Antenas e Propagação
Objetivo
O texto de Antenas e Propagação, escrito sob a forma de curso, compreende o
princípio de funcionamento, projeto e construção prática dos principais tipos de antenas
para diversas freqüências com o mínimo de fórmulas.
Engloba a teoria da propagação ionosférica, o conceito de antena isotrópica e a
descrição das antenas mais utilizadas como as antenas dipolo, verticais plano-terra,
antena “J”, antena colinear, antenas de maior ganho como a Delta Loop. O livro inclui
projetos práticos para construção de antenas direcionais tipo Yagi para as faixas de
radioamador e para a Faixa do Cidadão (PX), projetos de antenas direcionais Yagis para
qualquer freqüência até 17 elementos, antena cúbica de quadro, antena Loop para
recepção e transmissão em ondas médias (OM).
Conheça também as antenas utilizadas na faixa de Radiodifusão em FM e as
antenas para Internet sem fio (Wireless) na Faixa de 2,4 GHz, além do estudo das Linhas
de Transmissão, da Relação de Ondas Estacionárias – ROE e aprenda como ajustar e
testar a sua antena corretamente para o melhor desempenho.
Finalmente, é incluído um estudo interessante sobre a Radiação Não Ionizante
provocada pelas Torres das operadoras de Telefonia Celular (Serviço Móvel Pessoal) com
respectivas medidas de intensidade de campo em diversos locais e a sua respectiva
conclusão.
Eng. S. Rocha
ISBN 978-85-908626-1-1
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Antenas e Propagação
Prefácio da 1° Edição de Antenas e Propagação
Agradeço aos amigos e colaboradores o incentivo da 1°Edição deste Curso, que
tem como propósito auxiliar a Radioamadores, estudantes e Profissionais de
Telecomunicações a compreender os princípios básicos da propagação das ondas
radioelétricas, o funcionamento de diferentes tipos de antenas, suas principais
características, instalação, ajustes e noções de medidas da Radiação Não Ionizante.
Assim, a exemplo dos Cursos anteriores de Transmissão e de
Radiointerferência,o texto também é constantemente atualizado e oferecido aos
leitores de maneira independente para diminuição dos custos finais de edição e
distribuição.
Esta publicação é o produto e a experiência de mais de 29 anos em Engenharia
de Telecomunicações e este trabalho representa o esforço e trabalho contínuo do
Autor.
Constitui uma produção independente, através da editoração própria e
respectivos direitos em função de facilitar a divulgação de textos técnicos para reduzir
os custos finais para os leitores. Todos os Cursos foram elaborados e desenvolvidos pelo
Autor sob a luz da Lei de Direitos Autorais Nº 9.610, de 19 de fevereiro de 1998,
relativa à Propriedade Intelectual.O autor não autoriza, de forma nenhuma, a revenda
deste Curso, reprodução por qualquer meio ou repasse a terceiros sem a sua
autorização expressa.
Veja em www.studiumtelecom.com os outros Cursos disponíveis do Autor:
Acústica e Sonorização
Áudio Valvulado
Transmissão
Recepção
Radiointerferência – Casos e Soluções
Iniciação ao Radioamadorismo
Tecnologia de Televisão Analógica e Digital
Todas as sugestões e comentários desta obra poderão ser enviados para o e-mail:
[email protected]
Rio de Janeiro, 27 de junho de 2006
Eng. Samuel Rocha
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Antenas e Propagação
ÍNDICE GERAL
1. PROPAGAÇÃO DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
2. MECANISMOS DE PROPAGAÇÃO
2.1 Reflexão e Refração
2.2 Zona de Silencio
2.3 Máxima Freqüência Utilizável - MUF
2.4 Variação Ionosférica
2.5 Teorema da Reciprocidade
3. COMPRIMENTO DE ONDA
4. TIPOS DE ANTENAS
4.1 Antena Isotrópica e Unidades de Ganho
4.2 Antena Dipolo e Monopolo Vertical
4.2.1 Cálculo de Antena Vertical 88-108 MHz
4.3 Antena Dipolo Meia Onda
4.3.1 Cálculo de Antena Dipolo Meia Onda 88-108 MHz
4.3.2 Cálculo de Antena Dipolo Meia Onda 7,1 MHz
4.3.3 Cálculo de Antena Dipolo Meia Onda 27 MHz
4.3.4 Antena Multibanda para as Faixas de Radioamador tipo G5RV–3.5 MHz a 28 MHz
4.4 Antena Dipolo Dobrado
4.5 Antena Colinear Vertical
4.6 Antena Delta Loop
4.6.1 Antena Loop Skywire
4.7 Antena Zepelin ou End-Fed
4.8 Antenas Especiais
4.9 Antena Slim Jim
4.10 Antena vertical “J”
5. ANTENAS DIRETIVAS
5.1 Cálculo de Antena Direcional de 2 Elementos para 6,10, 15, 20 e 40 Metros
5.2 Cálculo de Antena Direcional de 3 Elementos para 6, 10, 11, 15 e 20 Metros
5.3 Antena Direcional de 3 Elementos com Espaçamento curto para 20 Metros
5.3.1 Antena Direcional de 3 Elementos para 27,10 MHz / 11 Metros
5.4 Antena Direcional de 5 Elementos para a Faixa de 88 a 108 MHz
5.5 Cálculo de Antenas Direcionais até 17 Elementos para VHF e UHF
5.6 Métodos para Casamento de Impedâncias no Elemento Irradiante
5.6.1 Construção Prática de Antena YAGI de 6 Elementos para 2 Metros – 144/148 MHz
5.6.2 Construção Prática de Antena YAGI de 11 até 22 Elementos para UHF 430/440 MHz
5.7 Empilhando Antenas Direcionais YAGIS
5.8 Antenas Log-Periódicas
5.9 Interferências e Soluções na Recepção de TV
5.10 Antenas Curtas para 27 MHz
5.11 Antenas de Ondas Médias para Transmissores de Alta potência
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Antenas e Propagação
5.12 Antena Vertical para Ondas Médias para Recepção ou Transmissores de Baixa
Potência
5.13 Antena Loop para Ondas Médias
5.14 Antena Cúbica de Quadro para 27 MHz
5.15 Antenas parabólicas
5.16 Antenas Slot
5.17 Antena Omnidirecional 2.4 GHz com 6 dB de Ganho para Internet Wireless.
5.18 Antena Omnidirecional 2.4 GHz para Internet Wireless.
6. LINHAS DE TRANSMISSÃO
6.1 Baluns
6.2 Como ajustar a relação de Ondas Estacionárias (ROE) de uma antena
6.3 Esquema de um Medidor de ROE para 50 e 75 Ohms
6.4 Esquema do Wattímetro Direcional BIRD 43
6.5 Gráfico Para Cálculo da ROE com a Potência Refletida e a Incidente
7. CONSIDERAÇÕES SOBRE O ALCANCE DE UMA TRANSMISSÃO
7.1 Escolha do Local de Instalação de uma Antena
7.2 Alcance de uma Transmissão em VHF/UHF
7.3 A Recepção em Ondas Médias e HF
8 RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE (RNI) DAS EMISSÔES DE R.F. EM TORRES DE
TELEFONIA CELULAR
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
Procedimento das Medidas RNI
Escolha dos Locais das Medidas das Estações Rádio-Base
Tabela de Resultados das Medidas em diversas Operadoras
Conclusão
Fornos de Micro-Ondas
A Sociedade Versus Torres de Transmissão
9. TABELAS E GRAFICOS ÙTEIS
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
Tabelas de Faixas de Freqüência de Radioamadores e Ondas Curtas
Freqüências dos Canais do Sistema Doméstico Brasileiro de Satélite utilizadas em
Antenas Parabólicas
Tabela de Freqüências do Serviço Móvel Celular
Diagrama para confecção do Conector em Cabos Coaxiais
Gráfico da Atenuação de diferentes Cabos Coaxiais com a Distância
Tabela de Freqüências da Faixa do Cidadão – 27 MHz
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Antenas e Propagação
1. A PROPAGAÇÃO DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
Uma antena é um dispositivo que converte em sinal elétrico em uma onda
eletromagnética e irradia para o espaço, ou vice-versa. Essa onda de rádio é composta de
duas partes ortogonais, uma componente elétrica e outra magnética, sendo a energia
distribuída igualmente entre as duas. Considerando uma onda propagando no espaço livre,
sem obstáculos nem atmosfera, a propagação dessa onda será em forma de esferas a partir
do ponto inicial, com a mesma velocidade da luz, aproximadamente 300 000 km/s. A
grandes distâncias desse ponto a onda se tornará plana, assim como as ondas de rádio
propagadas em ondas curtas cujo meio consiste na atmosfera terrestre, composta de
diversos gases de diferentes densidades ionizados com altura variando de 40 km até 700
km. A ionosfera é influenciada pelo constante bombardeio da atmosfera terrestre pela
radiação e chuvas de partículas provenientes do sol e também pelos raios cósmicos. A
radiação solar não compreende apenas os raios luminosos que podemos ver, mas também
todos os raios componentes do espectro, desde o infravermelho ao ultravioleta, além da
chuva de partículas – prótons e elétrons. Estas diferentes formas de irradiação aproximamse da atmosfera terrestre e atingem níveis críticos onde a densidade dos gases é de tal
ordem que se tornam susceptíveis de ionização, formando várias camadas ionizadas.
Através de sondagens ionosféricas foram identificadas quatro camadas distintas na
ionosfera sendo denominadas, em função da sua altura e de suas intensidades de ionização,
de camadas D, E, F1 e F2. A altura em relação a terra e a intensidade de ionização destas
camadas variam de hora para hora, de dia para dia, de mês para mês, de estação para
estação e de ano para ano. A camada D situa-se em alturas entre 50 km a 90 km, a camada
E entre alturas de 90 km a 145 km e a camada F entre alturas de 145 km a 380km.
Durante o dia a onda ionosférica ou espacial, sofre uma acentuada absorção nas
camadas mais baixas, camada D ou na parte inferior da camada E, de forma que este meio
de propagação pode ser desprezado. Presume-se que a acentuada absorção observada
durante o dia é devida a grande ionização das camadas inferiores combinadas com um leve
abaixamento de toda região ionizada, de modo a penetrar em regiões de alta pressão
atmosférica.
Durante a noite, no entanto, esta absorção é relativamente pequena e a propagação
ionosférica deve ser considerada. No período noturno o limite inferior da ionosfera
comporta-se como uma parede refletora para a onda ionosférica, ou espacial, fazendo com
que a cobertura da emissora aumente consideravelmente em relação à cobertura que ela
possui no período diurno.Esta é a razão porque as emissoras em Ondas Médias devem
reduzir a potência no período noturno.
A onda de rádio também sofre influência da radiação e atividade solar conforme
ciclos de 11 anos. Para enlaces de longas distâncias, várias reflexões na ionosfera são
necessárias para que o sinal alcance o ponto desejado. Como essas camadas variam de
altura e de densidade, o sinal refletido chegará mais forte ou mais fraco, sendo somado ou
subtraído, dependendo da fase, e o resultado será o fenômeno de fading, ou desvanecimento
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Antenas e Propagação
no receptor, fenômeno comum em ondas curtas.Esse problema pode ser evitado com o uso
de duas ou mais antenas separadas de um comprimento de onda, pelo menos. O
desvanecimento também pode ser provocado por múltiplos percursos, quando diversos
obstáculos proporcionam a reflexão indesejada do sinal, provocando o fenômeno conhecido
por “fantasmas” na recepção de TV, quando diversos sinais são somados e subtraídos
devido a percorrerem diferentes distâncias.
2.
MECANISMOS DE PROPAGAÇÃO
Quando uma onda eletromagnética abandona uma antena transmissora, ela se
propaga em todas as direções. Uma parte do sinal se propaga ao longo da terra e é
denominada onda terrestre ou onda de superfície. Outra parte do sinal se propaga através da
baixa atmosfera, em uma direção quase paralela à superfície da Terra; esta componente do
sinal é denominada onda espacial, ou onda troposférica. Uma outra parte se propaga para
cima e para fora, fazendo um ângulo com a superfície terrestre; esta componente é,
geralmente, denominada onda ionosférica.
Na região acima de 30 MHz, as componentes de onda, terrestre e espacial, se
propagam a curtas distâncias, raramente excedendo 40 ou 48 quilômetros devido à
curvatura da Terra. Já a componente ionosférica do sinal pode ser propagada a maiores
distâncias, tornando possível a comunicação, por ondas curtas, a longas distâncias. À
medida que a onda ionosférica abandona a antena transmissora para se dirigir ao espaço, ela
irá sei propagando em linha reta até que se choque com uma região de gases eletrizados,
que começa a uma altitude em torno de 96 km; esta região é denominada ionosfera. As
medidas efetuadas por meio de foguetes e satélites mostram que a ionosfera se estende até
700 km sobre a superfície da Terra.
ONDA TERRESTRE
A superfície da Terra, a presença dos mares e as diferentes camadas que compõem a
atmosfera afetam a propagação das ondas de rádio, que são classificadas em ondas terrestre
ou ondas de superfície.
