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         antena - ondas eletromagnéticas

Tomemos um gerador elétrico alimentando uma antena transmissora tipo dipolo (figura 1-1a). Como os pólos do dipolo não estão ligados por um condutor - e portanto não pode circular entre eles uma corrente elétrica correspondente à voltagem de alimentação - forma-se um campo elétrico E no ponto x1, verticalmente do polo inferior negativo para o polo superior positivo.

A criação de E significa uma variação do campo elétrico - de nulo (inexistente) até o valor de E. Pela teoria de Maxwell sabemos que uma variação do campo elétrico E provoca a criação de um campo magnético H perpendicular, completando uma volta fechada (figura 1-1b).

Entretanto, a aparição de H corresponde a uma variação do campo magnético - de nulo (inexistente) até o valor de H. Pela teoria de Faraday sabemos que uma variação do campo magnético H provoca a criação de um campo elétrico perpendicular - no caso E1 da figura 1-1c. Não havendo carga elétrica no espaço de E1 para caracterizar circulação de corrente elétrica ele completa uma volta fechada, orientado para cima em x3 e para baixo em x2. Em x1 temos E com o mesmo valor de E1 em x2, mas com sinais (orientação) opostos, e eles se cancelam. Resta apenas E1 em x3, de mesmo valor que o campo original E mas ligeiramente deslocado na direção x.

O aparecimento deste novo campo elétrico E1 ( sua componente no ponto x3) provoca a criação do campo magnético H1 (figura 1-1d). O lado esquerdo de H1 é oposto a H, cancelando-se ambos e permanecendo apenas a componente direita de H1. Ou seja, temos um campo magnético semelhante ao original, mas deslocado na direção x, da mesma forma que o campo elétrico.

A criação de H1 provoca a existência de E2, cuja componente em x4 cancela o campo E1 anterior, resultando somente o campo elétrico em x5, igual ao original mas deslocado mais ainda na direção x.

A criação de campos elétricos e magnéticos prossegue indefinidamente, sempre se deslocando em direção ao eixo x. Note que a cada instante temos apenas a ultima componente elétrica e magnética (mais à direita), com as anteriores (à esquerda) extintas. Em outras palavras, o campo elétrico original E deslocou-se de x1 ate x5, acompanhando-o um campo magnético H.

  1-2   propagação de onda eletromagnética

Se o gerador elétrico continua a alimentar a antena com pulsos, novos campos elétricos vão se formando e se deslocando na direção x, seguindo atrás daquele E que analisamos. Cada um deles estará conjugado a seu respectivo campo magnético. Ao conjunto destes conjugados propagando na direção x chamamos de onda eletromagnética (figura 1-2). A palavra "onda" aqui não é mera alusão, pois a onda eletromagnética obedece aos mesmos princípios de uma onda mecânica (como uma corda, ondas na lagoa, ou ondas sonoras).

  1-3   orientação de campos elétrico e magnético
   (a,b)  polarização vertical  (c,d)  polarização horizontal

O campo elétrico E é perpendicular ao campo magnético H, ambos sendo perpendiculares à direção x de propagação (isto é, todos têm entre si 90º, um ângulo reto). Esta situação é visualizada como regra da mão esquerda: com o polegar para cima como E, o indicador para frente como x, teremos o dedo médio virado para dentro como H. A figura 1-3 mostra as orientações possíveis.

Polarização da onda eletromagnética é a direção de orientação do campo elétrico E, podendo ser vertical (figuras 1-3 a,b), horizontal (figuras 1-3 c,d), ou circular. Neste último caso (encontrado em transmissões de TV por satélite internacional) o campo elétrico gira em torno do eixo de propagação, passando gradativamente de vertical a horizontal; se o giro for à direita (sentido horário) temos RHPC, se for à esquerda LHPC.

A polarização é importante no estudo de antenas porque o máximo ganho na recepção é conseguido quando a antena tem a mesma polarização (instalação vertical ou horizontal) que a onda eletromagnética sendo captada.

  1-4   propagação de onda na direção X

  1-5  onda eletromagnética entrando numa guia   (a)  plana  (b)  não plana

Até agora assumimos que a onda eletromagnética se propaga na direção de x, neste eixo podendo assumir qual- quer valor, inclusive negativo (figura 1-4). Se ela não varia no eixo z dizemos que é uma onda plana, mas no caso contrário será onda não plana. A figura 1-5 ilustra melhor o conceito, apresentando um corte da onda entrando (na direção x) em um guia. Em (a) todos os campos E na direção da largura z são iguais, caracterizando onda plana (veja que enquanto se propaga na direção x esta onda vai variando de intensidade na direção da altura y). Em (b) temos uma onda não plana entrando na guia, apresentando variações de altura y na direção z. Nas transmissões de Rádio encontramos ondas planas.