Antenas

Para transmitir sinais por ondas electromagnéticas são utilizados conjunto de dispositivos que
são interconectados ao sistema de produção de sinal até ao sistema de irradiação, o qual os
sistemas de irradiação são composto por sistemas de elevação bem como pela própria a antena. ~

Assim sendo Carvalho e Badinhan (2011), definem antena como sendo “um dispositivo que
transforma corrente eléctrica de radiofrequência oriunda do transmissor em energia
electromagnética irradiada”. Nesse caso concreta ela funciona como antena transmissora pois
transforma energia eléctrica alternada em energia electromagnética, no caso de antena receptora
o seu funcionamento e inverso.

Funcionamento

Uma antena funciona da seguinte maneira, o transmissor produz o sinal da informação na forma
de corrente alternada ou corrente de radiofrequência, ao circular na antena de transmissão, a
corrente de RF produz uma onda electromagnética a seu redor, que se irradia pelo ar.

Ao atingir uma antena receptora, a onda electromagnética induz nela uma pequena corrente
eléctrica, cujas oscilações acompanham o movimento da onda da antena transmissora, essa
corrente é muito mais fraca, sendo amplificada no receptor, para poder a obter a informação de
forma nítida.

Figura 1: Antena transmissora e antena receptora ilustração

Fonte: DE CARVALHO, Álvaro Gomes. & BADINHAN, Luiz Fernando da
Costa.Telecomunicações.2011.
Características da antena
As antenas como elementos de sistemas de transmissão e recepção apresentam diversas
características as quais são:

 Potência radiada;
 Diagrama de irradiação;
 Eficiência (η ¿;
 Ganho;
 Relação frente-costas;
 Intensidade de radiação;
 Impedância.

Potência radiada

Segundo Lima (2002), “a potência radiada por uma antena é aquela emitida para o espaço em
forma de onda electromagnética”.

Diagrama de irradiação

A representação em coordenadas polares da intensidade de campo irradiada ou recebida por uma

antena em todas as direcções do espaço é chamada de diagrama de irradiação, definido em dois
planos, horizontal e vertical, figura abaixo.

Eficiência (η)
Figura 2:Diagrama de irradiação
Fonte: DE CARVALHO, Álvaro Gomes. & BADINHAN, Luiz Fernando da
Costa.Telecomunicações.2011.
Carvalho e Badinhan (2011), afirma quem eficiência “ é a relação entre a potencia realmente
irradiada por uma antena e a potência a ela entregue pelo transmissor”. As perdas de potencia
não irradiada corresponde as perdas por dissipação térmica e fugas de rádio frequência nos
conectores, isoladores, descasamento de impedância e despolarização da onda, dada por:

Pir
η %= × 100
Ptx

Directividade

A directividade é a direcção de maior incidência de irradiação de sinal pela antena, definida pela
relação entre o campo irradiado por essa antena em determinada direcção e o campo irradiado
pela antena isotrópica em determinada potência, formula abaixo:

E
D=
Eiso

Esta directividade pode ser determinada pelo diagrama de irradiação, como ilustra a figura
abaixo.

Figura 3: Diagrama de irradiação para ilustrar directividade da antena

Fonte: DE CARVALHO, Álvaro Gomes. & BADINHAN, Luiz Fernando da Ganho
Costa.Telecomunicações.2011.
O ganho de uma antena é o produto da eficiência pela directividade da antena, dado em dBi,
formula abaixo.

G=n× D

Relação frente-costas

É a relação entre a potência irradiada em uma direcção predominante e a potência irradiada no

mesmo eixo, mas no sentido oposto, expressa em dB, formula abaixo.

Pf
R fc=10 × log
Pc

Intensidade radiação

Lima (2002), afirma que “a intensidade de radiação em uma determinada direcção é definida
como sendo potência radiada pela antena por unidade de ângulo sólido”. Em termos matemáticos
é dada por:

Prad 2
U ( θ , φ )= =r W rad ( θ , φ )
Ω

Onde:

Ω-é o ângulo sólido dado em esferoradiano;

W rad -é a densidade de potência radiada pela antena.

Impedância

A impedância de uma antena, é a resistência da antena, englobando a parte real bem como a
parte complexa do circuito equivalente de uma antena, o qual deve ter o mesmo valor da linha de
transmissão para o perfeito funcionamento do sistema. Na prática, as antenas as antenas
disponíveis no mercado apresentam valores tipos em torno de 50 Ω ,75 Ω, e 300 Ω.
Tipos de antenas

Segundo Medeiros (2007),“ as antenas são construídas em vários tipos e modelos para diferentes
aplicações e resultados em função da frequência de trabalho, potência de transmissão e ganho”.
Deste forma dentre os vários tipos de antenas destaca-se as seguintes:

 Antena dipolo;
 Antena dipolo de quarto de onda
 Antena dipolo dobrado;
 Antena Yagi-uda;
 Antena parabólica;

Antena dipolo

A antena dipolo é um tipo de antena formada basicamente por duas hastes condutoras,
alimentadas pelo centro, por meio de uma linha de transmissão (par de fios ou cabo coaxial), por
gerador de corrente de radiofrequência. O comprimento físico das hastes é igual ao comprimento
de onda do sinal irradiado, de acordo com sua faixa de frequências de operação, figura abaixo.