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Antenas e Propagação
ONDA TROPOSFÉRICA
Ondas Troposférica ou Espaciais são observadas em freqüências com comprimento
de onda menores do que 10 m e distâncias superiores a 1000 km.
ONDA IONOSFÉRICA OU CELESTE
A propagação é realizada em grandes distâncias por meio de reflexões na ionosfera e com
comprimentos de onda maiores do que 10 metros. Para receber um sinal de uma estação em
ondas curtas na Europa são necessários mais do que 4 reflexões, por isso o sinal chega
atenuado ao receptor.
2.1 REFRAÇÃO E REFLEXÃO
A Ionosfera é formada, inicialmente, de radiação ultravioleta vinda do Sol. À medida que
esta radiação interage com os gases na atmosfera superior, estes gases, que são constituídos,
principalmente, por moléculas neutras, absorvem a energia ultravioleta e, durante este
processo, perdem um elétron. Isto deixa elétrons livres e moléculas de gás positivamente
carregadas, as quais são denominadas íons; a formação de íons é chamada ionização. A
Ionosfera tem a propriedade única de ser capaz de refletir ondas de rádio e devolvê-las à
Terra, a distâncias consideráveis do ponto de transmissão.
Ao penetrar na Ionosfera, as ondas de rádio cedem sua energia eletromagnética aos elétrons
livres da região, e estes, por sua vez, começam a vibrar e a "re-irradiar" esta energia, do
mesmo modo que os elétrons, em uma antena transmissora, irradiam energia. À medida que
a onda penetra mais profundamente na Ionosfera, ela sofre maior desvio para baixo. Como
resultado, este desvio, ou refração, pode, eventualmente, mudar a direção da onda tão
radicalmente que ela seja devolvida à Terra, em algum ponto distante; este processo é
comumente denominado reflexão.
À medida que uma onda eletromagnética se choca com a parte inferior da ionosfera, a velocidade
da onda é alterada, de acordo com as densidades iônicas e de elétrons livres desta região rarefeita.
Na representação abaixo, altamente simplificada, a parte superior da frente de onda (designada
por "I") começa a se acelerar, em relação à parte inferior da frente de onda (designada por "2").
Esta aceleração obriga a frente de onda a se curvar e emergir da parte inferior da camada
ionosférica. Embora isto seja, tecnicamente, um processo de refração, esta ação de espelho (em
propagação de ondas) é denominada “reflexão”.
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Antenas e Propagação
A Ionosfera não é uma região única; na verdade, ela é constituída por diversas camadas
distintas, e as características destas variam, na dependência de vários fatores. Uma das
camadas, a camada F, é a de maior importância e a maioria das comunicações mundiais de
alta freqüência, a longa distância, é efetuada por meio da reflexão das ondas de rádio nesta
região da Ionosfera. A camada F está a cerca de 280 km acima da Terra.
Os sinais de rádio que são refletidos pela camada F podem ser devolvidos à Terra, a
distâncias da ordem de 300 km do transmissor. No ponto em que o sinal retorna à Terra, ele
pode ser refletido pela superfície e retornar, novamente, à Ionosfera, onde o processo de
refração é repetido e o sinal é devolvido à Terra uma segunda vez. O processo pode ser
repetido muitas vezes e, embora o sinal se enfraqueça em cada "salto", ele pode ser freqüentemente transmitido a pontos remotamente distantes por meio deste método de "saltos"
múltiplos de propagação de ondas eletromagnéticas.
As condições retratadas no desenho simplificado acima são as encontradas em uma típica manhã
de inverno. Uma alta freqüência (tal como 26 MHz) não é refletida de volta à Terra, mas atravessa
a parte. parte superior da Ionosfera. Uma baixa freqüência (tal como 4 MHz) é refletida, porém,
por causa da densidade Iônica, a maior parte do sinal é absorvida antes que possa emergir da
Ionosfera. As freqüências entre 7 e 21 MHz são refletidas sob ângulos diferentes porque, para um
dado valor da densidade iônica, as freqüências mais altas necessitam penetrar mais na Ionosfera,
antes de serem refletidas de volta à Terra. A maior freqüência que pode ser propagada não
depende apenas da densidade Iônica, mas também do ângulo sob o qual a frente de onda de alta
freqüência se choca com a Ionosfera. Desde que a superfície terrestre é "curva", pode ser
impossível obter este ângulo: como mostrado aqui, o espectro de freqüência de reflexão, utilizável,
está entre 7 e 21 MHz. Note-se como a “zona de silêncio" é criada, e como os receptores, na zona
de recepção de saltos múltiplos, podem estar aptos a receber os sinais chegados em diversos saltos
simples, duplos e triplos, dependendo da freqüência.
2.2
ZONA DE SILÊNCIO
Perto da antena transmissora os componentes de onda, terrestre e espacial, são fortemente
recebidos. A intensidade do sinal decresce muito ràpidamente à medida que aumenta a
distância em relação à antena transmissora e, dentro de relativamente poucos quilômetros,
ele está fraco demais para ser recebido. Além dos limites de recepção da onda terrestre e
espacial fica uma zona de silêncio, na qual o sinal não pode ser ouvido; esta é chamada
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Antenas e Propagação
zona de silêncio. Em seguida, a uma maior distância ainda, um forte sinal é, subitamente
recebido outra vez. Isto acontece onde a componente de onda ionosférica do sinal retorna,
pela primeira vez, à Terra, após ser refletida pela Ionosfera. A distância entre a antena
transmissora e este ponto é denominada largura de zona de silêncio. As zonas de silêncio,
excetuando-se a primeira, raramente ocorrem durante a propagação de saltos múltiplos,
visto que a energia eletromagnética é amplamente dispersada, tanto pela Ionosfera quanto
pela própria Terra.
Quando um sinal de rádio penetra na Ionosfera, ou é refletido de volta à Terra, ou penetra
nela e se perde no espaço exterior, ou ainda, está tão fraco que se perde totalmente. O efeito
da Ionosfera sobre o sinal depende, principalmente, da freqüência da onda eletromagnética,
do ângulo sob o qual esta abandona a antena e do estado da Inosfera, o qual está sujeito a
grandes variações.
2.3 MÁXIMA FREQUÊNCIA UTILIZAVEL – MUF
Com poucas exceções, a Ionosfera refletirá uma faixa de freqüências, cujo valor depende
do grau de ionização da Ionosfera. Freqüências superiores ao valor máximo da faixa
penetrarão na Ionosfera e continuarão pelo espaço exterior; freqüências abaixo do mínimo
serão absorvidas no interior da Ionosfera. Em um ou outro caso, a comunicação à longa
distância, por meio da Ionosfera, não será possível.
A freqüência mais alta que a Ionosfera refletirá entre dois pontos é denominada Freqüência
Máxima Utilizável ou "MUF", do inglês “Maximum Usable Frequency"; a mais baixa é
denominada Freqüência Mínima Utilizável" ou "LUF" “Lowest UsefuI Frequency".
A freqüência crítica (fc) para uma determinada camada é a maior freqüência que pode ser
devolvida para a Terra pela camada, para um raio de incidência normal. É a maior
freqüência que pode ser refletida pela camada para determinado ângulo de incidência da
onda eletromagnética. A MUF geralmente não ultrapassa 35 MHz e é dada pela equação:
MUF = Freqüência crítica ÷ cos θ , sendo θ o ângulo formado entre a tangente no ponto de
reflexão total na ionosfera e a normal ao plano.
Na prática a MUF serve para determinar a escolha da freqüência correta para a
comunicação em HF em determinado horário do dia.
2.4 VARIAÇÕES IONOSFÉRICAS
10
Antenas e Propagação
Como a ionização depende, principalmente, dos efeitos do Sol, mudanças na posição da
Terra, em relação ao Sol (devido à sua rotação anual e revolução diária), provocam
variações correspondentes na Ionosfera. A intensidade da ionização e, por esta razão, o grau
no qual as ondas de rádio são refletidas, varia, consideràvelmente, do dia para a noite, de
estação para estação, e geogràficamente. Como a radiação ultravioleta é máxima durante o
dia, a ionização é, então, mais intensa, e a faixa de freqüências que a Ionosfera pode refletir
é, relativamente, ampla. À noite, na ausência de luz solar, a Ionosfera se enfraquece porque
não estão sendo formados novos íons, e aqueles já formados tendem a se recombinar com
elétrons livres para tornarem-se, novamente, moléculas neutras de gás. Como resultado,
freqüências mais baixas que as usadas durante o dia, devem ser utilizadas durante as horas
da noite. Se as altas freqüências, do período diurno, forem usadas à noite, o sinal penetrará
nas camadas fracamente ionizadas, noturnas, e não retornarão à Terra.
Durante as horas do dia, dos meses de inverno, a freqüência máxima que a Ionosfera pode
refletir é geralmente maior que aquela de durante as horas do dia dos meses de verão,
porque o Sol está mais próximo da Terra no inverno (o fato do hemisfério norte ser mais
frio é devido ao menor ângulo zenital do Sol) e a intensidade da radiação ultravioleta que
varre a atmosfera superior é muito maior.
Contudo, durante as horas noturnas do inverno, a situação é invertida. Devido às longas
noites invernais, há muito mais tempo disponível para que as recombinações se efetuem,
dando como resultado que as camadas noturnas da Ionosfera, no inverno, se enfraqueçam
consideràvelmente, resultando em muito menores freqüências que durante o período
noturno do verão.
2.5 TEOREMA DA RECIPROCIDADE
Um dos teoremas básicos da teoria de antenas estabelece o principio básico que todos os
parâmetros básicos de uma antena (Ganho, polarização, impedância característica, largura
de banda, ROE, etc...) são válidos tanto para a transmissão quanto para recepção.
3. COMPRIMENTO DE ONDA
Chamamos de comprimento de onda o espaço pelo período de um ciclo entre 2 máximos da
onda:
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Antenas e Propagação
Ao circular corrente por uma antena, são criados no espaço dois campos, um campo
magnético e o outro elétrico, perpendiculares entre si. Estes campos propagam-se no espaço
e ao encontrarem condutores elétricos, produzem neles, por indução eletromagnética, uma
diferença de potencial (ddp) e, desta forma, induzem correntes elétricas nestes mesmos
condutores.
Uma outra antena, dentro do alcance desse campo elétrico, captará todas as
freqüências, porém com maior eficiência as faixas de freqüência para as quais ela é
ressonante e na direção correspondente. Desta forma, teremos numa antena diversas
diferenças de potencial e correntes criadas, ou melhor, induzidas por diversos campos
elétricos, que variam de acordo com as características de cada antena.
Embora existam várias correntes e tensões elas não se misturam, isto devido ao fato
de que cada uma possui uma freqüência de ressonância e o melhor rendimento será
correspondente ao sinal que mais se aproximar a múltiplos ou submúltiplos do
comprimento de onda da antena.
Quando a antena está em ressonância possuímos a máxima eficiência, com a maior
transferência de energia do transmissor, e em conseqüência, com a melhor relação de ondas
estacionárias (ROE) ou Taxa de Ondas Estacionárias (TOE).
As condições de ressonância podem ocorrer em outros casos.
Condição de ressonância:
• Um ou mais comprimentos de onda (λ)
• ½λ
• 1/4 λ
Antenas Curtas:
• Possuem comprimento físico inferior a 1/10 λ, por exemplo em Ondas médias,
onde a própria torre é isolada e utilizada como monopolo vertical.
A resistência de radiação é mínima quando a antena está em ressonância. Essa
resistência recebe o nome de impedância característica da antena.Uma antena apresenta
perdas caso a impedância da linha de alimentação for diferente da impedância da antena na
freqüência de trabalho utilizada. A impedância de uma antena é dada em ohms (Ω).As
antenas possuem uma largura de banda, ou seja, uma antena projetada para ressonar em
uma determinada freqüência irá ter um ganho maior para esta freqüência e para as
freqüências próximas a ela. Essa faixa de freqüências é denominada de largura de banda ou
banda de operação. Ela depende do diâmetro do condutor e do projeto da antena. Antenas
construídas com tubos têm largura de faixa maior do que antenas de fio. Para uso em
receptores de TV - VHF (52 a 88 MHz) e (174 a 213 MHz) ou UHF ( canais 14 a 83) - uma
antena receptora deve apresentar uma faixa passante larga para cobrir toda a faixa do VHF,
sendo comum em instalações prediais coletivas a instalação de mais de uma antena: uma
para canais baixos e outra para os altos.
4. TIPOS DE ANTENAS
4.1 ANTENA ISOTRÓPICA E UNIDADES DE GANHO
É uma antena imaginária e apenas teórica, com forma de uma esfera suspensa no ar
irradiando igualmente em todas as direções. Uma antena vertical irradia ao redor da sua
12
Antenas e Propagação
haste vertical, porém, não existe a irradiação nas suas extremidades, a irradiação nas
laterais será aumentada de +0,3 dBi.
A Antena Isotrópica irradia em todas as direções igualmente
Na antena dipolo de meia onda (2 x 1/4 λ) a irradiação será nas laterais que também
acumularão a irradiação não gerada nas extremidades passando a ter um ganho de 2,14 dBi.
