Antenas diretivas

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.


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.


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


Antena Yagi e seu diagrama


Yagi e sua antena


Yagi-Uda

Aplicações:

• Recepção de TV e rádio

• Telefonia celular

• WiFi.

• Repetidora.





Antenas Helicoidais


Helicoidal

• Constituída por uma hélice condutora e um disco refletor

• Alimentação através de cabo coaxial

• Permite obter polarização circular


Aplicações:

• Transmissão e recepção de sinais de VHF através da ionosfera

• Satélites (radiotelemetria e GPS).

• Repetidora de sinal.

• Comunicação ponto a ponto.

Helicoidal



Helicoidal• Modos de propagação: normal e axial.

• Os modos dependem das dimensões da antena.

Normal

(C << )

Axial

(C )




Antenas de banda larga

• possuem limite superior de freqüência igual ou maior ao dobro do limite inferior.

Principais tipos:• Log-periódica;• Espirais;• Bicônicas;• Fractais.


Antena log-periódica

•Conjunto de vários dipolos excitados;


• Os comprimentos dos elementos assim como o espaçamento entre eles obedece a uma progressão geométrica;

• São alimentados por tensão de fase alternada;


Alimentação cruzada


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.




Log-periódica para VHF/UHF (HDTV)


Antenas Espirais

• Ganhos e impedâncias de entrada relativamente constantes para uma ampla faixa de freqüência;

• Possibilidade de obter polarização circular;


Antena Espiral Arquimediana

inf22

cf

sup12

cf


Antena Espiral Arquimediana


Antena Espiral Cônica

• Radiação unidirecional;


Espiral Retangular


0.5 GHz 1.0 GHz 1.2 GHz

1.5 GHz 2.0 GHz 2.5 GHzProf. Walter P. Carpes Jr. - UFSC

http://esl.eng.ohio-state.edu/~csg/applications/antennas/spiral-antenna/spiral_filed_0_5ghz.jpg

http://esl.eng.ohio-state.edu/~csg/applications/antennas/spiral-antenna/spiral_filed_1ghz.jpg



http://esl.eng.ohio-state.edu/~csg/applications/antennas/spiral-antenna/spiral_filed_2ghz.jpg

Antena Bicônica

• Comportamento igual ao do dipolo, mas com banda larga.


Antena Discone


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


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


Construção de Estruturas Fractais

Curva de Koch Triângulo de Sierpinski


Construção de Estruturas Fractais

Tapete de Sierpinski


Antenas Fractais

O comportamento das Antenas fractais se repete em diferentes bandas de freqüência devido à sua estrutura geométrica (Antenas multibanda)


Antena de Sierpinski


Ganho:

Rin:

Xin:


Diagrama de Radiação - Sierpinski


Celular motorola


Antenas Fractais de Sierpinski


Antenas Fractais Árvore


Antenas de Abertura


Configurações das Cornetas

• Corneta Setorial

• Corneta Piramidal

• Corneta Cônica


Diagrama de radiação

2 GHz

14 GHz

10 GHz

18 GHz


Exemplo


Exemplos


Antena de Lata (“cantennas”)

• Aplicações–Recepção Wi-Fi



Antena de Fenda



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