O documento discute conceitos básicos sobre antenas, incluindo definições, tipos de antenas, antena isotrópica, ganho, polarização, diagrama de radiação. Apresenta figuras ilustrativas para explicar esses conceitos-chave.

1. LUCAS MARTINS SABADINI
MATEUS BONI DIAS
MATEUS MATIAS CRIADO
OTAVIO DA SILVA CAVALCANTE
WANDER PEREIRA
LUCAS MARTINS SABADINI
MATEUS BONI DIAS
MATEUS MATIAS CRIADO
OTAVIO DA SILVA CAVALCANTE
WANDER PEREIRA

2. 1. CONCEITOS
2. DEFINIÇÃO
3. TIPOS DE ANTENAS
4. ANTENA ISOTRÓPICA
5. GANHO
6. POLARIZAÇÃO, DIREÇÃO
7. DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
8. REFERÊNCIAS
1. CONCEITOS
2. DEFINIÇÃO
3. TIPOS DE ANTENAS
4. ANTENA ISOTRÓPICA
5. GANHO
6. POLARIZAÇÃO, DIREÇÃO
7. DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
8. REFERÊNCIAS
ROTEIRO
2

3. Antena:
É o elemento de uma ligação via rádio responsável pela radiação ou
pela recepção de ondas radioelétricas. Transfere energia de um
circuito para o espaço e vice-versa.
Transição entre propagação
guiada (circuitos) e propagação não-guiada (espaço);
ANTENA TRANSMISSORA:
transforma elétrons em fótons
ANTENA RECEPTORA:
transforma fóton em elétrons
3
CONCEITO

4. “Um dispositivo metálico para irradiar ou receber ondas de rádio”.
O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE) define antena como:
“Um meio para irradiar ou receber ondas de rádio“
INVENÇÃO:
Criada por Henirich Hertz em 1886
OBJETIVO:
Inicialmente projetada para auxiliar no estudo
e desenvolvimento das teorias eletromagnéticas proposta
pelo matemático e físico James Clerk Maxwell.
4
ANTENAS
Definição

5. Protótipo de hertz:
Era formado por duas placas de metal conectadas a dois bastões metálicos.
Estes dispositivos eram ligados a duas esferas, separadas entre si por uma
distância pré-determinada. Nas esferas era adaptada uma bobina, que gerava
descargas por centelhamento, e as centelhas, ao atravessarem o espaço entre
esferas, produziam ondas eletromagnéticas oscilatórias nos bastões.
Tipos atuais:
Antenas de rádio: Antenas FM, AM
Antenas de celular
Antenas de transmissão de televisão: Yagi – Uda, Log – Periódica, Painel
Dipolo DMO/ DOC , Painel Dipolo Cruzado, Painel H (Duplo Delta),
Superturnstile (Batwing), Parabólicas, Slot
Antenas de Internet
Antenas Naturais
5
ANTENAS
Tipos

6. 6
ANTENA ISOTRÓPICA
Conceito
Quando o ganho diretivo é máximo dá-se o nome de diretividade;
É a relação entre o campo irradiado pela antena na direção
de máxima irradiação e o campo que seria gerado
por uma antena isotrópica que recebesse a mesma potência;
A diretividade de uma antena define sua capacidade de
concentrar a energia irradiada numa determinada direção;

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Quanto maior o ganho de uma antena, mais direcional ela é,
ou seja, a energia é concentrada numa única direção
o que também nos garante um menor ângulo de radiação;
Antena isotrópica é aquela que irradia igualmente
em todas as direções. Essa antena pode ser comparada a
uma lâmpada que ilumina igualmente em todas as direções;
A antena isotrópica existe somente na teoria
(não existe antena ideal), e sua finalidade é servir como
padrão de referência na medição de outras antenas;
ANTENA ISOTRÓPICA
Conceito

8. 8
Figura 1 - Diagrama de irradiação da antena isotrópica
Fonte: http://es.slideshare.net/alejandroozm/introduccion-a-las-comunicaciones-por-microondas
ANTENA ISOTRÓPICA
Conceito

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Não é o aumento de potência de recepção;
Tampouco é o aumento da sensibilidade de recepção,
pois antenas não amplificam sinais.
O ganho de uma antena consiste em:
Quantas vezes mais se aproxima da antena ideal.
Aquela que recebe e entrega maior potência do meio,
ou seja,
aquela que irradia e recebe maior
quantidade de energia possível.
A unidade de medida do ganho é dada em DECIBEL (dB).
Decibel define uma relação de potência:
apenas tem significado quando é comparado com algo.
GANHO
Definição

10. 10
GANHO
Conclusão
Então:
O ganho de cada antena é o quanto ela é mais
diretiva que a antena de referência (isotrópica).
É dado pela expressão:
G (dB) = 10 x log
G (dB) = 10 x log
Essa equação nos permite calcular quantos dB
uma dada potência P2 é maior que P1.