(em relação ao isotrópico).
Dipolo com o comprimento L igual a meia onda
Para efeito de cálculo utilizamos a unidade de referência em dBi. Para efeito comparativo
utiliza-se como referência a antena básica, ou seja: nas antenas direcionais o ganho é dado
sobre o dipolo de meia onda = 0 dBd. Se uma antena direcional de 3 elementos tem 8 dBd,
significa que ela tem 8 dB de ganho sobre o dipolo. O dipolo de meia onda de 0 dBd tem
ganho unitário, isto é, como o dipolo é a própria referência de ganho, o ganho será igual a
1.
Para as antenas verticais a referência é a antena de 1/4 λ com 3 ou 4 radiais que fazem o
plano terra. Assim, para uma antena de 1 x 5/8 λ, cujo tamanho físico é de 2 x 1/4 λ terá 3
dB de ganho sobre a antena vertical de 1/4 λ .Uma antena de 2 x 5/8 λ terá ganho de 6 dB,
já uma antena com 3 x 5/8 λ terá apenas 7 dB sobre a vertical de 1/4 λ .
4.2 MONOPOLO VERTICAL
No monopolo vertical de 1/4 λ, o outro elemento é composto de radiais, geralmente 3
a 4, que funcionam como plano artificial, substituindo o plano de terra. Podem variar o
ângulo de 30°, 45° ou 90°, sendo o ângulo de 90° indicado para comunicações de curta
distância. As antenas verticais recebem e transmitem em todas as direções. Como o ruído
provocado por escovas de motores, sistemas de ignição de veículos e rede elétrica têm,
geralmente a polarização vertical, esse tipo de antena irá receber mais ruído devido a sua
polarização.
13
Antenas e Propagação
Essa antena pode operar invertida, caso se deseje concentrar a R.F. em uma área
menor, como em um prédio ou shopping. Os radiais devem ser dimensionados para ¼ λ
mais 5%.
4.2.1 Exemplo de Cálculo de Antena Vertical Plano Terra para a Faixa de 88 a 108
MHz para Radiodifusão
Para um monopolo vertical, conhecido como plano terra (ground plane), utilizamos
um tubo central de alumínio, de diâmetro variando de ½” até 1”, dependendo do
comprimento. A fabricação do plano de terra compreende 3, 4 ou mais radiais, quanto
maior o número deles, melhor o efeito da terra artificial. Esta antena possuí a impedância
característica menor do que o dipolo horizontal de meia-onda, sendo o melhor casamento
de impedâncias realizado com cabo coaxial de 50 Ohms.
Exemplo de antena plano-terra (ground-plane) para a Faixa de 88 a 108 MHz
14
Antenas e Propagação
4.3 ANTENA DIPOLO DE MEIA ONDA
A antena dipolo de meia onda é composta de dois elementos de ¼ λ. na vertical ou na
horizontal, com o diagrama de irradiação em forma de “8” irradiando o máximo na direção
perpendicular à antena. É a antena mais simples de construir e ideal para baixas
freqüências, nas faixas de 80 e 40 metros e funciona bem mesmo quando instalada em
baixas alturas. A tensão se apresenta máxima nos extremos e é nula em seu centro, quando
o valor zero de tensão é coincidente na antena dipolo de meia onda a partir do seu centro
para os extremos a tensão aumenta e a corrente diminui, indicando que os extremos da
antena são os pontos de tensão máxima e de corrente mínima, enquanto no centro da antena
a corrente é máxima e a tensão é mínima. Por este motivo podemos aterrar o ponto central
de um dipolo.
Dicas práticas para a instalação de Antenas:
Antes de instalar a antena, observe onde fica localizado o Norte Geográfico (diferente
em poucos graus do Norte Magnético) e oriente o dipolo perpendicular à direção de maior
interesse. Nas pontas são utilizados isoladores e cordas com fios de nylon em vez de fios
para diminuir o efeito capacitivo e não alterar a sintonia da antena. No centro da antena
também é empregado outro isolador de porcelana, acrílico, pexiglass ou, melhor ainda, um
isolador de antena blindado contra umidade, tipo Osledi, onde os condutores da antena são
ligados à linha de transmissão conectada ao receptor ou transmissor.
Em antenas dipolos podemos usar o cabo coaxial de 75 ohms RG-59U ( pequeno diâmetro)
para distâncias até 30 metros e potências de R.F. até 430 Watts e empregamos o cabo
coaxial RG-11U (baixa perda) para distâncias acima de 30m e potências até 2 kW. Para
monopolos verticais utilizamos cabos coaxiais com impedância característica de 50 Ohms.
15
Antenas e Propagação
4.3.1 - Exemplo de Cálculo de Antena Dipolo de Meia Onda para a Faixa de 88 a 108
MHz:
Vamos calcular uma antena dipolo para a faixa de FM de 88 a 108 MHz, dimensionada
para o centro da faixa, 100 MHz, pois neste caso a largura total da faixa de FM é de 20
MHz:
Cálculo do Comprimento de Onda:
Utilizaremos a fórmula: λ = v/f
Como a velocidade de propagação da onda = 300 000 000 m/s e sendo a freqüência = 100
000 000 Hz, temos que λ = 3 metros.
Como o dipolo é de meia onda, o seu comprimento físico será a metade de um λ , ou seja,
½ metro. Levando-se em conta o efeito das pontas, onde existe um acúmulo de cargas na
extremidade do fio condutor e efeitos dos isoladores quando a antena é suportada, o valor
do comprimento fica reduzido de cerca de 5 %, (este fator depende do diâmetro do
condutor), devendo a seguinte fórmula ser empregada:
λ/2 ( m ) = 142/f (MHz) onde f é a freqüência central de operação.
λ/2 = 1,42 m, e o comprimento de cada lado do dipolo (λ/4) será de aproximadamente 0,71
m para cada lado.
Na linha de alimentação poderemos usar um cabo coaxial de 75 Ohms com um balun, que
adapta a estrutura balanceada do dipolo com a o cabo que é eletricamente desbalanceado,
conforme veremos no capítulo relativo aos Baluns.
4.3.2 - Exemplo de Cálculo de Uma Antena Dipolo de Meia Onda para 7,1 MHz –
Faixa de 40 metros:
Usando a fórmula acima, onde o comprimento de onda, λ/2 ( m ) = 142/f (MHz),
Temos: 142/7,1=20 metros, sendo 10m para cada lado do isolador central, devendo o fio de
cobre isolado ou esmaltado, calibre # 2,5 mm² ser utilizado, alimentado por um cabo
coaxial de 75 Ohms com menor comprimento possível.
4.3.3 - Exemplo de Cálculo de Uma Antena Dipolo de Meia Onda para 27 MHz
Usando a fórmula acima, onde o comprimento de onda, λ/2 ( m ) = 142/f (MHz),
observamos o centro da Faixa do Cidadão: 26.965 a 27.605 MHZ (canal 30).
Temos: 142/27,285= 5,20 metros, sendo 2.60m para cada lado.
16
Antenas e Propagação
Como prender o cabo coaxial em torno do isolador central para evitar entrada de água:
Importante: Por motivo de segurança para evitar choques elétricos, instale a antena longe
de redes elétricas, em local alto e de preferência, longe de objetos metálicos, levando em
consideração que a direção máxima de recepção/transmissão será à perpendicular ao
dipolo, devendo ser o mesmo orientado na direção de interesse.
O fabricante de antenas Electril recomenda:
“As antenas dipolo para 80, 40 e 30 metros são as mais utilizadas. Para as faixas de 20, 17
e 15 metros, antenas direcionais de 3 elementos são aconselháveis.Para as faixas de 12, 11
e 10 metros em operação normal podem ser utilizadas antenas verticais de 5/8 λ com
ótimos resultados, antenas direcionais com 5 ou mais elementos com rotor de direção para
operação em DX (contatos de longa distância)”.Princípio válido, pois nunca instale uma
antena direcional sem o rotor, é pior que uma antena vertical.”
4.3.4 – Antena Multibanda para as Faixas de Radioamador tipo G5RV – 3.5 MHz a 28
MHz
Utilizei essa antena por muitos anos com excelentes resultados. Segundo o seu criador,
Louis Varney: “A antena G5RV, com o arranjo do seu alimentador especial, é uma
multibanda alimentada no centro e capaz de uma operação eficiente em todas as bandas de
HF, de 80 a 10 metros. Suas dimensões foram projetadas especialmente para que seja
possível instalar em áreas de espaço limitado, mas que possam acomodar um percurso
razoavelmente reto de 31 metros”. Uma observação importante: caso não haja espaço
suficiente para estender os 31 metros da antena, é possível dobrar as pontas para que caiba
no espaço disponível – pode-se dobrar até ¼ da antena sem que haja perda de desempenho
perceptível.
Segundo seu autor:
17
Antenas e Propagação
“Ao contrário das antenas multibandas em geral, a G5RV não foi concebida como uma
dipolo de meia onda na sua mais baixa freqüência de operação, mas com uma antena long
wire de 2/3 onda em 20 metros, onde a seção casadora em linha aberta com 10 metros de
comprimento serve como um transformador de impedância. “
Isto permite que um cabo coaxial de 50 ou 72 ohms veja uma impedância bem casada com
uma conseqüente baixa ROE. Entretanto, em todas as outras bandas de HF, a função desta
seção casadora é a de acomodar aquela parte da ROE (componentes de corrente e tensão)
que, em certas freqüências de operação, não pode ser completamente acomodada pela parte
irradiante. O projeto na freqüência central é 14,15 MHz e o comprimento total é de 31
metros”.
Como a antena não usa traps (armadilhas ressonantes), a porção do dipolo torna-se
eletricamente maior à medida que aumenta a freqüência de operação. Este efeito confere
certas vantagens sobre as antenas com traps, ou carregadas linearmente, pois o aumento do
comprimento elétrico leva a um menor ângulo de irradiação. Assim, para 20 metros, a
maior parte da energia ocorre em ângulos adequados para DX.
Ainda que o casamento de impedância para o coaxial de 75 ohms seja bom em 20 metros, e
mesmo com o uso de coaxial de 50 ohms resulte em ROE menor que 1,8:1, o uso de um
sintonizador de antena é necessário em todas as demais bandas.
Teoria de funcionamento:
Em 80 metros: Nesta banda, a antena atua como uma meia onda encurtada, com
aproximadamente 5 metros do comprimento total feito pela seção casadora. O restante
desta seção introduz uma reatância à antena. O diagrama polar de irradiação é
essencialmente o mesmo de um dipolo de ½ onda.
Em 40 metros: A parte irradiante, mais 4,8 metros constituem uma antena long wire
colinear de 1 λ parcialmente dobrada. O diagrama de irradiação é mais agudo que o dipolo
devido à sua característica colinear. O casamento de impedância é degradado devido à
reatância introduzida pelo comprimento extra da seção casadora. Esta reatância pode ser
facilmente compensada por um sintonizador de antena.
Em 20 metros: Nesta banda a G5RV realmente brilha, operando como long wire colinear
de 3/2 onda, multi-lóbulo, baixo ângulo (em torno de 14 graus) que é bastante efetivo para
trabalhar em longa distância (DX). A antena apresenta uma carga de 90 ohms, basicamente
sem reatância presente.
Em 15 metros: A antena trabalha como uma long wire colinear de 5/2 λ, multi-lóbulo,
ângulo baixo, com alta impedância resistiva, sendo uma antena altamente eficiente para
contatos em DX.
Em 10 metros: Nesta banda, a antena atua como uma long wire colinear de 3 λ. Aqui
também a irradiação é do tipo multi-lóbulo, mas com ganho ainda maior devido ao efeito de
duas 3/2 λ em fase. A impedância é elevada, com baixa reatância.
18
Antenas e Propagação
4.4 ANTENA DIPOLO DOBRADO
Se voltarmos ao gráfico que representa a tensão e a corrente numa antena veremos
que o centro da mesma possui tensão nula no nosso exemplo o ponto A, para fixar
mecanicamente este dipolo dobrado será este o ponto ideal para aterramento, pois não
possuindo tensão, não terá afetado suas características de funcionamento. O dipolo dobrado
em tubo na forma circular é utilizado na Faixa de FM devido a suas características
omnidirecionais.
4.5 ANTENAS VERTICAIS COLINEARES
Geralmente são conjunto de 4 antenas empilhadas para obter um maior ganho do que um
monopolo de λ/4, cerca de 6 a 9 dB, e a sua distribuição em torno da torre pode apresentar
ganho em uma determinada direção ou em todas, por igual (características omnidirecional).
Segue um exemplo de colinear para a faixa de 2 metros 144 a 148 MHz.
19
Antenas e Propagação
ANTENA COLINEAR COM 4 ELEMENTOS, GANHO 6 dB, PARA 2 METROS
Balun casador: Para a faixa de 2 m, o comprimento do cabo coaxial de 75 ohms é de 1,04 m
para as seções A,B,C e D; enquanto as seções E e F devem ser cortadas em 1,62m. O
espaçamento entre os dipolos é de 1,5m, e podem ser cortados dipolos de λ/2 em vez de
dipolos fechados como na figura. Após a junção de E com F usar cabo de 50 Ohms.
