo dos braços do dipolo é sinusoidal com um nulo no final. No entanto, a sua forma global 
depende do comprimento de cada braço. Para dipolos alimentou-center com
eu λ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados naλ, l = λ / 2, λ / 2 < l <λ e λ <l < 3 λ / 2, os actuais padrões estão ilustrados na
As Figuras 1.16 (a-d). O padrão atual de um pequeno dipolo (normalmente λ / 50 < eu ≤As Figuras 1.16 (a-d). O padrão atual de um pequeno dipolo (normalmente λ / 50 < eu ≤As Figuras 1.16 (a-d). O padrão atual de um pequeno dipolo (normalmente λ / 50 < eu ≤As Figuras 1.16 (a-d). O padrão atual de um pequeno dipolo (normalmente λ / 50 < eu ≤As Figuras 1.16 (a-d). O padrão atual de um pequeno dipolo (normalmente λ / 50 < eu ≤
λ / 10) pode ser aproximada por uma distribuição triangular desde que o pecado ( kl / 2)λ / 10) pode ser aproximada por uma distribuição triangular desde que o pecado ( kl / 2)λ / 10) pode ser aproximada por uma distribuição triangular desde que o pecado ( kl / 2)λ / 10) pode ser aproximada por uma distribuição triangular desde que o pecado ( kl / 2) kl / 2 quandokl / 2 quando
kl / 2 é muito pequena. Isto é ilustrado na Figura 1.16 (a).kl / 2 é muito pequena. Isto é ilustrado na Figura 1.16 (a).
Devido às suas variações espaciais cíclicas, o padrão de onda estacionária corrente de um dipolo mais 
tempo do que λ (l> λ) sofre 180 ◦ a inversão de fase entre halfcycles adjacentes. Portanto a corrente em todas as tempo do que λ (l> λ) sofre 180 ◦ a inversão de fase entre halfcycles adjacentes. Portanto a corrente em todas as tempo do que λ (l> λ) sofre 180 ◦ a inversão de fase entre halfcycles adjacentes. Portanto a corrente em todas as tempo do que λ (l> λ) sofre 180 ◦ a inversão de fase entre halfcycles adjacentes. Portanto a corrente em todas as tempo do que λ (l> λ) sofre 180 ◦ a inversão de fase entre halfcycles adjacentes. Portanto a corrente em todas as 
partes do dipolo não tem a mesma fase. Isto é demonstrado graficamente naFigura 1.16 (d) para λ <l < 3 λ / 2. partes do dipolo não tem a mesma fase. Isto é demonstrado graficamente na Figura 1.16 (d) para λ <l < 3 λ / 2. partes do dipolo não tem a mesma fase. Isto é demonstrado graficamente na Figura 1.16 (d) para λ <l < 3 λ / 2. partes do dipolo não tem a mesma fase. Isto é demonstrado graficamente na Figura 1.16 (d) para λ <l < 3 λ / 2. partes do dipolo não tem a mesma fase. Isto é demonstrado graficamente na Figura 1.16 (d) para λ <l < 3 λ / 2. 
Por sua vez, os campos irradiados por algumas partes do dipolo não irá reforçar as dos outros. Como um 
resultado,
+
+
+
+
+ 
-
-
+
+
+
A Figura 1.16 distribuição atual em dipolos lineares.A Figura 1.16 distribuição atual em dipolos lineares.
20 ANTENAS
A Figura 1.17 distribuição de corrente em um λ / antena 2 fios para diferentes tempos.A Figura 1.17 distribuição de corrente em um λ / antena 2 fios para diferentes tempos.A Figura 1.17 distribuição de corrente em um λ / antena 2 fios para diferentes tempos.A Figura 1.17 distribuição de corrente em um λ / antena 2 fios para diferentes tempos.
signi fi cativa interferência e efeitos cancelamento será observado na formação do padrão de radiação total. Ver 
Figura 4.11 para o padrão de um λ / 2 dipolo e a Figura 4.7 para que de um 1,25 λ dipolo.Figura 4.11 para o padrão de um λ / 2 dipolo e a Figura 4.7 para que de um 1,25 λ dipolo.Figura 4.11 para o padrão de um λ / 2 dipolo e a Figura 4.7 para que de um 1,25 λ dipolo.Figura 4.11 para o padrão de um λ / 2 dipolo e a Figura 4.7 para que de um 1,25 λ dipolo.Figura 4.11 para o padrão de um λ / 2 dipolo e a Figura 4.7 para que de um 1,25 λ dipolo.
