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antena - conceitos de recepção
3-8 diretividade (a) 1, omnidirecional (b) 2, hemisférica (c) 3, cônica Diretividade D é o coeficiente D=Um/Uo, isto é, a relação entre intensidade máxima (voltada para uma direção) e intensidade média. Veja que quanto maior a diretividade (a antena é "mais diretiva") maior a concentração da radiação em determinada direção. Por exemplo, a antena omnidirecional tem diretividade igual a 1 e a hemisférica (capta ou transmite como metade de uma bola) a diretividade é 2; uma antena cônica teria diretividade igual a 8 (figura 3-8). Ganho G é o coeficiente entre Um da antena e Um de outra antena adotada como referência: G= Um antena em estudo . Na maioria das vezes adota-se uma antena isotrópica (que capta/transmite em todas as direções com a mesma intensidade) como referência.
3-9 determinação gráfica da largura de feixe Largura de feixe é o tamanho relativo, em graus (ângulo), da direção de máxima recepção/transmissão. Traça-se a direção de máxima recepção (ou transmissão), registrando nela o ponto A onde o sinal tem um pico (figura 3-9). Calcula-se C como 0,707 de A, também na linha de máxima recepção. Considera-se OA o diâmetro de círculo e CC o diâmetro de outro círculo, traçando-os. Os dois se cru- zam nos pontos B e D e estes formam o ângulo a = BOD, que é a largura do feixe. B e D são conhecidos por pontos de meia potência, ou ainda por pontos -3 dB. Na prática eles são facilmente encontrados por medidas, sendo então usados para determinar a largura do feixe. Abertura A é definida como a relação entre a potência W que a antena entrega ao receptor e a densidade de potência P da onda que incide nela: A= W/P. A abertura é medida em metros quadrados ou melhor ainda em comprimentos de onda ao quadrado (l 2). A definição acima é válida para abertura efetiva, existindo outros tipos semelhantes, como abertura de espalhamento e abertura de perdas.
3-10 abertura de antena dipolo A abertura pode ser maior ou menor que a área física da antena. Na antena dipolo é maior, consistindo numa elipse (figura 3-10), e na antena parabólica é menor. Uma das especificações mais importantes da antena é seu padrão de resposta - gráfico que visualiza a intensidade de resposta da antena conforme o ângulo de chegada (AOA) do sinal. O ângulo de chegada pode ser o azimutal (horizontal) ou de elevação (vertical). Mas na maioria das vezes despreza-se a elevação, resultando um padrão bidirecional dependente do azimute. O tipo de representação mais popular é a de coordenadas polares, descrito a seguir.
3-11
gráfico de resposta da antena em (a) Ø 1 (b) Ø 2
(c) Ø 3 Considere a figura 3-11, onde os ângulos Q 1, Q 2, Q 3 são os azimutes; as variações quanto ao eixo z (elevação) são desprezadas. Em (a) temos o azimute Q 1 e a intensidade da resposta da antena a um sinal chegando nesta direção P1. Na direção de Q 2 (em b) a resposta da antena é mais forte, registrada como P2. Na direção de Q 3 (em c) aumenta a resposta da antena, P3. Na representação por coordenadas polares desenhamos um círculo correspondendo aos ângulos azimutais (figura 3-11d); no eixo cartesiano vertical superior registramos o azimute Q = 0º e no inferior Q = ± 100º, no eixo cartesiano horizontal esquerdo Q = -90º e no direito Q = 90º. Veja que Q =0º é o azimute coincidindo com o eixo x, "para frente", e Q = +180º também no eixo x mas "para trás"; Q = -90º é à esquerda do eixo y e Q = 90º à direita. Anotando nesse círculo os valores de intensidade de resposta correspondendo ao azimute obtemos uma figura, que é o padrão de resposta (em coordenadas polares). Na figura 3-11d temos como padrão de resposta a curva contendo P1, P2, P3. Na prática o círculo é omitido e subentendido, desenhando-se apenas o padrão.
3-12 padrão de resposta do dipolo O padrão de resposta mais famoso é o da antena dipolo, consistindo num "8" onde as metades ficam em frente e atrás da antena (figura 3-12; o desenho da antena não pertence ao padrão de resposta, sendo registrado só para facilidade de ilustração). A direção de máxima recepção é uma reta perpendicular ao centro do dipolo, em frente ou atrás da antena. Na direção do próprio dipolo temos a direção nula, na qual a recepção é praticamente nula.
3-13 padrão de resposta cardióide Outro padrão de resposta bastante encontrado é o cardióide (figura 3-13). Sua característica é ter uma única direção nula. Apontando-se uma antena com este padrão de reposta para várias direções até que a estação transmissora não seja captada - direção nula - consegue-se sua localização geográfica.
3-14 padrão de resposta unidirecional Um padrão unidirecional é visto na figura 3-14. Tem um lóbulo principal, onde se encontra a direção de máxima recepção, e lóbulos marginais indicando direções de pouca recepção. Um bom projeto, tanto na recepção quanto na transmissão, evita esses lóbulos marginais. |
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