11. 11
GANHO
Cálculo
Exemplos:
6 dB = 3 dB + 3 dB = 2 x 2 = 4 vezes/ganho
13 dB = 10 dB + 3 dB = 10 x 2 = 20 vezes/ganho
16 dB = 10 dB + 3 dB + 3 dB = 10 x 2 x 2 = 40 vezes/ganho
26 dB = 10 dB + 10 dB + 3 dB + 3 dB = 10 x 10 x 2 x 2 = 400 vezes/ganho
Quando tivermos 10 dB:
A potência P2 será 10 vezes maior que P1.
Quantas vezes uma potência é maior que outra:
Separe os dB em somas de 3 dB,
multiplique por 2 cada vez que tivermos um 3.
Se tivermos um múltiplo de 10:
Basta multiplicar por 10.

12. O ganho de uma antena depende de sua:
DIRETIVIDADE (D):
Capacidade da antena de direcionar a potência radiada.
RENDIMENTO (η):
Eficiência de irradiar aproveitando ao máximo as
características do material (área, ângulo).
12
GANHO
Cálculo
η
Potência total aplicada =
Potência radiada + Perdas ôhmicas
G = η.D
(0 ≤ η ≤ 1)
Para antena sem perdas (η = 1):
Ganho = Diretividade

13. • Antena é o elemento responsável pela radiação ou recepção
de ondas eletromagnéticas.
• É responsável por transferir energia de um circuito para o
espaço e vice-versa.
• A polarização de uma onda eletromagnética é o plano no
qual se encontra a componente elétrica desta onda.
13
POLARIZAÇÃO

14. Polarização linear vertical, mostrando
somente o campo elétrico:
14
POLARIZAÇÃO
Vídeo 1 – Polarização linear vertical.
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

15. Polarização linear horizontal, mostrando
somente o campo elétrico:
15
POLARIZAÇÃO
Vídeo 2 – Polarização linear horizontal.
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

16. A combinação de duas ondas linearmente polarizadas, uma vertical e outra
horizontal, e eletricamente em fase, resulta em uma
onda linearmente polarizada inclinada:
16
POLARIZAÇÃO
Vídeo 3 - Onda Linearmente polarizada inclinada.
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

17. A combinação de duas ondas linearmente polarizadas, uma vertical e
outra horizontal, de mesma amplitude e eletricamente defasadas de 90 graus,
resulta em uma onda circularmente polarizada:
17
POLARIZAÇÃO
Vídeo 4 - Onda circularmente polarizada.
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

18. Definição da polarização da onda circular:
18
POLARIZAÇÃO
Figura 2 - Polarização da onda circular.
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

19. Propagação da onda eletromagnética com a polarização circular:
19
POLARIZAÇÃO
Figura 3 – Polarização circular RHCP
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htm

20. • A e B são ondas linearmente polarizadas, uma vertical e outra horizontal.
• C é a onda resultante de A + B.
20
POLARIZAÇÃO
Vídeo 5 – Somatória de ondas linearmente polarizadas
Fonte: http://www.qsl.net/py4zbz/antenas/polarizacao.htmb
A B C

21. Conhecer o padrão de radiação de uma antena, ou ainda
controlar este comportamento pode ser de extrema
importância para um determinado projeto, a distribuição da
energia eletromagnética de maneira ineficaz pode afetar o
funcionamento ou rendimento de determinados sistemas,
ou seja, como exemplo em um sistema de link Ponto a
Ponto deseja-se estabelecer uma comunicação pontual
entre duas regiões do espaço, não se deseja radiar energia
eletromagnética em outros pontos, conforme sugere a
figura 4. O diagrama que melhor atenderia o perfil do
enlace Ponto a Ponto seria antenas bem diretivas.
21
Figura 4 – Link Ponto a Ponto
Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeswifi1/pagina_4.asp
DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Aplicação
DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Aplicação

22. Contudo, existem casos onde o espalhamento desta
energia no espaço é de suma importância para o
correto funcionamento, podemos citar como
exemplo os sistemas de comunicação móvel, seja
celular, ou até mesmo o tradicional WIFI, como um
sistema onde a diretividade nas antenas não são
muito viáveis devido a constante mobilidade dos
dispositivos, conforme sugere a figura 5.
O diagrama, neste caso tende ser menos diretivo,
ou até mesmo Omni direcional.
22
DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Aplicação
DIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Aplicação
Figura 5 – Link Ponto a Ponto
Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeswifi1/pagina_4.asp

23. O diagrama de radiação representa graficamente o
comportamento da antena quanto a sua irradiação.
O diagrama de radiação mostra a amplitude do campo
elétrico ou da potência radiada (geralmente normalizados
em relação ao seu valor máximo) em função dos ângulos
θ e φ na região de campo distante. No caso geral, o
diagrama é uma figura tridimensional, mas na maioria das
vezes é representado como figuras bidimensionais
(planos de corte). Os planos de corte principais são o
plano vertical ou de elevação (geralmente φ= 0° ou φ =
90°) e o horizontal ou azimutal (θ = 90°).
23
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Figura 6 – Diagrama de radiação tridimensional
Fonte: Camargo, 2008.