Para um sistema variável no tempo harmônico de frequência radiano ω = 2 πf, os padrões da Figura 1.16 onda Para um sistema variável no tempo harmônico de frequência radiano ω = 2 πf, os padrões da Figura 1.16 onda Para um sistema variável no tempo harmônico de frequência radiano ω = 2 πf, os padrões da Figura 1.16 onda Para um sistema variável no tempo harmônico de frequência radiano ω = 2 πf, os padrões da Figura 1.16 onda Para um sistema variável no tempo harmônico de frequência radiano ω = 2 πf, os padrões da Figura 1.16 onda 
estacionária actuais representam a corrente de excitação máxima para qualquer tempo. As variações de corrente, como uma 
função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. função do tempo, em um λ / 2 dipolo-alimentados centro são mostrados na Figura 1,17 para 0 ≤ t ≤ T / 2 onde T é o período. 
Estas variações podem ser obtidas através da multiplicação do padrão da Figura 1.16 (b) onda estacionária corrente por cos ( cot).Estas variações podem ser obtidas através da multiplicação do padrão da Figura 1.16 (b) onda estacionária corrente por cos ( cot).
1,5 avanço da história
A história de antenas [12] remonta a James Clerk Maxwell, que uni fi cado as teorias da eletricidade e magnetismo, e 
eloquentemente representadas as suas relações através de um conjunto de equações profundas mais conhecido como Equações eloquentemente representadas as suas relações através de um conjunto de equações profundas mais conhecido como Equações 
de Maxwell. Sua obra foi publicada pela primeira vez em 1873 [13]. Ele também mostrou que a luz era eletromagnética e de Maxwell. Sua obra foi publicada pela primeira vez em 1873 [13]. Ele também mostrou que a luz era eletromagnética e 
que tanto as ondas eletromagnéticas de luz e viajar por perturbações de onda da mesma velocidade. Dentro
1886, professor Heinrich Hertz Rudolph demonstrado o sistema electromagnético sem fios em primeiro lugar. Ele foi 
capaz de produzir em seu laboratório em um comprimento de onda de 4 ma faísca na abertura de uma transmissão λ capaz de produzir em seu laboratório em um comprimento de onda de 4 ma faísca na abertura de uma transmissão λ 
/ 2 dipolo que foi então detectado como uma faísca no espaço de um laço nas proximidades. Não foi até 1901 que / 2 dipolo que foi então detectado como uma faísca no espaço de um laço nas proximidades. Não foi até 1901 que 
Guglielmo Marconi foi capaz de enviar sinais a grandes distâncias. Ele realizou, em 1901, a fi transmissão 
transatlântica primeiro de Poldhu na Cornualha, Inglaterra, a Terra Nova St. John. Sua antena transmissora 
consistiu de 50 fios verticais na forma de um ventilador ligado à terra através de um transmissor de faísca. Os fios 
foram suportados horizontalmente por um fio estaiada entre dois postes de madeira de 60 m. A antena de recepção 
em St. John era um 200-m de fio puxado e suportada por um papagaio. Este foi o início da era da antena.
Desde o início da Marconi através dos anos 1940, a tecnologia de antena foi centrada principalmente no fio 
relacionado elementos radiantes e frequências até cerca de UHF. isso foi
avanço da história 21
não até a Segunda Guerra Mundial que a moderna tecnologia de antena foi lançado e novos elementos (tais como 
aberturas de guia de onda, chifres, re fl sectores-) foram introduzidos primeiramente. Muito deste trabalho é 
capturado no livro de prata [14]. Um factor que contribui para esta nova era foi a invenção de fontes de microondas 
(tais como o clístron e magnetrão) com frequências de 1 GHz e acima.