4.6 ANTENA DELTA LOOP
É uma das melhores antenas que já utilizei. É de baixo custo e simples de construir. Utiliza
um comprimento total de 1 λ e possui maior ganho do que um dipolo de meia onda.Pode
ser construída em forma de um triângulo isósceles, alimentada em um vértice. Possui uma
impedância em torno de 150 ohms e devemos utilizar um balun casador de 4:1 para utilizar
um cabo de 50 ohms. O balun é formado por um cabo de 75 ohms cujo comprimento
depende da banda utilizada (vide tabela). A condutividade do solo é importante em 7 MHz,
pois sua influência é maior nas freqüências baixas do que nas altas.A altura da antena deve
ser de 12 metros no mínimo para melhores resultados. Observe as conexões no isolador
central. O comprimento da antena não é crítico mas a proximidade de prédios influenciam
no ajuste de ROE desta antena.
Esquema da Antena Delta Loop
Detalhe do isolador
20
Antenas e Propagação
4.6.2 Antena Loop Skywire
É de construção semelhante à antena Delta Loop, mas precisa de 4 suportes para sua
instalação:
Faixa
metros
Frequência
MHz
Comprimento
Antena - L
Comprimento do
Balun - cabo 75
ohms – L1
160
80
40
20
15
10
6
1,9
3,75
7,10
14,20
21,25
28,40
50,20
161,22
81,68
43,10
21,57
14,41
10,78
6,10
26,05
13,20
6,94
3,48
2,33
1,74
0,99
Cálculo do comprimento total da antena – L:
L ( em Metros)= 306,324 / frequência (MHz)
4.7 ANTENA ZEPELIN OU END-FED
Antena alimentada pelo extremo, onde é necessário um casador de impedâncias para a faixa
de operação, pois apresenta uma impedância de até 5000 Ohms no ponto de alimentação da
linha de transmissão. Utilizada em aeronaves navios e seu nome deriva da utilização no
dirigível Zeppelin.
21
Antenas e Propagação
4.8 ANTENAS ESPECIAIS
Antena Bi-cônica,possui uma larga faixa
de freqüências comparado com o dipolo
de meia onda.
Outros tipos:
Antena rômbica,micro-fita, guia de onda
aberto para freqüências acima de 10 GHz.
4.8 Antena Vertical Slim Jim para 2 metros (J Integrated Matching = JIM)
Esta antena omnidirecional usa um acoplador do tipo da antena J. Apresenta um ganho de 6
dB sobre a de 5/8 λ e ângulo de irradiação muito baixo de 150° contra 300° da antena
vertical de 5/8 λ. Nenhuma parte dessa antena é aterrada. As dimensões apresentadas são
para a faixa de 2 metros.
4.10 ANTENA VERTICAL “J”
22
Antenas e Propagação
Antena J fabricada por
WB8ERJ, com tubo de cobre
Ponto de
alimentação 75mm
da base
A seção de cabo coaxial de 1,70m é
enrolada em voltas para assegurar
proteção contra descargas atmosféricas.
Como construir a antena “J” para a Faixa de 2 metros:
Corte o tubo de 20 mm em 2 seções: 1,50 m e 0,50 m; da mesma maneira corte o tubo de
16mm em 0,60 m e 0,20 m; junte os tubos da seguinte maneira: 20mm/1,50m +
16mm/0,60m e 20mm/0,50m + 16mm/0,20 m de forma a obter 2 mastros: 1,80m e 0,53m.
23
Antenas e Propagação
Próximo passo: fure a base do mastro mais curto e atravesse a base com um parafuso de
6mm; faça o mesmo a 0,53m da base do mastro maior; mantendo o espaçamento entre os
mastros de 29 mm.
Monte o conector SO239 usando uma chapa de cobre ou zinco no mastro de 1,80 m, acima
alguns centímetros do parafuso de 6mm.
Ponto de alimentação do cabo coaxial: A malha do cabo é conectada ao mastro mais
comprido de 1,80 m e a parte central do cabo ao mastro mais curto. Faça 2 furos espaçados
de 50 mm e com diâmetro de 20 mm no tubo de PVC de 32 mm passando através dos
mastros, esse espaçador isolado deve ficar a 0,30m do conector SO239. A base do mastro
maior pode ficar com qualquer tamanho abaixo do parafuso de 6 mm pois será usado como
suporte da antena. Quanto maior o diâmetro do tubo, maior será a faixa de freqüências de
operação da antena. Na antena da foto foi obtida a ROE de 1:1 em toda a faixa de 2 metros.
Para a sintonia manter o comprimento do mastro de 1,80m fixo, e ajustar o comprimento do
outro.Após a sintonia, vedar a caixa contra água e umidade com silicone.
5. ANTENAS DIRETIVAS
Torre da TV Globo
No Sumaré/RJ
Diagrama de Radiação de uma
Antena Direcional
Torre com Antenas de
Transmissores de TV
Características das antenas quanto à Polarização:
- Vertical, Horizontal ou Circular,combinação das duas primeiras, à direita ou à
esquerda.
Características das antenas quanto à Diretividade:
- As antenas Direcionais possuem o diagrama de radiação maior em determinada
direção, como, por exemplo, as antenas YAGI e parabólica.
24
Antenas e Propagação
Diagrama de uma antena direcional mostrando a maior intensidade de campo na direção 0°
(Direção de Maior ganho)
- A relação frente-costa é a diferença entre o
Ganho para a frente e o ganho da antena
para trás em dB.
Ângulo de Irradiação => Direção em que
o lóbulo da antena é maior.
Ângulo de meia potência => Abertura do
lóbulo de Irradiação para pontos de meia
potência (-3dB).
- As Antenas Omnidirecionais são antenas que transmitem e recebem em todas as
direções (monopolo vertical, por exemplo). Possuem o ganho menor do que antenas
direcionais.
O eixo Z representa a antena em polarização vertical. Os diagramas em azul
representam a radiação da antena visto em corte em azimute e em elevação.
Este tipo de antena acima cujo diagrama de irradiação é uniforme em todas as
direções recebe o nome de antena isotrópica ou não direcional.
5.1 Estudo das Antenas YAGI
25
Antenas e Propagação
Essa interessante patente foi feita em 06/03/1931 pela Rádio
Áustria de uma antena direcional, onde uma série de dipolos
mostrados em A, espaçados λ/2 e posicionadas na horizontal
em relativa baixa altura, conectados por linhas de
alimentação L e L1.
As antenas YAGI-UDA são assim denominadas em homenagem aos engenheiros japoneses
Hidetsugu YAGI e Shintaro UDA que a projetaram em 1926. Apesar do invento ser
atribuído a UDA, com a colaboração de Yagi, este último publicou um artigo em inglês
com o invento em 1928 e a antena passou a ser conhecida apenas com o seu nome. Foi
utilizada em aplicações de radar na 2°Guerra Mundial.
A antena YAGI mostrada acima possuí uma característica direcional, com uma
relação de sinal maior para frente do que para trás, essa relação entre os ganhos em dB é
chamado de relação frente-costa. Os diagramas de irradiação servem para verificar o quanto
a antena é direcional em determinada direção. Quanto mais afastada da antena estiver a
“curva”, maior será o ganho naquela direção. Sendo assim, podemos perceber que no
último diagrama a direção correspondente ao ponto. O elemento da antena cuja linha de
alimentação é conectado recebe o nome de irradiante. O refletor pode ser formado por um
tubo ou um conjunto de vários tubos ou ainda, uma tela para melhorar a eficiência.
Como exemplo, mostramos abaixo uma antena YAGI com 6 elementos: refletor,
irradiante e os 4 elementos menores, chamados diretores.
REFLETOR
IRRADIANTE
DIRETORES
Fotos de duas Antenas Direcionais YAGI, polarizadas verticalmente, alimentadas com
Cabo Coaxial de 50 Ohms
26
Antenas e Propagação
O irradiante é o segundo maior elemento,
denominado dipolo, o elemento diretor tem
por função direcionar ou aumentar mais o
ganho da antena, ou seja, estreitar mais ainda
o diagrama de radiação. Uma antena pode ter
um, dois, ou mais diretores.
Para aumentar a diretividade (ganho) da
antena devemos colocar diretores e um
Existem antenas direcionais Yagi, como as refletor (maior elemento).
representadas acima, de 2, 3, 4 , 5 ou mais
A colocação dos elementos parasitas (que
elementos.
não têm alimentação da linha de
A frente de uma antena Yagi sempre é o lado transmissão) como os diretores e o refletor
geralmente diminui a impedância do dipolo.
que possui o elemento menor (diretor).
Detalhe da fixação mecânica com braçadeiras O único elemento que tem ligação com a
dos elementos na gôndola (boom) da antena linha de transmissão de descida é o
direcional
irradiante ou dipolo, que deverá ser
alimentado com uma linha de transmissão de
50 ohms. Para melhor casamento de
impedâncias entre o cabo e o dipolo
podemos utilizar um acoplador do tipo
gama ou T match, conforme veremos mais
adiante.
5.1 Cálculo para Antenas Direcionais de 2 Elementos
Antena Direcional de 2 Elementos para 6
ou 10 Metros
Antena Direcional de 2 Elementos para
11,15 ou 20 Metros
Ganho= 4,8 dB
Relação Frente-Costas=12 dB
Ganho= 5.3 dB
Relação Frente-Costas=12 dB
Dipolo (m) =143,6/freq(MHz)
Diretor (m) = 132,6/freq(MHz)
Dipolo (m) = 144,8 /freq(MHz)
Diretor (m) = 136,5/freq(MHz)
Espaçamento entre elementos =36,6/freq(MHz) Espaçamento entre elementos = 36,6 /freq(MHz)
27
Antenas e Propagação
Diâmetro dos Tubos Telescopados
40 metros = 2 polegadas
10 metros= 1 ½ polegada
6 metros = 1 polegada
5.2
Diâmetro dos Tubos Telescopados
20 metros= 1 ½ polegada
15 metros = 1 polegada
11 metros = 1 polegada
Cálculo para Antenas Direcionais de 3 Elementos
Antena Direcional de 3 Elementos para
11,15 ou 20 Metros
Antena Direcional de 3 Elementos para 6
ou 10 Metros
Ganho= 8,0 a 8,5 dB
Relação Frente-Costas=25 dB
Ganho= 7,5 a 8,0 dB
Relação Frente-Costas=20 dB
Dimensionamento
Dipolo (m) =144,2/freq(MHz)
Diretor (m) = 135,6/freq(MHz)
Refletor (m) = 152,7/freq(MHz)
Dimensionamento
Dipolo (m) = 144,8 /freq(MHz)
Diretor (m) = 132,9/freq(MHz)
Refletor (m) = 153,9/freq(MHz)
Espaçamento entre elementos =42,7/freq(MHz) Espaçamento entre elementos = 56,4 /freq(MHz)
Diâmetro dos Tubos Telescopados
20 metros= 1 ½ polegada
15 metros = 1 polegada
11 metros = 1 polegada
Diâmetro dos Tubos Telescopados
10 metros = 1 ½ polegada
11 metros = 1 polegada
5.3 Antena Direcional de 3 Elementos com Espaçamento curto para 20 Metros
Uma antena monobanda para a faixa de 20 metros possuí dimensões entre elementos de
3,17m (0,15 λ) e 3,59m (0,17 λ), mas podemos encurtar um pouco a estrutura da gôndola,
sacrificando o ganho em função da menor dimensão, obtendo para a freqüência central de
14,20 MHz as seguintes dimensões:
28
Antenas e Propagação
Os tubos de alumínio empregados são de 1” no centro, 7/8” e ¾” telescopados e com
braçadeiras para permitir ajuste fino da freqüência de ressonância e da mínima ROE.
Geralmente são vendidos em peças de 6 metros. Operei com esta antena durante muitos
anos com excelentes resultados. O acoplamento com o cabo coaxial de 50 ohms pode ser
feito com T ou Gama Match.
5.3.1 Antena Direcional de 3 Elementos para 27 MHz / 11 Metros
A gôndola que suporta os 3 elementos pode ser fabricada com um tubo de ferro ou
cantoneiras de alumínio em “L” de 1 ¼” x 1/16” e ¾” x 1/8”, formando uma escada, o
comprimento total da gôndola será de 4,5m. Os elementos são todos aterrados no centro,
com maior proteção contra descargas atmosféricas. Usei esta antena muitos anos com
ótimos resultados utilizando um acoplador Gama match composto de um capacitor de 100
pF em série com o tubo de alumínio, veja capítulo 5.6 para a descrição do mesmo. O
capacitor deverá ser protegido em uma caixa plástica contra chuva. Na época, a faixa de 11
metros possuía somente 23 canais, para sintonizar em 27,30 MHz, o centro da faixa
atualmente, as dimensões deverão ser ligeiramente reduzidas e ajustada para o melhor
rendimento com o auxílio de um medidor de ROE.