24. 24
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Vídeo 6 – Diagramas de Radiação das antenas GPS/GSM Linha Serie 1:
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ZQxD8pbPL30

25. Uma forma de se representar é através das cartas polares
ou cartesianas onde ambas representam a variação da
potência em dB irradiada pela antena de acordo com a
variação do ângulo f de 0 a 2π. Onde a carta é
normalizada, portanto a potência de 0dB representa a
direção onde há a maior irradiação de potência.
O exemplo abaixo é de uma carta polar para uma antena
diretiva qualquer e o segundo é uma carta cartesiana,
onde o lobo maior é o principal e é onde se concentra
maior parte da energia irradiada.
25
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Figura 7 – Carta polar
http://www.gta.ufrj.br/seminarios/semin2003_1/miguel/Capitulo4.htm

26. 26
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Figura 8 – Carta polar
http://coral.ufsm.br/gpscom/professores/andrei/Semfio/cap6tulo%203.pdf

27. Lobo ou feixe principal: feixe do diagrama que aponta na direção de máxima radiação;
Lobo menor: qualquer outro lobo que não seja o principal. Os lobos laterais
geralmente designam os lobos menores que ocupam o mesmo hemisfério do lobo
principal e os lobos posteriores usualmente referem-se àqueles que ocupam o
hemisfério na direção oposta à do lobo principal. Lobos menores geralmente
representam radiação em direções indesejadas e devem ser minimizados;
Nível de lobo lateral (SLL, de “Side Lobe Level”): razão entre a amplitude do lobo
principal e a amplitude do maior lobo lateral. Geralmente é dado em decibéis;
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DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO

28. Largura de feixe de meia potência ou ângulo de abertura (HPBW, de “Half Power Beam
Width”): abertura angular definida pelos feixes nos quais a potência radiada é metade do
valor de potência na direção de máxima radiação. É também conhecida como largura de
feixe de 3 dB. É importante salientar que a largura de feixe é definida para um plano
apenas. Assim, certas antenas possuirão várias larguras de feixe correspondentes a
diferentes cortes no diagrama tridimensional
Largura de feixe entre os primeiros nulos (BWFN ou FNBW, de “Beam Width between First
Nulls”): abertura angular definida pelos primeiros nulos adjacentes ao lobo principal;
Relação frente-costas (FB, de “Front to Back Ratio”): razão entre a amplitude do lobo
principal e a do lobo posterior diametralmente oposto. Geralmente é dada em decibéis.
28
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO

29. Também é possível representar na forma retangular,
onde geralmente utilizado nas antenas de alto
ganho, onde a pequena abertura do lóbulo principal
compromete a interpretação do diagrama de
irradiação polar.
Os diagramas de radiação são de grande
importância, pois com uma rápida análise é possível
escolher a antena que melhor atende as
necessidades do sistema.
29
DIAGRAMA DE RADIAÇÃODIAGRAMA DE RADIAÇÃO
Figura 8 – diagrama de irradiação
Fonte: Camargo, 2008.

30. • https:// 5CMicroondas_2%5CAntenas%20e%20Propagatpo%5CAntenas_MUITO_BOM.pdf
• https://sites.google.com/site/antenaspy5aal/home/ganho-de-antenas
• https://pt.wikibooks.org/wiki/Antenas/Defini%C3%A7%C3%A3o_de_Antena
• http://coral.ufsm.br/gpscom/professores/andrei/Semfio/cap6tulo%203.pdf
• http://es.slideshare.net/alejandroozm/introduccion-a-las-comunicaciones-por-microondas
• http://www.compuland.com.br/helio/mestrado/conceitos%20de%20antenas.pdf
• http://paginas.fe.up.pt/~amoura/APROWEB/AAM_Param_Fundamentais.pdf
• http://rota61.webnode.com.br/antenas/antena-isotropica/
• https://prezi.com/776mvyebtypc/diretividade-e-ganho-da/
• http://www.qsl.net/py2rlm/antena4.html
• http://coral.ufsm.br/gpscom/professores/andrei/Semfio/cap6tulo%203.pdf
• http://www.gta.ufrj.br/seminarios/semin2003_1/miguel/Capitulo4.htm
• http://www.qsl.net/py2rlm/antena2.html
• http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialredeswifi1/pagina_4.asp
• Camargo Tiago F. de. Estudo de antenas planares para aplicações em 2,4GHz. São Carlos 2008
30
REFERÊNCIAS