Enquanto a Segunda Guerra Mundial lançou uma nova era em antenas, avanços na arquitetura de computadores e tecnologia 
durante a década de 1960 até a década de 1990 tiveram um grande impacto sobre o avanço da tecnologia de antena moderna, e eles 
deverão ter uma ainda maior in fl uência sobre engenharia de antena para o século XXI. Começando principalmente no início dos anos 
1960, foram introduzidos métodos numéricos que permitiram previamente intratáveis ​​complexos gurações sistema de antena con fi a 
ser analisado e concebido de forma muito precisa. Além disso, os métodos assimptóticas para ambas as frequências baixas (por 
exemplo, método dos momentos (MM), de diferenças finitas, de elementos finitos) e altas frequências (por exemplo, Teorias 
geométricas e físicas de difracção) foram introduzidos, contribuindo significativamente para a maturidade da antena fi eld. Enquanto no 
design da antena passado pode ter sido considerada uma questão secundária no design geral do sistema, hoje desempenha um papel 
crítico. Na verdade, muitos sucessos do sistema dependem do design e desempenho da antena. Além disso, enquanto no primeiro 
semestre deste tecnologia de antena século pode ter sido considerado quase uma operação de “cortar e tentar”, hoje é 
verdadeiramente uma arte de engenharia. métodos de análise e design são tais que o desempenho do sistema de antena pode ser 
previsto com precisão notável. Na verdade, muitos projetos de antena proceder directamente a partir da fase de concepção inicial ao 
protótipo sem testes intermediária. O nível de confiança aumentou tremendamente. enquanto que no primeiro semestre destetecnologia de antena século pode ter sido considerado quase uma operação de “cortar e tentar”, hoje é verdadeiramente uma arte de 
engenharia. métodos de análise e design são tais que o desempenho do sistema de antena pode ser previsto com precisão notável. 
Na verdade, muitos projetos de antena proceder directamente a partir da fase de concepção inicial ao protótipo sem testes 
intermediária. O nível de confiança aumentou tremendamente. enquanto que no primeiro semestre deste tecnologia de antena século 
pode ter sido considerado quase uma operação de “cortar e tentar”, hoje é verdadeiramente uma arte de engenharia. métodos de análise e design são tais que o desempenho do sistema de antena pode ser previsto com precisão notável. Na verdade, muitos projetos de antena proceder directamente a partir da fase de concepção inicial ao protótipo sem testes intermediária. O nível de confiança aumentou tremendamente.
O interesse generalizado em antenas é refletida pelo grande número de livros escritos sobre o assunto 
[15]. Estes têm sido classificadas em quatro categorias: Fundamentais, manuais, medidas e Specialized. Esta 
é uma notável colecção de livros, e isso reflete a popularidade do assunto antena, especialmente desde os 
anos 1950. Devido a limitações de espaço, apenas uma lista parcial é incluído aqui [2], [5], [7], [16] - [39], 
incluindo a primeira e segunda edições deste livro em 1982, 1997. Alguns desses livros estão agora fora de 
catálogo.
1.5.1 elementos de antena
Antes da Segunda Guerra Mundial, a maioria dos elementos de antena eram do tipo fio (fios longos, dipolos, hélices, 
os diamantes, ventiladores, etc.), e eles foram usados ​​quer como elementos individuais ou em matrizes. Durante e 
após a Segunda Guerra Mundial, muitos outros radiadores, alguns dos quais podem ter sido conhecidos para alguns 
e outros dos quais eram relativamente novos, foram colocados em serviço. Isso criou uma necessidade de uma 
melhor compreensão e otimização de suas características de radiação. Muitas dessas antenas eram do tipo de 
abertura (como abertas guias de onda, entalhes, chifres, re sectores- fl, lentes), e eles têm sido usados ​​para a 
comunicação, radar, sensoriamento remoto e aplicações espaciais, tanto no ar e baseada na Terra plataformas. 
Muitos deles operam na região de microondas e são discutidos nos Capítulos 12, 13, 15 e em [40].
Antes da década de 1950, antenas com padrão de banda larga e características de impedância teve larguras de 
banda não muito maior do que cerca de 2: 1. Na década de 1950, um avanço na evolução antena foi criado, que ampliou 
a largura de banda máxima para tão grande quanto 40: 1 ou mais. Uma vez que as geometrias de estas antenas são 
especificados pelos ângulos, em vez de dimensões lineares, eles têm de preferência uma largura de banda infinita. 
Portanto, eles são referidos como frequência independente. Estas antenas são utilizados principalmente naPortanto, eles são referidos como frequência independente. Estas antenas são utilizados principalmente naPortanto, eles são referidos como frequência independente. Estas antenas são utilizados principalmente na
22 ANTENAS
região 10-10000 MHz em uma variedade de aplicações, incluindo TV, comunicações ponto-a-ponto, Alimentos 
para re sectores- e lentes de FL, e muitos outros. Esta classe de antenas é discutido em mais detalhes no 
Capítulo 11 e em [41].