5.4 Antena Direcional de 5 Elementos para a Faixa de 88 a 108 MHz
29
Antenas e Propagação
5.5 Cálculo de Antenas Direcionais até 17 Elementos para VHF e UHF em função do
comprimento de onda (λ)
COMPRIMENTO DA YAGI em (λ)
COMPRIMENTO DO REFLETOR em (λ)
COMPRIMENTO DO DIRETORES (λ)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2,2
0,482
xxx
0,432
0,415
0,407
0,398
0,39
0,39
0,39
0,39
0,398
0,407
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
3,2
0,482
xxx
0,428
0,42
0,407
0,398
0,394
0,39
0,386
0,386
0,386
0,386
0,386
0,386
0,386
0,386
0,386
ESPAÇAMENTO ENTRE DIRETORES E
ENTRE REFLETOR E IRRADIANTE (λ)
GANHO EM RELAÇÃO AO DIPOLO (dBd)
0,2
0,2
12,25
13,4
A segunda coluna representa a opção do projeto com ganho maior e maior tamanho físico da
gôndola (boom) da Yagi. Após o cálculo do comprimento de onda (λ), multiplique pelo fator para
encontrar o comprimento do elemento da antena desejado.
5.6 Métodos para Casamento de Impedâncias no Elemento Irradiante
No dipolo irradiante utilizamos uma estrutura dupla denominada T-Match (dois lados do
dipolo) ou o simples Gama-Match (somente um lado do dipolo) para adaptar a baixa
impedância da antena direcional, em torno de 20 a 25 ohms com um cabo de 50 Ohms. A
menor ROE é obtida através do ajuste de um capacitor variável em série com um tubo
paralelo ao dipolo. Duplo no caso do T-Match e apenas de um lado como no Gama-Match.
30
Antenas e Propagação
Nas antenas com Casador Tipo Gamma Match, ajustar o comprimento do stub e depois do capacitor em
série, caso usado, para o mínimo de ROE na freqüência central de operação
5.6.1
MHz
Construção Prática de Antena YAGI de 6 Elementos para 2 Metros -144-148
Em 1977 esta direcional foi construída e testada por mim otimizando ganho e
largura de banda. Para os ajustes, foi utilizado um equipamento da Scientific Atlanta que
possui uma antena padrão fixa enquanto em outra torre a antena sob teste gira em 360° para
obter o diagrama de radiação. O comprimento total da gôndola de alumínio de seção
quadrada de 2” é de 2,27 m, enquanto os tubos utilizados para o irradiante e gama match
são de 12,5mm e os demais são tubos de alumínio de 15mm de diâmetro com as dimensões
representadas acima. Os tubos recebem pontas de borracha nas extremidades para evitar a
31
Antenas e Propagação
entrada de água. Utilizar parafusos de aço inox para evitar oxidação.Regular o
comprimento do gama match e depois o capacitor variável em série para o mínimo de ROE.
5.6.2
Construção Prática de Antena YAGI de 11 até 22 Elementos para UHF – 432
MHz
Incluo outra antena Yagi, de fácil fabricação e baixo custo que proporciona excelentes
resultados na faixa de UHF. Pode ser fabricada com até 22 elementos, conforme tabela
com respectivas dimensões. O projeto apresentado a seguir configura uma versão menor de
10 elementos com elementos passando através da gôndola (não isolados).
Utilizar como sustentação dos elementos uma gôndola de alumínio de perfil quadrado de
seção de 1 polegada com o comprimento de 1,5 m para 10 elementos. Os tubos para
refletor, irradiante e diretores são de ½”. O balun é confeccionado com uma seção de 22,7
cm de cabo coaxial, enquanto o T Match usa um fio de cobre de 2,5 mm² (antigo fio #12
AWG) nas dimensões do esquema.
- Cálculo do balun: λ/2 x 0,654 ( fator velocidade do cabo ) = 0,694/2 x 0,654 = 22,7 cm
Tabela de Dimensionamento dos Elementos da Yagi para UHF
32
Antenas e Propagação
Elemento
Refletor
Irradiante
Diretor 1
Diretor 2
Diretor 3
Diretor 4
Diretor 5
Diretor 6
Diretor 7
Diretor 8
Diretor 9
Diretor 10
Diretor 11
Diretor 12
Diretor 13
Diretor 14
Diretor 15
Diretor 16
Diretor 17
Diretor 18
Diretor 19
Diretor 20
5.7
Distância do Elemento em
mm com referência ao
início do lado direita da
gôndola ( linha “0”)
30
134
176
254
362
496
652
828
1020
1226
1444
1672
1909
2152
2403
2659
2920
3184
3452
3723
3997
4272
Comprimento do Elemento
(mm)
346
340
321
311
305
301
297
295
293
291
289
288
286
285
284
283
281
280
279
278
277
276
Empilhando Antenas YAGIS e COLINEARES
Para aumentar ganho e diretividade, podemos empilhar horizontal ou verticalmente as
Yagis, desde que sejam idênticas e acopladas em fase com o cabo de alimentação. Para
duas antenas YAGIS podemos espaçar em 1/2 λ e para antenas quadra cúbica em 5/8 λ
para mínima interação.
Casador de Impedância: Lembrando que uma seção de λ/4 x o fator de velocidade do cabo
coaxial (0.66) produz uma transformador de 1:1 e uma seção de λ/2 x o fator de velocidade
do cabo coaxial (0.66) produz uma transformador de 1:2 de impedância. Assim ao ligar em
paralelo duas antenas colineares ou Yagis, temos a que a impedância resultante será a
metade com seções múltiplas de λ/4 e depois teremos que adicionar um transformador
composto de uma seção múltiplo de λ/2 para retornar à impedância de uma antena. Levar
em consideração a dimensão do conector para esse cálculo do comprimento físico do cabo
coaxial.
33
Antenas e Propagação
Caso sejam instaladas no mesmo mastro duas antenas de freqüências diferentes, a menor
deverá ficar acima da antena maior.
5.8 ANTENAS LOG-PERÍODICAS
São antenas de banda larga. O comprimento físico dos elementos e dos espaçamentos é
escolhido de maneira que o padrão de radiação bi-direcional, impedância e outros fatores
são repetidos para diversas freqüências. A largura de faixa é aproximadamente a relação
entre o comprimento do elemento do dipolo maior para o menor. A log-periódica possuí a
característica principal do ganho menor do que a Yagi, porém uniforme em uma larga faixa
de freqüências, por isso é amplamente empregada na recepção de TV – canais baixos de 2 a
6 (VHF); canais altos de 7 a 13 (UHF) ou nos canais de 14 a 83 (UHF). Uma antena logperiódica da marca Plasmatic, modelo Senior para TV com 8 elementos para os canais altos
e 8 para os baixos possui um ganho estimado de 4,5 dB em 54-108 MHz e 9,0 dB na faixa
alta de 175 a 216 MHz. A tabela seguinte relaciona os canais e as respectivas faixas de
freqüências:
CANAIS
2
3
4
5
6
7
FAIXA DE
FREQUÊNCIA
54-60
60-66
66-72
76-82
82-88
174-180
CANAIS
8
9
10
11
12
13
FAIXA DE
FREQUÊNCIA
180-186
186-192
192-196
198-204
204-210
210-216
Nos cálculos do comprimento físico dos elementos utilizar a freqüência central da faixa. As
antenas abaixo são projetadas para a faixa de HF, de 10 a 30 MHz.
34
Antenas e Propagação
Para o complexo projeto dessas antenas foi utilizado Software específico denominado
NEC-WIRES / NEC-2 projetado pelo radioamador K6STI e Nec-Win Plus+, um produto
para Windows da Nittany Scientific. Atenção para a linha de transmissão que interliga os
elementos devido ao seu projeto ser crítico. Numa antena log-periódica, o ângulo entre o
eixo e os irradiadores, influi na diretividade da mesma.
Antena Log –Periódica no Sumaré – R.J.
5.9
Antenas Parabólicas na Faixa de SHF da Estação da
EMBRATEL no Sumaré/R.J.
INTERFERÊNCIAS E SOLUÇÕES NA RECEPÇÂO DE TV
Quando o sinal chega no receptor de TV fortemente atenuado devido à distância entre
o transmissor e o receptor não devemos empregar amplificadores de banda larga do tipo
booster, pois estes amplificam o ruído além do sinal fraco. São susceptíveis a
intermodulação e facilmente recebem sinais de outras freqüências, como de estações de
radioamadores e pioram a recepção. Devemos optar sempre pelas antenas de maior ganho e
sempre utilizar cabo coaxial em vez de linha aberta para evitar sinais interferentes. Evitar
passar a antena pelo videocassete ou gravador de DVD, pois atenuam o sinal da metade (3
dB) devido a chave comutadora de antena a diodo existente no videocassete ou DVD. Para
dividir o sinal para 2 ou 3 receptores, devemos empregar divisores blindados de qualidade.
Assim temos uma perda teórica de 3 dB para um divisor de 2 saídas; 4,8 dB para 3 saídas e
35
Antenas e Propagação
6 dB para 4 saídas. ( na prática a atenuação é um pouco maior, da ordem de 3,5dB; 5,5 dB e
7 dB respectivamente).
Para melhorar a recepção em FM em um sintonizador ou sistema de som na falta de uma
antena para 88-108 MHz podemos substituir a antena interna pela antena de TV, adaptando
com um casador de impedâncias de 75 para 300 ohms.
No caso da transmissão digital de TV, uma simples antena garante uma excelente recepção,
sem os tradicionais problemas encontrados na TV analógica como fantasmas e reflexões do
sinal.
5.10
ANTENAS CURTAS PARA 27 MHz
As antenas móveis encurtadas utilizam bobinas de carga e são construídas com fio enrolado
sobre uma forma isolante, de forma que essa indutância compensa o menor comprimento
físico. O diâmetro desta forma, a bitola do fio e a separação das espiras determinam quanto
a antena será encurtada. Para efeito de cálculo de rendimento de uma antena encurtada usase o seguinte principio: a perda de uma antena encurtada será proporcional ao quadrado do
seu encurtamento. As antenas móveis utilizam bobinas de carga, encurtando as antenas até
5 vezes o seu comprimento físico com menor rendimento. Neste caso, o segundo lado da
antena, o plano-terra, é substituído pelo veículo e como está isolado pelos pneus, atua como
uma parte da antena aumentando o seu rendimento em determinada direção.O local de
instalação de uma antena numa viatura é crítico devido a irregularidade do plano terra, isto
é, o local ideal é o centro do carro e para cada ponto escolhido o comprimento físico da
antena irá variar. A seguir é dado, a título de exemplo, o esquema básico de construção de
uma antena muito fabricada nos anos 70, na época da febre da Faixa do Cidadão. A antena
de maior ganho era o monopolo de ¼ λ, denominado de “Maria-Mole”, devido ao balanço
da vareta de aço inox com mais de 2,70m.
Utilizar forma isolante de PVC ou
celeron, com diâmetro de 5/8”, cerca de
16 mm, nas extremidades utilizar o
conector coaxial macho PL-259 (UHF)
5.11
Antenas de Ondas Médias para Transmissores de Alta Potência
Devido ao grande comprimento de onda os monopolos são antenas eletricamente curtas. As
fotos seguintes mostram uma antena com os 120 radiais distribuídos de 3° em 3°, com
comprimento de ¼ λ +5%, enterrados e operando na freqüência de 1350 kHz.
36
Antenas e Propagação
Base da Antena Isolada
Torre com Estais
Construção com caixa de sintonia
5.12 Antena Vertical para Ondas Médias (OM) para Recepção ou Transmissores de
Baixa Potência
A bobina para OM possui 145 espiras de fio esmaltado #20 AWG,
espaçamento cerrado em forma de PVC, diâmetro de 3,5”,
aproximadamente 90 mm,fornecendo uma indutância de 3,5 mH, a
antena é um tubo de alumínio vertical com comprimento de 2,40m.
O RX ou Tx deverá ser acoplado a 3 a 4 espiras do terra, enquanto
as derivações são feitas de 10 em 10 espiras, para melhor
acoplamento.
Fonte: Jon Smick's info-packed messages on the Community Radio USA
O FCC permite transmissores na Faixa de OM, pois estabelece limite máximo de 100 mW:
§ 15.219: Operation in the band 510-1705 kHz.
(a) The total input power to the final radio frequency stage (exclusive of filament or heater power)
shall not exceed 100 milliwatts.
5.13 Antena Loop para Ondas Médias (OM)
Uma antena tipo Loop consiste em uma ou mais espiras de um condutor, geralmente
sintonizado e ressonante através de um capacitor conectado nos terminais da antena. A
antena abaixo é fabricada com cabo coaxial de 50 Ohms, RG-8U e utiliza um capacitor
variável de recepção para sintonia na faixa de Ondas Médias. A estrutura de suporte pode
ser construída com tubos de PVC. Observar a abertura de 3 cm na malha do cabo coaxial.
37
Antenas e Propagação
5.14 Antena Cúbica de Quadro para Faixa do Cidadão -27 MHz
Uma antena de Quadro possui em cada lado um comprimento físico equivalente a uma
antena de λ/4, no total de l λ, com isso, uma antena de 2 quadros possui um ganho maior do
que uma antena Yagi de 2 elementos, sendo equivalente a uma Yagi de 3 elementos.
