Antenas Espirais

Mateus Pontes Mota

Antonio Augusto Teixeira Peixoto

Introdução

● A Antena em espiral é um tipo de antena de RF. ● Descritas pela primeira vez em 1956 ● Polarização, padrão de radiação e impedância de

tais antenas permanecem inalterados ao longo de grande largura de banda.

● São inerentemente circularmente polarizadas com baixo ganho.

Introdução

● Antenas de tamanho reduzido● Apresenta-se em vários tipos:

– Espiral de Arquimedes (mais comum).

– Espiral quadrada.

– Espiral estrela.

Funcionamento

● Opera de três maneiras: onda viajante, onda rápida e onda de fuga.

● A onda viajante: formato em braços espirais, permite o desempenho de banda larga.

● A onda rápida: devido ao fenômeno de acoplamento mútuo que ocorre entre os braços da espiral.

● Onda de fuga: por vazamentos de energia durante a propagação através dos braços espirais para produzir radiação.

Funcionamento

● O funcionamento da antena em espiral é explicado pela teoria do anel.

● A teoria é que a antena espiral irradia de uma região chamada região ativa, onde a circunferência da espiral é igual ao comprimento de onda.

Funcionamento

● Uma antena em espiral transmite ondas EM com uma polarização circular.

● Recebe ondas EM polarizadas linearmente em qualquer orientação, mas atenua os sinais recebidos com a polarização circular oposta.

● Rejeita ondas polarizadas circularmente de um tipo, enquanto recebe muito bem as ondas em outra polarização.

Elementos

● Inclui duas espirais condutoras ou braços, estendendo-se do centro para fora.

● Pode ser um disco plano, com os condutores que se assemelham a um par de molas de relógio frouxamente encaixadas, ou as espirais podem estender-se numa forma tridimensional, como uma rosca de parafuso.

● O sentido de rotação da espiral define a direção da polarização da antena.

Elementos

● Normalmente há uma cavidade de ar ou material não-condutor, cercada por muros de condutores

● A cavidade muda o padrão de antena de uma forma unidirecional.

Desempenho

● Para uma antena de ordem 5 (espiral de 5 giros) foi feita a simulação abaixo que relaciona a potência irradiada pela frequência.

Desempenho

● Distribuição de corrente elétrica e padrão de radiação (3GHz):

Desempenho

● Distribuição de corrente elétrica e padrão de radiação (75MHz):

Desempenho

● A região ativa da antena espiral é difícil de identificar devido à distribuição de corrente elétrica que não segue um padrão.

● Os padrões de radiação da Atena espiral ilustram que a geometria baseada em ângulo, em relação a geometria baseada em tamanho, resultam em antenas de banda larga.

Aplicações

● Comunicações em banda larga.● Localizações de direções em microondas.● Normalmente utiliza-se um par de antenas em

espiral.