Não foi até quase 20 anos depois que um novo elemento de irradiação fundamental, que tem recebido 
muita atenção e muitas aplicações desde a sua criação, foi introduzido. Isto ocorreu no início de 1970, 
quando as antenas de microfita ou remendo foi relatada. Este elemento é simples, leve, barato, baixo pro 
fi le, e conformal para a superfície. Estas antenas são discutidos em mais detalhe no Capítulo 14 e em 
[42].
Os principais avanços têm inmillimeter antenas onda beenmade nos últimos anos, incluindo as antenas integradas 
onde circuitos activos e passivos são combinados com os elementos de irradiação em uma unidade compacta (forma 
monolítica). Estas antenas são discutidos em [43].
fi c requisitos padrão de radiação especificações geralmente não pode ser conseguida por elementos de antena individuais, 
pois os elementos individuais têm geralmente padrões de radiação relativamente largas e baixos valores de directividade. Para 
projetar antenas com muito grandes directivities, geralmente é necessário para aumentar o tamanho elétrica da antena. Isto pode 
ser conseguido através do aumento das dimensões eléctricas do elemento único escolhido. Contudo, problemas mecânicos são 
normalmente associados com muito grandes elementos. Uma forma alternativa para atingir grandes directivities, sem aumentar o 
tamanho dos elementos individuais, é usemultiple elementos individuais para formar um matriz. Uma matriz é uma versão de tamanho dos elementos individuais, é usemultiple elementos individuais para formar um matriz. Uma matriz é uma versão de tamanho dos elementos individuais, é usemultiple elementos individuais para formar um matriz. Uma matriz é uma versão de 
amostragem de uma muito grande elemento único. Em uma matriz, os problemas mecânicos de grandes elementos individuais 
são comercializados para os problemas eléctricos associados com as redes de alimentação de matrizes. No entanto, com a 
tecnologia de estado sólido de hoje, muito ef fi ciente e redes de alimentação de baixo custo podem ser projetados.
Arrays são os mais versáteis de sistemas de antena. Eles achar amplas aplicações não só em muitos sistemas 
espaciais, mas em muitas missões terrestres bem. Na maioria dos casos, os elementos de uma matriz são idênticas; 
isso não é necessário, mas muitas vezes é mais conveniente, mais simples e mais prático. Com matrizes, é prático, não 
só para sintetizar praticamente qualquer padrão de radiação de amplitude desejada, mas o lóbulo principal pode ser 
verificado pelo controlo da excitação de fase relativa entre os elementos. Esta é mais conveniente para aplicações onde 
o sistema de antena não é facilmente acessível, especialmente para missões espaciais. A largura de feixe do lóbulo 
principal, juntamente com o nível dos lobos laterais pode ser controlada pela excitação de amplitude relativa 
(distribuição) entre os elementos da matriz. De fato, há um trade-off entre o nível dos lobos laterais com base na 
distribuição de amplitude e largura de feixe. Análise, desenho e síntese de matrizes são discutidos nos Capítulos 6 e 7. 
No entanto, os avanços na tecnologia de matriz são reportados em [44] - [48].
Um novo design matriz de antena conhecido como antena inteligente, baseado na tecnologia básica dos anos Um novo design matriz de antena conhecido como antena inteligente, baseado na tecnologia básica dos anos Um novo design matriz de antena conhecido como antena inteligente, baseado na tecnologia básica dos anos 
1970 e 1980, é despertar o interesse especialmente para aplicações sem fio. Este design da antena, que combina 
tecnologia de antena com a de Processamento Digital de Sinais (DSP), é discutido em algum detalhe no Capítulo 16.
1.5.2 Métodos de Análise
Há infinidade de elementos de antena, muitos dos quais apresentam intrincados gurações con fi. Para analisar cada 
um como um problema de valor limite e obter soluções em forma fechada, a estrutura da antena deve ser descrito por 
uma curvilínea ortogonal sistema de coordenadas. Isto coloca restrições severas quanto ao tipo e número de sistemas 
de antenas que podem ser analisados ​​utilizando um procedimento tal. Portanto, outros métodos exatos ou 
aproximados são muitas vezes perseguidos. Dois métodos que nas últimas três décadas foram mais proeminentes na 
análise de muitos problemas de antena previamente intratáveis ​​são o Equação Integralanálise de muitos problemas de antena previamente intratáveis ​​são o