A antena descrita a seguir foi construída e usada com sucesso por muitos anos na década de
70 por Cesar Castelo.
A construção é simples e barata, pois utiliza varas de bambu envernizados e tratados contra
intempéries e tubos de PVC ou madeira nas funções dos quadros.
Dimensionamento da antena:
-Cálculo do comprimento de Onda: λ = 300/27,125 = 11,06m
-Cálculo do Espaçamento = 0,15 x 11,06 = 1,64m
-Lado do Quadro irradiante: 2,75m (λ/4 = 2,76m)
-Lado do Quadro refletor: 2,80m (1,8% maior que o comprimento do quadro irradiante)
-Utilizar fio de cobre #14 ou #12 AWG ( 2,5 mm²)
38
Antenas e Propagação
-Ajustes: Utilizar “stub” com comprimento variável de 0,40m no refletor para a melhor
relação frente-costa utilizando-se um medidor de intensidade de campo ou receptor com
medidor distante da antena.
-“Stub” de 30cm no quadro irradiante para o ajuste de mínima ROE da antena.
-Distância dos isoladores utilizados no refletor e irradiante de 5 cm.
-Distância entre os quadros = 1,64 m (0,15λ)
-Casamento de impedâncias:
Utilizar cabo coaxial de 75 Ω, com balun de 1,83m (λ/4 x 0,66 = 2,75x0,66 =1,83m)
distante de 2,5cm do cabo de descida, proteger contra umidade.
-Utilizar múltiplos de λ/2xVF (fator de velocidade do cabo) na descida, isto é, em múltiplos
de 1,83m.
Balun no quadro
Irradiante com 1,83m
de comprimento,
distante 2 cm do cabo
Para freqüências mais baixas, como 20 metros devemos ter cuidados com a rigidez
mecânica do conjunto. È possível montar antenas multibandas para as faixas de 10, 15 e 20
metros, porém uma antena irá interagir na sintonia da outra. Para VHF e UHF os quadros
tornam-se menores, com a vantagem de se utilizar um numero maior de elementos.Veja
como alimentar a antena de forma a obter a polarização desejada na figura abaixo:
39
Antenas e Propagação
Solde perpendicularmente 4 tubos com seção quadrada de 30 a 35 cm para inserir os tubos
de fibra ou bambu e aparafuse esse conjunto à gôndola.
N° de Elementos da
Quadra Cúbica
Ganho sobre o
Dipolo (dB)
Relação FrenteCostas (dB)
2
5
12
3
10
15
4
12
25
5
12.1
30
6
12.2
30
7
12.3
32
8
12.4
32
Observações
Somente com o refletor
Tabela de Número de Elementos versus Ganho e Relação Frente-costas para Quadra Cúbica
5.15 ANTENAS PARABÓLICAS
Para o estabelecimento de enlaces ponto a ponto em aplicações
de repetição de sinais ou até mesmo retransmissão de sinais, a
exigência de antenas com elevado ganho nas faixas de UHF e
Microondas tornam as antenas parabólicas a solução mais
indicada. Ao instalar uma parabólica, observe os ângulos de
azimute e elevação que são críticos devido a grande distância de
apontamento para o satélite.
40
Antenas e Propagação
Em aplicações de Radiodifusão, as parabólicas mais utilizadas recaem na categoria de
antenas tipo “focal point” onde o alimentador ou “feeder” está situado geometricamente no
ponto focal da parábola configurada pelo refletor. A foto anterior ilustra uma antena
parabólica deste tipo, onde o refletor é do tipo sólido. Em UHF, dado o maior comprimento
de onda e dimensão do refletor parabólico, utilizam-se telas ou grades como superfície
refletora.
Uma Antena parabólica foi
utilizada na chegada do
homem à Lua em 20 de
julho de 1969
A vantagem do refletor parabólico é aumentar o ganho, isto é, a energia radiada da antena
proveniente do satélite. Quanto maior o refletor, maior a quantidade de energia captada.
Mas não basta captar essa energia, é preciso enviá-la ao receptor da forma mais eficiente
possível, concentrando toda a radiação que incide na antena num só ponto. Como os
satélites estão muito distantes, o que, para a óptica, significa estar no infinito, utilizam-se
refletores parabólicos, que são estigmáticos para pontos localizados no infinito. Dessa
forma, toda a radiação converge para o foco do refletor. Uma propriedade importante
acentua a vantagem do refletor parabólico. Ao contrário da esfera, cuja forma é única,
existem parabolóides mais abertos ou fechados, o que torna possível projetar antenas com
foco na posição tecnicamente mais propícia utilizando até mesmo focos secundários, como
nas antenas parabólicas menores ( utilizadas pela Sky, Direct TV).
5.16 ANTENAS SLOT
As Antenas Slot apresentam soluções versáteis e econômicas para transmissão de sinais de
TV nas faixas de VHF (canais 7 até 13) e UHF dentro de uma gama de níveis de potência,
possuem ganhos e diagramas possíveis sem similares dentre os demais tipos de antenas
estudados, o que as tornam quase que uma categoria de antenas que se enquadram como
solução universal para a maior parte das situações (ganho: 4 a 21 dBd).
Antenas Slot são constituídas basicamente por uma cavidade de RF com geometria e
dimensões adequadas à ressonância e conformação de diagramas de radiação especificados,
a alimentação da cavidade é, via de regra, desbalanceada e o acoplamento de energia entre
a linha de transmissão e as fendas (aberturas da cavidade) se dá por elementos de
acoplamento externamente à cavidade são ainda incorporados elementos parasitas para
conformação dos diagramas de radiação especificados.
41
Antenas e Propagação
5.17 ANTENA OMNIDIRECIONAL PARA A FAIXA DE 2.4 GHz COM GANHO
DE 6 dB para Internet Wireless.
Para obter o ganho de 6 dB são empregados 8 setores.
Iniciamos o cálculo dessa antena para o meio da faixa de 2.4 GHz, na freqüência de
2.441GHz.Como usaremos o cabo coaxial RGU-213, o fator de velocidade será de 0.66.
Cálculo do Comprimento de Onda λ = 300x0.66 /2.441 = 81,1 mm
λ /2 = 40.5 mm
O trecho da antena de λ/4 não é preenchido pelo dielétrico do cabo coaxial, logo não
multiplicamos pelo fator de velocidade de 0.66:
λ /4 = 122,90/4 = 30.7 mm
O comprimento total da antena será de 355mm mais os lides.
Material necessário: 1 m de cabo coaxial, conector N, se utilizar cabo fino poderá ser
usado o conector BNC; 20 mm de conduite PVC de diâmetro interno de 20mm para o
acabamento externo.
Cortando cada setor de cabo:
Corte o cabo conforme o diagrama acima deixando 6mm para ambas as extremidades de fio
para facilitar a soldagem. O comprimento será de 37 +6 +6 +1 = 50mm de cabo para cada
setor, para os 8 setores, mais a seção de ¼ λ, total de 420 mm de cabo para a antena.
42
Antenas e Propagação
As 3 seções superiores da antena ficarão assim:
A melhor maneira é cortar as seções com uma serra pequena.
Separando as seções
Corte com uma faca e torça os condutores.
A próxima marca é 37mm abaixo (68mm do final do cabo) e é o corte para a outra
extremidade da seção blindada do setor superior. A próxima marca será 13mm abaixo e 81
mm do final e consiste de 6mm de cada setor e 1mm para o corte entre setores. A próxima
marca será de 37 mm, 13mm, e 37mm, respectivamente até ter marcado todas as seções da
antena:.
43
Antenas e Propagação
Corte em V no cabo para
soldagem do conector
Finalmente, teste a continuidade com um ohmímetro para verificar se tudo foi soldado
corretamente e a ausência de curto-circuito.Utilize o menor comprimento de cabo coaxial
necessário devido a alta perda em 2.4 GHz!
5.17 Antena Vertical Omnidirecional para 2.4 GHz para Internet Wireless.
Uma antena mais simples, porém sem o ganho da antena anterior, poderá ser fabricada com
um conector fêmea N e 4 radiais como mostrado na figura abaixo:
44
Antenas e Propagação
6.
LINHAS DE TRANSMISSÃO
Uma linha de transmissão ideal seria sem resistência, que não irradiasse e que
possuísse a mesma impedância característica do que a antena, para total transferência da
potência do transmissor à antena. Sabemos que diversos fatores influenciam a impedância
de uma antena, tais como: altura, objetos metálicos e antenas próximas, influência da
resistividade do solo, vegetação, que absorve R.F., etc.Em uma torre composta de diversas
antenas, a menor deverá ficar mais alta do que as antenas menores.
6.1 Baluns
Como uma antena dipolo é uma estrutura balanceada, utilizamos um casador denominado
balun ( balanced/unbalanced) para adaptar uma linha desbalanceada (cabo coaxial) até a
antena. Seu comprimento é calculado como um múltiplo de λ/4 multiplicado pelo fator de
velocidade do cabo, que varia de 0,66 até 0,82 e ligado conforme a figura acima. Os baluns
podem atuar como transformadores com relação de 1:1; 1:4; etc. A impedância
característica de um dipolo de meia onda é próxima de 75Ω e de um dipolo dobrado é de
300 Ω devido a seu comprimento físico. Empregando um cabo coaxial de 75 ohms,
podemos fabricar um transformador de 4:1, utilizando um balun de λ/2, a impedância da
antena de 300 ohms será facilmente casada com um cabo de 75 ohms, conforme mostrado
na figura. As perdas inseridas pelo balun são inferiores a 0.5dB e podem ser fabricados pelo
amador utilizando um núcleo de ferrite de antena de Ondas Médias ou com o próprio cabo
coaxial.
6.1.1 Fator de Velocidade:
A velocidade de propagação dentro do cabo coaxial é menor do que no ar, por isso
aplicamos um fator de redução, para obter o comprimento de onda em linhas de
transmissão.
Fator de velocidade para fitas de 300 Ω = 0.89 e linhas abertas = 0.98.
Fator de velocidade dos cabos: RG-58 e RG-213 = 0,66
UT-141 semi-rígido; RGC-58 e RGC-213 = 0,82
45
Antenas e Propagação
O tipo RGC possui revestimento celular. Os Cabos com isolantes comuns suportam
potências maiores. Os cabos celulares têm tensão de ruptura do dielétrico menor que o tipo
com polietileno. Utilize cabo de baixa perda em antenas de VHF e UHF.
Quando cortamos o cabo coaxial em múltiplos ímpares de λ/2 fazemos com que a
impedância da antena seja a mesma na outra extremidade do cabo coaxial.
Exemplo de Balun de 1:1: Utilizando o cabo RGC 213, de fator de velocidade 0,82, para
operar na faixa de 11 metros:
Calculamos o centro da faixa, que é a freqüência de 27,305 MHz
λ = v/f = 300/27,305 = 10,987m
λ/2 = 5,493m
Comprimento do cabo coaxial celular RGC-213 = 5,493 X 0,82 = 4,504 m, isto é,
utilizamos múltiplos impares deste valor, por exemplo:
3 x 4,504 = 13,512 m
6.2
Como ajustar a Relação de Ondas Estacionárias (ROE) da Antena
Todo medidor de ondas estacionárias possui a leitura direta, onde a portadora é ajustada
para o final da escala do medidor e a leitura da porcentagem de RF que não é casada pela
antena e retorna pela linha de transmissão, é denominada onda refletida. Para ajustar o
comprimento físico da antena dipolo para a menor Relação de Ondas Estacionárias (ROE),
devemos transmitir em dois extremos da faixa e anotar os valores medidos.Se a ROE
estiver menor na freqüência alta, a antena está curta e deverá ser aumentada. Caso a ROE
estiver menor na freqüência mais baixa a antena está com seu comprimento físico maior e
deverá ser encurtada.
Nesta antena móvel com base imantada para VHF e UHF existem 2
ajustes de comprimento, um na base e outro acima da bobina de carga
conforme indicam as setas vermelhas. O ajuste é feito com uma chave
Allen no centro de cada banda para obter o valor mínimo.
Inicialmente, anotar as leituras nos extremos da faixa e ajustar o melhor
comprimento para a mínima potência de retorno.
Para antenas com Gamma Match, ajustar o comprimento do stub e depois do capacitor em
série,caso usado, para o mínimo de ROE na freqüência central de operação. Observe a
impedância para o qual o medidor de ROE utilizado se foi fabricado para 75 ou 50 Ohms.
O Wattímetro direcional BIRD modelo 43 possui elementos (pastilhas) para cada faixa de
potência e freqüência. São detectores, formados por diodos,resistores e capacitores para
cada faixa de freqüências e possui um ajuste fino através de um capacitor tipo trimmer sob
a etiqueta da pastilha.A seta indica o sentido da R.F. na pastilha. Esse medidor indica a
46
Antenas e Propagação
potência em Watts direta e a refletida porém possui um erro de até 5% nas medidas.
Observar os diferentes conectores disponíveis: N e UHF.
