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Definição Básica
• É um componente fundamental em todos os sistemas de radiocomunicação. Permite a transformação das ondas guiadas em ondas irradiadas, e vice-versa. É utilizada tanto na transmissão como na recepção de ondas eletromagnéticas.
• Na década de 1890 , havia apenas algumas antenas do • Na década de 1890 , havia apenas algumas antenas do mundo. Estes dispositivos foram uma parte das experiências que demonstraram a transmissão de ondas eletromagnéticas por Hertz.
• Hertz demonstrou a existência da radiação eletromagnética, criando aparelhos emissores e detectores de ondas de rádio. Hertz pôs em evidência em 1888 a existência das ondas eletromagnéticas imaginadas por James Maxwell em 1873.
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Definição
• Em 1901, Marconi enviou de informações através do Atlântico. Para uma antena de transmissão, ele utilizados vários arames verticais ligadas ao solo. Do outro lado do Oceano Atlântico, a antena receptora, um fio de 200 metros sustentada por uma pipa, captou o sinal. metros sustentada por uma pipa, captou o sinal.
• Na Segunda Guerra Mundial , as antenas se tornaram muito comuns, pois seu uso permitiu a recepção de sinais de rádio e televisão. A própria torre Eiffel foi usada com antena para captar sinais de rádio dos nazistas.
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Tipos Básicos de Antenas
• Antenas de fio
– Dipolo curto
– Dipolo
– Dipolo de meia onda (half-wave)
– Dipolo de banda larga (Broadband)
– Monopolo
– Dipolo dobrado
• Antenas log-periodicas
– Gravata borboleta
– Log-periódica
– Array (matriz) de dipolo log-periódica
• Antenas de abertura
– fenda
– Cavidade– Dipolo dobrado
– Loop
• Antenas de onda caminhante
– Helicoidal
– Yagi-Uda
– Espiral
• Antenas refletoras
– de canto
– Parabólico
• Antenas de microfita
– Patch retangular
– Planar invertida tipo F (PIFA)
– Cavidade
– F-invertida
– Guia de ondas fendida
– Corneta
– Vivaldi
– Telescópica
• Outras antenas
– NFC Antennas
– Fractal Antennas
– Wearable Antennas
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Oscilador de Hertz
• Experiência de Hertz
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Oscilador de Hertz
• Modelo de antena transmissora de Hertz – Dipolo elétrico puntiforme oscilante
• Momento de dipolo elétrico:
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Oscilador de Hertz
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Oscilador de Hertz
• Pelo potencial vetor magnético (potencial vetor retardado)
• considerando
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Oscilador de Hertz
• Como
• E considerando r a distância à posição do dipolo, tomado como origem:
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Oscilador de Hertz
• Calculando o gradiente, e lembrando que
• temos:• temos:
• O primeiro termo de B corresponde ao campo de Biot-Savart, é um campo associado a uma região próxima, predomina em regiões pequenas, próximas ao dipolo.
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Oscilador de Hertz
• Primeiro termo é proporcional à velocidade da carga. O
campo próximo (1/r2) é também conhecido como campo de
Fresnel ou campo de indução.
• O segundo termo, proporcional a aceleração da carga, cai • O segundo termo, proporcional a aceleração da carga, cai lentamente com a distância é um campo associado a uma região distante do dipolo.
• O campo distante (1/r) é também chamado campo de
Fraunhofer, ou campo de irradiação.10
Oscilador de Hertz
• Para compreender este termo de decaimento mais lento, iremos considerar o caso particular em que p(t) oscila com frequência ω.
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Oscilador de Hertz
• Podemos mostrar que:
• A razão entra as amplitudes do segundo termo pelo primeiro éprimeiro é
• Logo
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Oscilador de Hertz
• Para uma frequência de 60Hz
• O que justifica estarmos sempre em campo próximo e podermos considerar uma corrente quase-estacionária.podermos considerar uma corrente quase-estacionária.
• Considerando apenas o campo distante, temos:
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Oscilador de Hertz
• Temos que
• Após alguns cálculos obtemos para os campos distantes:
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Oscilador de Hertz
• Concluímos que o campo distante é um onda eletromagnética esférica divergente , centrada na posição do dipolo.
• O vetor de Poynting é dado por:
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Oscilador de Hertz
• Percebemos que S cai com 1/r2, de forma que o fluxo de energia eletromagnética por unidade de tempo através de um elemento de ângulo sólido dΩ, é
• Mesmo com esse termo é diferente de zero.• Mesmo com esse termo é diferente de zero.
• Isso representa a energia eletromagnética irradiada pela fonte. Para campo próximos E e B caem com 1/r2, resultando em 1/r4, com isso , ou seja, neste caso, não há radiação.
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Oscilador de Hertz
• Podemos mostrar que
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Oscilador de Hertz
• A potência total irradiada é dada por:
• onde
• Resultando em
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Oscilador de Hertz
• Para o caso particular em que
• Obtemos a fórmula de Larmor
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Oscilador de Hertz
• O oscilador de Hertz é um caso particular do slide anterior:
• Resultando em
• Que é a taxa instantânea de emissão de radiação, a taxa • Que é a taxa instantânea de emissão de radiação, a taxa média é dada por:
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Oscilador de Hertz
• Considere outro caso particular de uma antena retilínea curta.
• Ficamos com
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Oscilador de Hertz
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Oscilador de Hertz
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Oscilador de Hertz
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