Universidade Estadual de Campinas
Centro Superior de Educação Tecnológica
Divisão de Telecomunicações
Propagação de Ondas e Antenas
Aula 11: Métodos de Projeto de arranjos e
Exercícios.
Prof.Dr. Leonardo Lorenzo Bravo Roger
UNICAMP
Introdução
O Problema a ser resolvido num projeto de um arranjo
Dado o padrão de radiação desejado F(, ) e a localização no
espaço dos K radiadores (elementos) que compõem o arranjo,
quais são os valores da amplitude e fase das corrente de cada
elemento, que resultam numa boa aproximação de F(, ) ?.
Métodos clássicos de projetos de arranjos
1-Método de Dolph-Tschebyscheff
(Vide Balanis Antennas Theory 2nd ed.Jonh Wiley & Sons,1997.)
2- Método beamformer ( formador de feixe)
(Vide Simon Haykin Adaptative Fiilter Theory 3nd ed.Prentice Hall,1996.)
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Introdução
A Figura 1 pode nos servir de base para vários exemplos no
desenvolvimento deste tema
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjo Colinear
- Todos os elementos estão ao longo de um mesmo eixo
- Frequentemente usam-se para conseguir um padrão onidirecional com uma
antena vertical.
- Concentra a radiação no plano horizontal.
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjo Broadside
-É um arranjo com padrão de radiação bidirecional, transversal
ao eixo dos elementos.
-Usa Dipolos de /2 alimentados em fase e separados uma
distancia de /2 .
Alimentação de um arranjo Broadside
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjo Broadside. Exemplo.
Observe como o padrão
é transversal ao eixo
dos elementos.
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjo End-Fire.
-É um arranjo similar ao Broadside, no que diz respeito a disposição dos
elementos, mas com os dipolos alimentados a 900 de fase, resultando em uma
radiação máxima que ocorre na direção longitudinal do eixo em que estão
posicionados os dipolos, com o máximo de radiação na direção do último dipolo
do arranjo.
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjo End-Fire.
-É possível implementar uma variante desse arranjo alimentado os
dipolos em quadratura de fase, como mostra o seguinte exemplo:
Observe como o padrão
é longitudinal segundo o
eixo dos elementos.
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjos Binomiais
É um tipo de arranjo clássico caracterizado por apresentar uma distribuição
de intensidade de correntes para cada um dos elementos do arranjo, que
obedece aos coeficientes da Serie Binomial. Isto é:
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjos Binomiais. Exemplo
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjos Binomiais
O efeito da distribuição de corrente Binomial é diminuir os lobos
secundários do padrão do arranjo, mas o custo ( desvantagem) é uma
menor diretividade.
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Diferentes tipos de arranjos
Scanning Arrays
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Diferentes tipos de arranjos
Scanning Arrays
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Diferentes tipos de arranjos
Scanning Arrays
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Diferentes tipos de arranjos
Scanning Arrays
Variando eletricamente o valor do angulo  podemos
executar a varredura ( scanning) de um amplo setor
angular sem necessitar movimentar mecanicamente o
arranjo. Esse tipo de arranjo é utilizado em antenas
de radar para determinar a posição ( azimute e
elevação) do alvo.
Uma outra aplicação muito importante é em antenas
adaptativas ( smart antennas de sistemas celulares
para determinar o AOA ( angle of arrival) dos usuários
presentes na célula.
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Diferentes tipos de arranjos
Arranjos tridimensionais ( técnica beamformer).
Item 3 da aula A_C5 dos Profs. Castro e Franco da
PUCRS
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Diferentes tipos de arranjos
Antenas inteligentes ( Smart Antennas ) para sistemas
celulares.
Item 3.2 da aula A_C5 dos Profs. Castro e Franco da
PUCRS
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Exercícios sobre arranjos
1- Calcule e represente graficamente o diagrama de campo
normalizado para o conjunto de dos elementos dipolos
infinitesimais da Figura seguinte, quando as corrente estão:
a)- Em fase (   0o
e
d   2)
b)- A 900 fora de fase (
  2 e d   4
)
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Exercícios sobre arranjos
2- Repetir o exemplo anterior para os casos em que:
a)-
  , d   2
b)-
   2 e d   4
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Exercícios sobre arranjos
3- Considere um conjunto de três elementos
alimentados com correntes que guardam entre si uma
relação de 1:2:1, conforme mostrado na figura a
seguir:
a)- Trace o diagrama de grupo no plano que contem o
eixo dos elementos
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Exercícios sobre arranjos
Dica para a solução
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Fim
FIM
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