A ROE pode ser calculada pela seguinte fórmula, onde Wr é a potência Refletida e Wp é a
potência direta:
Fórmula do Cálculo da ROE com a Potência Incidente e Refletida
Dica: Para medidas de potência refletida podemos colocar pastilhas de menor faixa de
potência, para maior precisão da leitura e realizar a leitura no meio e nos extremos da faixa
de operação da antena.
Exemplo: utilizando um elemento de 100 W para a leitura direta e 10 W para a leitura
refletida para maior precisão: Potência direta=80 W, Potência refletida = 0,5 W,
ROE= 0,5/80= 0.6% ou aproximadamente ROE = 1: 1,16
Fotos do Wattímetro Direcional BIRD 43 e o Elemento utilizado
47
Antenas e Propagação
Tabela de Referência para ROE
1: ROE
%
Potência
Direta
%
Potência
Refletida
1.5
96
4
2.0
89
11
2.5
82
18
3.0
75
25
3.5
70
30
4.0
64
36
4.5
60
40
5.0
56
44
6.0
50
50
7.0
44
56
8.0
40
60
9.0
36
64
10.0
33
67
6.3 Esquema de um Medidor de ROE para 50 e 75 Ohms
De construção simples, pode ser montado em uma caixa de alumínio para facilitar os
ajustes de antenas:
Componentes Utilizados:
1 Caixa, de preferência de alumínio ou cobre
48
Antenas e Propagação
2 Chaves H-H
1 Potenciômetro de 100KΏ
2 Resistores de 150 Ώ – ¼ W
2 Resistores de 100Ώ – ¼ W
1 Microamperímetro, preferência de 0-100 µA
2 Conectores fêmea PL-259 (UHF fêmea)
Ponte de terminais e parafusos
2 Diodos de Germânio 1N34 ou 1N60
2 Capacitores cerâmicos de 1 KpF
6.4 Esquema do Wattímetro Direcional BIRD 43
6.5 Gráfico Para Cálculo da ROE com a Potência Refletida e a Incidente
Podemos utilizar o gráfico abaixo quando temos ambas as leituras das Potências de R.F.
incidente na carga ou na antena e a potência refletida. A potencia máxima é obtida com a
carga não irradiante colocada na saída do transmissor, pois se a antena não possuir a mesma
impedância característica da linha e do transmissor a potência direta (irradiada) será menor.
49
Antenas e Propagação
O gráfico acima correlaciona a potência direta e a potência refletida, obtendo o valor da Relação
de Ondas Estacionárias - ROE
50
Antenas e Propagação
7. CONSIDERAÇÕES SOBRE O ALCANCE DE UMA TRANSMISSÃO
O sinal de radiofreqüência transmitido depende de muitos fatores; do relevo do terreno, da
propagação, da freqüência escolhida, da hora do dia, potência do transmissor e antenas,
sendo importante o estudo prévio desses fatores para a previsão da área de cobertura do
sistema.
7.1 Escolha do Local de Instalação de uma Antena
O local para a instalação de um sistema irradiante deve obedecer alguns requisitos
básicos:
- Distante de sub-estações de energia elétricas linha de alta tensão.
- Longe de objetos metálicos, outras antenas, telhados metálicos e prédios.
- A altura do solo influencia o ângulo de irradiação de antena, a freqüência de ressonância e
conseqüentemente no ajuste da ROE e, por isso, a altura deve ser superior a meio
comprimento de onda.
- Observar a proteção contra descargas elétricas, assegurando o aterramento da estação
transmissora/receptora como fator básico de segurança.
7.2 – A Lei da Antena
Um dos maiores problemas enfrentados pelos radioamadores ou empresas que
utilizam equipamentos de rádio-comunicação é instalar antenas dipolo ou antenas diretivas
no topo dos prédios onde residem ou têm escritório.Na maioria das vezes os condomínios
se recusam a dar a autorização para a instalação com medo das antenas atraírem descargas
atmosféricas, da radiação ou mesmo da rádio-interferência. Em muitos casos, a alegação
dos condôminos se restringe apenas a fatores estéticos e o cidadão que necessita do seu
rádio para se comunicar até desiste do seu intento. A solução surgiu em 15 de julho de
1994, quando o Governo Federal, através do Presidente Itamar Franco, editou a Lei N.º
8.919, na qual é assegurado ao permissionário, o direito de instalação de sua estação em
prédio próprio ou locado, observados o projeto técnico e as normas de engenharia
aplicáveis. Obviamente, as despesas decorrentes dessa instalação incluindo-se os reparos de
danos causados a terceiros, bem como o sistema de proteção contra descargas atmosféricas,
se preciso for, correrão por conta do interessado na instalação do sistema irradiante.
7.1. Enlaces em VHF e UHF
A comunicação nas faixas de VHF/UHF tem uma propagação semelhante à da luz, limitada
pela curvatura da Terra. Sempre que haja linha visual entre os dois pontos, (transmissão e
51
Antenas e Propagação
recepção) é possível uma comunicação. Podendo ainda ser atenuada ou bloqueada
totalmente, ou parcialmente por objetos sólidos entre os dois pontos, apresentando ainda os
fenômenos da reflexão (multipercurso) e refração.
A potência é importante quando não existe linha visual e a comunicação depende do grau
de atenuação dos objetos sólidos no percurso da propagação. Além da distância, a ionização
do ar é outro fator que atenua a irradiação, variando todos os dias. (a ionização é produzida
principalmente pela radiação solar).
A fórmula que relaciona a Potência transmitida com o Campo Elétrico (V/ m) em condições
de Campo Distante ( mais do que 10 λ ) é:
E V/ m = √(30Pt.Gt ) /r
Onde: r = distância das antenas em metros
Pt =Potência de transmissão
Gt =Ganho da Antena de transmissão
Os objetos sólidos são opacos às ondas de rádio, e apresentam diferentes graus de
atenuação, dependendo do material, tamanho, etc.
Onde:
Densidade de Potência Recebida = Pt . Gt / 4 Π R²
Pt=potência transmissão
Gt=ganho da Antena de transmissão
R=distância entre as antenas de TX e RX em metros
A distância, o ganho e a altura das antenas do receptor e do transmissor são os principais
fatores de atenuação das ondas de rádio, quando existe linha visual entre os dois pontos.
A Fórmula de Friis é usada para se encontrar a potência transmitida a uma determinada
distância R (km) , descontando–se as perdas referentes a freqüência em MHz e distância:
Prx ( dBm) = P tx (dBw)+ G ant tx (dB) + G ant rx (dB) - 20 log R (km) – 20 log f(MHz) –
2,44
Se Prx for dado em dbw, diminuir 30dB, assim:
P rx ( dBm) = P tx (dBm)+ G ant tx (dB) + G ant rx (dB) - 20 log R (km) – 20 log f
(MHz) – 32,44
Dicas:
Para passar de dBW para dBm some 30.
Para converter dBuV em dBm : dBµV = dBm + 107
E dB(µV) = P dbm + 107
52
Antenas e Propagação
7.2. A Recepção em Ondas Médias e HF
Nos projetos de implantação de estações na faixa de ondas médias (540 a 1710
kHz), por exemplo, utilizam-se as curvas de nível de intensidade de campo em dBµv/m,
para avaliação do alcance da estação transmissora em função da distância e do tipo de
terreno.Após o calculo teórico, um receptor e um GPS podem ser empregados para verificar
ponto a ponto os níveis de intensidade nos locais de maior relevância para verificação da
conformidade com o projeto inicial.
Para os ouvintes de ondas curtas e amantes do DX em HF recomendo:
- A recepção à noite geralmente é melhor do que de dia devido ao menor ruído e
melhor propagação, assim como no inverno é melhor do que no verão.
- As melhores faixas diurnas são: 13, 15, 16, 19 e 22 metros, sendo a melhor recepção
nas faixas de 16 e 19 metros. À noite, as bandas de 25, 31, 41 e 49 metros, com os
sinais melhores em 31m e 49m.
- Uma excelente hora para recepção a longa distância (DX) é na hora do por do sol e
no amanhecer.
- Use sempre antena externa devido à blindagem formada pelas ferragens de um
prédio que prejudicam a recepção em HF.
8. RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE DAS EMISSÔES DE R.F. – RNI – EM TORRES
DE TELEFONIA CELULAR
Painéis de uma ERB
53
Antenas e Propagação
RNI - Um assunto controverso!
Instrumento da Wandel & Goltermann e respectivas antenas
omnidirecionais para Campos Elétricos e Magnéticos
utilizados para Medidas de Radiação Não Ionizante. Este
medidor fornece valores máximos, médios e instantâneos do
somatório de todos os campos existentes no local em um
determinado intervalo de tempo.
.
Atualmente muitas estações rádio-base (ERB) do Sistema Móvel Pessoal são foco da
preocupação da população, em relação à Radiação Não Ionizante, devido à freqüência de
operação das mesmas, altura das torres e ao possível efeito da radiação. Neste caso, o
contínuo efeito da radiação não é somado no corpo humano, ao contrário das emissões de
raios-X. Em algumas cidades, já existe legislação sobre a distância mínima de construção
(200m) das torres de colégios e hospitais.
Incluo alguns estudos e medidas realizadas por Engenheiros de uma Operadora para
comprovar o nível de radiação de ERBs e apresento, a seguir, as medidas realizadas em
2006 sobre a radiação emitida por torres do Serviço Móvel Pessoal.
8.1 Procedimento das Medidas Realizadas:
Foi utilizado o medidor de Radiação Não Ionizante da Wandel & Goltermann modelo
ERM–300 que realiza a soma dos vetores dos Campos Elétricos presentes no espectro
compreendidos entre 300 kHz e 3 GHz. Poderíamos realizar a mesma medida utilizando
vários equipamentos e antenas para diversas freqüências mas com o ERM-300 é mais
prático e rápido. O campo elétrico máximo foi medido durante 6 minutos e registrado no
equipamento. Como o equipamento registra todos os sinais presentes na faixa de
freqüências de 100 kHz a 3 GHz e o limite máximo de exposição a campos elétricos
permitido na Resolução N°303 varia em função da freqüência, considerou-se como limite
máximo de exposição o caso mais crítico na faixa de operação do medidor, ou seja, o limite
mínimo de exposição segura contido na Resolução 303, que é de 28 V/m. O limite para a
Taxa específica de absorção,SAR, na Austrália, Estados Unidos e Canadá é de 1.6
milliwatts por grama.
8.2 Escolha dos Locais das Medidas das Estações Rádio Base – ERBs
No local de instalação de cada torre, realizou-se a varredura na região em áreas de
circulação, como ruas, calçadas, residências e terrenos vizinhos ao local de instalação dos
sistemas de telecomunicações, a fim de identificar o local onde o apresentasse o maior
valor de Campo Elétrico (pior caso de exposição).
54
Antenas e Propagação
Os limites para a exposição da população em geral a Campos Elétricos, Magnéticos, e
Eletromagnéticos na faixa de radiofreqüências entre 9 kHz a 300 GHz – CEMRF varia de
acordo com a sub-faixa estabelecida na Tabela II da Resolução 303. Como exemplo, para a
faixa de freqüências acima de 2 GHz é tolerável até 61 V/m. Já para a faixa de 10 MHz a
400 MHz é tolerável até 28 V/m. Cada operadora do Serviço Móvel Pessoal tem que dispor
em cada local um Relatório de Conformidade com a Resolução N°303 informando valores
calculados de RNI. Caso haja mais de um serviço de telecomunicações instalado, esse
Laudo deverá incluir o somatório total das radiações.
O uso do próprio telefone celular produz um nível de radiação superior ao da ERB
devido à proximidade do corpo. Em cada manual de celular existe o valor máximo de SAR
medida pelo fabricante. Por este motivo aconselho a mudar o celular de um ouvido para
outro em ligações longas.
8.3 Tabela de Medidas de RNI Realizadas nas ERBS de diversas Operadoras no R.J.
RNI
Distância
MEDIDA MEDIDOR (V/m)
ERB (m)
Limite
Máximo
( V/m)
Atende a
Resolução
N°303
2,18
56
28
SIM
1,05
56
28
SIM
1,45
41
28
SIM
3,43
30
28
SIM
2,55
41
28
SIM
3,85
61
28
SIM
1,35
30
28
SIM
1,77
56
28
SIM
1,55
105
28
SIM
0,90
340
28
SIM
1,70
41
28
SIM
2,18
30
28
SIM
5,13
201
28
SIM
1,65
64
28
SIM
1,17
209
28
SIM
2,77
209
28
SIM
55
Antenas e Propagação
8.4 Conclusão
A Resolução n° 303, de 2 de julho de 2002, publicada no Diário Oficial da União do
dia 11/07/2002 estabelece os limites de exposição a campos elétricos, magnéticos e
eletromagnéticos.
Considerando os valores medidos nas 16 ERBS acima, em nenhuma delas foi
detectado valores acima do máximo admissível e nenhuma irregularidade foi observada nas
medidas de radiação não ionizante em todos os locais.Até o presente momento, mesmo em
Estações multi-usuários, nenhum local que atingiu um valor crítico de RNI.
