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Radiação electromagnética
Luís Cadillon CostaLuís Cadillon CostaDepartamento de FísicaDepartamento de FísicaUniversidade de AveiroUniversidade de Aveiro
TemasTemas
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
1. Antenas.2. Modulação.3. Diagramas de radiação de antenas.4. Microondas.
Transmissão com fios?Transmissão com fios?
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético
Invisível
Invisível
Ionizantes
Não ionizantes300 MHz
300 GHz
Onde está a rede 50 Hz?Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
• Na transmissão de voz, se os dois sinais forem enviados ao mesmo tempo pelo canal, não se distingue a informação na recepção.
Porquê modular?Porquê modular?
Os canais de voz ocupam a mesma banda passante (300 Hz a 4 kHz).
Heróis do mar…
Gosto de Electromagnetismo!
Canal transmissão
Porquê modular?Porquê modular?
Colocar os sinais em bandas de frequências diferentes para então enviá-los!
PORTADORA
Portadora f1
Portadora f2
Canal transmissão
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Outra razão para modular!Outra razão para modular!
Rendimento máximo para h=λ/4
f=1 GHz, λ=30 cmf=100 MHz, λ=3 mf=10 kHz, λ=30 km
f=10 Hz, λ=30000 km
λ=c/f
Necessidade de modular os sinais debaixa frequência como os de áudio!
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Modulação AM e FMModulação AM e FM
AM FM
Ruído?
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Emissor/ReceptorEmissor/Receptor
Emissor:
Baixa frequência (áudio) RF
MODULAÇÃO
Receptor:
RF Baixa frequência (áudio)
DESMODULAÇÃO
Modulação AMModulação AM
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Modulação AMModulação AM
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
ω
Y
ωa
ωc
ωc+ωaωc-ωa
Desmodulação AMDesmodulação AM
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
• Retirar portadora• Multiplicar por sen (ωct)
Desmodulação AMDesmodulação AM
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
ω
ωa
2ωcFiltro PB
Modulação/DesmodulaçãoModulação/Desmodulação
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
X X PB
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Bandas de frequênciaBandas de frequência
• AM : 535 kHz - 1.7 MHz• FM: 88 MHz - 110 MHz
portastelemóvel
Radar microondas
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Diagramas de radiaçãoDiagramas de radiação
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Diagrama de radiaçãoDiagrama de radiação
fσπδ 1=
condutor
2.45 GHz, 1 µm
Al
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Aplicações de microondasAplicações de microondas
• Radar, 0.4 GHz<f<9 GHz, P~1 MW, (Spencer, 1946)
• Fornos, f=2.45 GHz, P ~1 kW• Transmissão sinais TV, rádio, etc.• Telemóveis, f=0.9 e 1.8 GHz, P~1 W
1º forno, 1947/19561º forno, 1947/1956
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Radarange300 kg3000 dólares
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
O fornoO forno
fπσδ 1=
condutividade
Cavidade
Espalh. Guia Magnetrão
Prato rotativo Porta
Como deve ser a porta?
Rede
Absorve
Reflecte
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Algumas datasAlgumas datas
Comida enlatada, 1810Patente do telegrafo, Morse, 1838Papel higiénico, 1857Descoberta das ondas de rádio, Hertz, 18871ª transmissão rádio, Lee Forest, 1906Pedido SOS do Titanic, 14/4/1912PIM-Rádio, Lisboa, 19241ª descida em paraquedas, 1924
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
Algumas datasAlgumas datas
Descoberta da Penicilina, 1929Invenção do Bikini, 1946Forno de microondas, 1946Invenção do transistor, 1947Lego, 1955Boeing 747, 1970GPS, militares USA, 1978Telefone móvel, 1979
Gafanha da Nazaré, 27/11/2013
A equipa vencedoraA equipa vencedora
OerstedAmpèreMaxwellFaraday