Antenas diretivas
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ANTENAS DIRETIVASANTENAS DIRETIVAS
Prof. Walter P. Carpes Jr. - UFSC
• As antenas diretivas concentram a radiação numa dada direção (ganho elevado e feixe estreito);
• Devido a esta concentração, o sinal deste tipo de antena pode ser enviado a distâncias maiores (comparando com uma antena não diretiva radiando a mesma potência);
• Quando usada como receptora, pode receber um sinal fraco com maior facilidade (se ele vier de uma direção correspondente à direção de máximo ganho).
Características:
Antena Yagi-Uda• Inventada por Dr. Hidetsugu Yagi e Shintaro Uda em 1926.
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Yagi-Uda
• Composta por dipolos paralelos;
• Quanto mais refletores e diretores, maior o ganho;
• Apenas o radiador (dipolo de /2) é excitado;
• Parâmetros da antena dependem dos aspectos construtivos.
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Características
• Espaçamento típico entre refletor e o elemento excitado: 0,15 a 0,25
• Espaçamento típico entre diretores: 0,2 a 0,35
• Tamanho do elemento excitado: 0,5
Aumento no ganho:
• Aumentando de 1 para 2 diretores: + 1,0 dB
• Aumentando de 7 para 8 diretores: + 0,2 dB
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Antena Yagi e seu diagrama
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Yagi e sua antena
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Yagi-Uda
Aplicações:
• Recepção de TV e rádio
• Telefonia celular
• WiFi.
• Repetidora.
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Antenas Helicoidais
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Helicoidal
• Constituída por uma hélice condutora e um disco refletor
• Alimentação através de cabo coaxial
• Permite obter polarização circular
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Aplicações:
• Transmissão e recepção de sinais de VHF através da ionosfera
• Satélites (radiotelemetria e GPS).
• Repetidora de sinal.
• Comunicação ponto a ponto.
Helicoidal
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Helicoidal• Modos de propagação: normal e axial.
• Os modos dependem das dimensões da antena.
Normal
(C << )
Axial
(C )
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Antenas de banda larga
• possuem limite superior de freqüência igual ou maior ao dobro do limite inferior.
Principais tipos:• Log-periódica;• Espirais;• Bicônicas;• Fractais.
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Antena log-periódica
•Conjunto de vários dipolos excitados;
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• Os comprimentos dos elementos assim como o espaçamento entre eles obedece a uma progressão geométrica;
• São alimentados por tensão de fase alternada;
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Alimentação cruzada
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Por que o nome log-periódica?
• Este tipo de antena exibir características de radiação que são repetitivas (ou periódicas) em função do logaritmo da freqüência de operação dentro de uma faixa de funcionamento.
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Log-periódica para VHF/UHF (HDTV)
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Antenas Espirais
• Ganhos e impedâncias de entrada relativamente constantes para uma ampla faixa de freqüência;
• Possibilidade de obter polarização circular;
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Antena Espiral Arquimediana
inf22
cf
sup12
cf
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Antena Espiral Arquimediana
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Antena Espiral Cônica
• Radiação unidirecional;
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Espiral Retangular
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0.5 GHz 1.0 GHz 1.2 GHz
1.5 GHz 2.0 GHz 2.5 GHzProf. Walter P. Carpes Jr. - UFSC
Antena Bicônica
• Comportamento igual ao do dipolo, mas com banda larga.
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Antena Discone
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Antenas Fractais
Fractal – Formas geométricas que se repetem em diferentes escalas.
Características de Características de estruturas fractais:estruturas fractais:
• Auto-semelhança Auto-semelhança • Dimensão FracionáriaDimensão Fracionária
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Estruturas NormaisEstruturas Normais
Um ponto – dimensão zeroUm ponto – dimensão zero
Linha reta –dimensão 1Linha reta –dimensão 1
Superfície – dimensão 2Superfície – dimensão 2
Sólido – dimensão 3Sólido – dimensão 3
Dimensões de estruturas Fractais
Estruturas Fractais ?Estruturas Fractais ?
D = 2,72DD = 2,72D
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Construção de Estruturas Fractais
Curva de Koch Triângulo de Sierpinski
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Construção de Estruturas Fractais
Tapete de Sierpinski
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Antenas Fractais
O comportamento das Antenas fractais se repete em diferentes bandas de freqüência devido à sua estrutura geométrica (Antenas multibanda)
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Antena de Sierpinski
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Ganho:
Rin:
Xin:
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Diagrama de Radiação - Sierpinski
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Celular motorola
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Antenas Fractais de Sierpinski
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Antenas Fractais Árvore
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Antenas de Abertura
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Configurações das Cornetas
• Corneta Setorial
• Corneta Piramidal
• Corneta Cônica
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Diagrama de radiação
2 GHz
14 GHz
10 GHz
18 GHz
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Exemplo
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Exemplos
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Antena de Lata (“cantennas”)
• Aplicações–Recepção Wi-Fi
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Antena de Fenda
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