8.5 Fornos de Micro-Ondas
As emissões em microondas, assim como as ondas de rádio, a luz visível, o infravermelho, fazem parte do espectro eletromagnético, ou seja, são uma forma de radiação
eletromagnética. São classificadas como radiação não-ionizante, pois, diferentemente dos
raios-X e dos raios Alfa, Beta e Gama, seus efeitos são estritamente térmicos e, portanto,
não alteram a estrutura molecular do item que está sendo irradiado.
Os fornos de micro-ondas emitem Radiação na faixa de 2,4 GHz e o vazamento de R.F.
pode ser testado com detectores apropriados. Existe vazamento pela parte frontal,onde a
tela ou a abertura da porta deixa passar alguma radiofreqüência. Como o corpo humano é
constituído basicamente por água e gorduras, as microondas podem causar queimaduras
profundas em nosso organismo, assim como fazem com os alimentos, no caso da
ocorrência de vazamentos. A norma internacional utilizada como base para realização dos
ensaios, estabelece o nível máximo de exposição às microondas de até 5 miliwatts por
centímetro quadrado como seguro para os usuários.
Todo equipamento elétrico por motivo de segurança deve ser ligado a terra através do
terceiro pino da tomada e nos casos dos fornos de micro-ondas para que a blindagem seja
eficiente e evitar vazamento de radiação. A ligação a terra também é necessária pois em
caso de curto-circuito de um lado da fase com a caixa do forno, o disjuntor irá desarmar,
protegendo, assim o usuário.
8.6 A Sociedade Versus Torres de Transmissão
Existem muitas ações na Justiça contra a instalação e operação de Torres de
Telefonia Celular e de Torres de Estações de Radiodifusão. A própria altura da torre, em si,
dá a falsa idéia que os transmissores utilizados pelo Serviço Móvel Pessoal são de alta
potência. Por exemplo, em Sidney, na Austrália, Estações de Radiodifusão em AM serão
forçadas a mudar o local de suas antenas de Home Bush Bay, devido a riscos de segurança
e níveis de radiação de uma área residencial com 1200 apartamentos próximos. A
Sociedade deve optar entre a comodidade de sinal de várias operadoras disponíveis ou a
56
Antenas e Propagação
não poluição visual e de campos eletromagnéticos em alguns casos. Na região da Restinga
da Marambaia, R.J., uma reserva ecológica, não existe torre de telefonia celular.
Em vez da tradicional torre de telefonia celular, um coqueiro, no centro, disfarça as antenas e
atenua o visual destoante de uma torre de 30 metros em um condomínio fechado de casas.
9. TABELAS E GRÁFICOS
9.1 TABELA DE FAIXAS DE RADIOAMADORES E ONDAS CURTAS – Região II
da UIT – Brasil
O Espectro de Radiofreqüências é de uso finito, assim a sua boa administração
recomenda que seja utilizado por estações com critérios planejados e estudados para
minimizar ou eliminar possíveis interferências entre estações do mesmo ou de diferentes
países. O Brasil é signatário da União Internacional das Telecomunicações (UIT), com sede
em Genebra, Suíça, onde existe o compromisso dos países membros de participarem em
conjunto de Normas e Procedimentos estudados e debatidos continuamente para a melhor
utilização do Espectro. As freqüências podem ser remanejadas ou compartilhadas,
conforme a criação ou extinção de novos Serviços de Telecomunicações. Como exemplo,
as faixas de radioamadores em outras Regiões da UIT são diferentes e por isso encontramos
estações de Broadcasting operando dentro da nossa faixa de 40 metros.
57
Antenas e Propagação
Espectro de Radiofreqüências
Ondas Longas (Long Wave) • 30 - 300 kHz
150 - 280 KHz
LW – Radiodifusão
Rádio-farol, navegação
2 000 m - 1 071 m
Ondas Médias (Medium Wave) • 300 - 3 000 kHz
530 - 1 710 KHz
1 830 - 1 850 KHz
MW - Radiodifusão
160 Metros - Radioamador - LSB
565 m - 187 m
160 m
Ondas Curtas (Short Wave) • 3 000 kHz - 30 000 kHz
3 150 - 3 450 KHz
3 600 - 3 800 KHz
3 850 - 4 050 KHz
4 700 - 5 100 KHz
5 900 - 6 250 KHz
7 040 - 7 100 KHz
7 100 - 7 400 KHz
9 400 - 10 000 KHz
10 000 – 10150 kHz
11 500 - 12 150 KHz
13 500 - 13 900 KHz
14 100 - 14 350 KHz
15 000 - 15 700 KHz
17 450 - 18 000 KHz
18 068 - 18 155 KHz
21 100 - 21 450 KHz
21 450 - 21 950 KHz
SW - Radiodifusão
90 m
80m Metros - Radioamador - LSB
80 m
SW - Radiodifusão
75 m
SW - Radiodifusão
60 m
SW - Radiodifusão
49 m
40 Metros - Radioamador - LSB
40 m
SW - Radiodifusão
41 m
SW - Radiodifusão
31 m
30 Metros - Radioamador - LSB
30 m
SW - Radiodifusão
25 m
SW - Radiodifusão
22 m
20 Metros -Radioamador - USB
21 m
SW - Radiodifusão
19 m
SW - Radiodifusão
16 m
17 Metros Radioamador - USB
17 m
15 Metros Radioamador - USB
15 m
SW - Radiodifusão
13 m
58
Antenas e Propagação
Espectro de Radiofreqüências
24 890 - 24 990 KHz
25 600 - 26 100 KHz
26 965 - 27 605 KHz
28 000 - 29 700 KHz
12 Metros -Radioamador -USB
12 m
SW - Radiodifusão
11 m
CB - Faixa do Cidadão –60 canais
11 m
10 Metros Radioamador - USB / FM
10 m
VHF - Freqüências Muito Altas • 30 - 300 MHz
50 - 68 MHz
50 - 54 MHz
87.5 - 108 MHz
117.975 a 137 MHz
144 - 146 MHz
180 - 230 MHz
TV - VHF Banda Baixa
6m-4m
6 Metros - Radioamador
6m
FM - Radiodifusão
3m-2m
Serviço Móvel Aeronáutico - AM
2 Metros - Radioamador - FM
2m-2m
TV - VHF Banda Alta
1m-1m
UHF - Freqüências Ultra Altas • 300 - 3 000 MHz
222 – 225 MHz
430 - 440 MHz
475 - 865 MHz
1 240 -1 300 MHz
2 300 - 2 450 MHz
1,25 m - Radioamador - FM
1,25 metros
70 cm - Radioamador - FM
70 cm
TV - UHF
63 cm - 34 cm
Radioamador - FM / Satélite
24 cm - 23 cm
Radioamador
13 cm - 12 cm
SHF - Freqüências Super Altas • 3 000 - 30 000 MHz
5 650 - 5 850 MHz
10 000 - 10 500 MHz
10 700 - 12 800 MHz
Radioamador / Satélite
53 mm - 51 mm
Radioamador / Satélite
30 mm - 28 mm
TV - Satélite
28 mm - 23 mm
BANDA C – 3,6 A 7,025 GHz
BANDA X – 7.25 A 8.4 GHz
SATÈLITE
59
Antenas e Propagação
BANDA Ku – 10,7 A 14,5 GHz
BANDA Ka – 17.3 A 31 GHz
Veja a tabela completa de alocação de freqüências em:
http://www.ntia.doc.gov/osmhome/chp04chart.pdf
9.2 FREQUÊNCIAS DE CANAIS DO SISTEMA DOMÉSTICO BRASILEIRO DE SATELITE
UTILIZADOS EM ANTENA PARABÓLICA
9.3
Freqüência (MHz)
Polarização
Transponder
3720
H
1A
Rede Globo
Emissora
3734
V
1B
SBT
3750
H
2AL
Rede Brasil
3770
H
2AU
TV Escola
3780
V
2B
Rede TV
3860
H
3A
Rede Bandeirantes
3860
V
4B
Rede Record
3870
H
5AL
Canal do Boi
3890
H
5AU
Rede Vida
3910
H
6AL
Canal Saúde e TV Jockey
3930
H
6AU
Rede Internacional de TV
4066
V
9B
4070
H
10AL
TV Canção Nova
TV Diária
4090
H
10AU
TV Câmara
4090
V
10BL
Canal Futura
4110
V
10BU
Shoptime
4110
H
11AL
TV Gazeta
4130
H
11AU
TV Senado
Rádio Senado FM
4150
V
11BU
Rede Mulher
4150
H
12AL
TV Século XXI
4170
H
12AU
Canal Rural
4170
V
12BL
Canal Amazônia
TABELA DE FREQUENCIAS DO SERVIÇO MOVEL CELULAR
Serviço Móvel Pessoal - SMP
Freqüências (MHz)
BANDA
Estação Móvel (MHz)
ERB (MHz)
824-835
869-880
845-846,5
890-891,5
835-845
880-890
Banda A
Banda B
60
Antenas e Propagação
846,5-849
891,5-894
910-912,5
955-957,5
1710-1725
1805-1820
912,5-915
957,5-960
1740-1755
1835-1850
898,5-901
943,5-946
907,5-910
952,5-955
1725-1740
1820-1835
1775-1785
1870-1880
Banda D
Banda E
Sub-faixas de
Extensão
As sub-faixas de extensão em 1800 MHz foram divididas em 10 Blocos de extensão apresentados
na tabela a seguir.
Serviço Móvel Pessoal - SMP
Freqüências (MHz)
Blocos de Extensão
Freqüência
9.3
Estação Móvel (MHz)
ERB (MHz)
1
1.725 a 1.727,5
1.820 a 1.822,4
2
1.727,5 a 1.730
1.822,5 a 1.825
3
1.730 a 1.732,5
1.825 a 1.827,5
4
1.732,5 a 1.735
1.827,5 a 1.830
5
1.735 a 1.737,5
1.830 a 1.832,5
6
1.737,5 a 1.740
1.832,5 a 1835
7
1.775 a 1.777,5
1.870 a 1.872,5
8
1.777,5 a 1.780
1.872,5 a 1.875
9
1.780 a 1.782,5
1.875 a 1.877,5
10
1.782,5 a 1.785
1.877,5 a 1.880
TABELA DE FREQUÊNCIAS DO SERVIÇO RADIONAVEGAÇÃO AERONÁUTICA
ILS - Localizer 108 a 111,975 MHz
ILS - Glide Slope - 328,6 a 335,4 MHz.
61
Antenas e Propagação
VOR - 112 a 117,975 MHz
9.4
DIAGRAMA PARA CONFECÇÃO DO CONECTOR TIPO “UHF” EM CABO COAXIAL
Os conectores mais utilizados são UHF (SO239), N, F e BNC em antenas. Os cabos podem ser soldados ou
simplesmente pressionados conforme as fotos e o diagrama fornecido abaixo.
Colocação de conector com redutor para cabo coaxial fino, neste caso a malha aceita solda ao conector.
9.5 GRÁFICO DA ATENUAÇÃO DE DIFERENTES CABOS COAXIAIS COM A
DISTÂNCIA
62
Antenas e Propagação
Gráfico da atenuação
de diferentes Cabos
Coaxiais com a
Distância
9.6 Tabela de Freqüências da Faixa do Cidadão – 27 MHz
A faixa do espectro de radiofreqüência entre 26,96 e 27,61 MHz está dividida em 65 canais
com separação de 10 kHz entre portadoras adjacentes, com largura de faixa ocupada de 8
kHz por canal, de acordo com a seguinte canalização:
CANAL Nº
FREQÜÊNCIA MHz
1
26.965
29
27.295
2
26.975
30
27.305
3
26.985
31
27.315
1T
26.995
32
27.325
4
27.005
33
27.335
5
27.015
34
27.345
6
27.025
35
27.355
7
27.035
36
27.365
2T
27.045
37
27.375
8
27.055
38
27.385
9
27.065
39
27.395
63
CANAL Nº FREQÜÊNCIA MHz
Antenas e Propagação
10
27.075
40
27.405
11
27.085
41
27.415
3T
27.095
42
27.425
12
27.105
43
27.435
13
27.115
44
27.445
14
27.125
45
27.455
15
27.135
46
27.465
4T
27.145
47
27.475
16
27.155
48
27.485
17
27.165
49
27.495
18
27.175
50
27.505
19
27.185
51
27.515
5T
27.195
52
27.525
20
27.205
53
27.535
21
27.215
54
27.545
22
27.225
55
27.555
23
27.235
56
27.565
24
27.245
57
27.575
25
27.255
58
27.585
26
27.265
59
27.595
27
27.275
60
27.605
28
27.285
64
Antenas e Propagação
10. BIBLIOGRAFIA E REFERÊNCIAS
- Antenna Book, ARRL - Edição 2001
- Radio Amateurs Handbook – ARRL, Edição 2001
- Antenna Handbook, Jasik
- VHF/UHF Manual, Radio Society of Great Britain, G.R. Jessop, G6JP
- Sites da Anatel e Ministério das Comunicações
- Jon Smick's info-packed messages- Community Radio USA
- Eletrônica Popular – Dezembro de 1965
-VHF UHF Manual, G.R Jessop
65