Figura 4: Antena dipolo vertical

Fonte: GAGO, Santiago García, Manual para radialistas alfa técnicos.2013.
Antena
dipolo de
meio comprimento de onda
A antena dipolo de meia onda é um tipo de antena formada por dois condutores rectilíneos, cada
um com comprimento de 1/4 do comprimento de onda da radiação a ser emitida ou recebida.

A impedância da antena dipolo de meia onda é de aproximadamente 75 Ω. Em relação à largura

de feixe, α =78º. Sua relação frente-costas é de 1:1 e o ganho é de 2,15 dBi.

Antena dipolo de um quarto de onda

A antena dipolo de quarto de onda é um tipo de antena que tem funcionamento omnidireccional
no plano horizontal. O elemento excitador é um condutor vertical rectilíneo de comprimento
igual a 1/4 do comprimento de onda do sinal, que é ligado ao condutor central da linha de
transmissão (cabo coaxial). Os elementos auxiliares fazem o plano de terra horizontal e as ondas
reflectidas interagirem com a incidente, resultando em distribuição uniforme no plano horizontal.

Figura 5: Antena dipolo de um quarto de onda

Fonte: DE CARVALHO, Álvaro Gomes. & BADINHAN, Luiz Fernando da
Costa.Telecomunicações.2011.
Antena
dipolo dobrado

Formada por dois dipolos de meia onda em paralelo, o qual nesse situação a impedância é
multiplicada por 22=4. Portanto, Z=4 × 72=288 Ω. de impedância próximo ao das linhas de
transmissão bifilares de 300 Ω e é bastante recomendada em sinais de VHF, como nas
transmissões de TV.
Antena Yagi-uda

A antena Yagi-uda é formada por dipolos em paralelo sobre um mesmo eixo, o principal deles
chamado excitador, e elementos parasitas, denominados reflectores e directores, com a função de
elevar o ganho da antena e sua relação frente-costas, diminuindo a largura do feixe, como ilustra
a figura abaixo.

Figura 6: Antena Yagi-Uda

Fonte: LIMA, António Cezar de Castro. Fundamentos de Telecomunicações, Teoria
Electromagnética e Aplicações.2002.

Os reflectores ficam posicionados atrás do dipolo principal, funcionando como atenuadores das
ondas incidentes pelas costas. Os directores são posicionados na frente do dipolo principal, com
o propósito de aumentar a directividade da antena.

Em sua configuração mais simples, esse tipo de antena possui dipolo radiador, além de um
dipolo reflector. O grande número de dipolos reflectores e directores ajuda a aumentar o ganho
da antena projectada, em relação a outra com menos dipolos.
O funcionamento da antena Yagi-uda é resumido no seguinte: a alimentação da corrente é feita
no dipolo principal, o excitador, essa corrente excita os directores e os reflectores. A reirradiação
resulta em uma superposição do campo eléctrico no elemento activo, provocando aumento de
ganho.

Antena parabólica

Um reflector parabólico ou antena parabólica é um reflector utilizado para recolher ou projectar

energia electromagnética através do espaço, estes são usados para recolher ou enviar ondas
electromagnéticas através de distâncias muito longas.

Estas antenas parabólicas são constituídas por:

 Reflector parabólico – que direcciona todo o sinal recebido para o foco.

 Iluminador – Segura a corneta corrugada.
 Corneta corrugada ou feedhorn– guia os sinais emitidos pelo reflector até o dipolo que
fica em seu interior.
 Polo rotor – Coloca o dipolo na polarização vertical ou horizontal.
 Elemento amplificador (LNA, LNB, LNC) – Amplifica os sinais recebidos. O LNB e o
LNC também convertem o sinal recebido para uma frequência mais baixa.

Figura 7: Antena parabólica

Fonte: DE CARVALHO, Álvaro Gomes. & BADINHAN, Luiz Fernando da
Costa.Telecomunicações.2011.
Estacões repetidoras

As ondas electromagnéticas não viajam indefinidamente. Eles desaparecem com o aumento da

distância até que desapareçam. Quanto mais o utilizador se afasta do ponto de transmissão, mais
o sinal enfraquece e é recebido pior. Contanto que haja uma qualidade de sinal aceitável que
permita recepção total do programa ou música, diz-se que existe cobertura.

Igual a um veículo que fica sem gasolina, ondas electromagnéticas também. Naquele momento
em que as bombas aparecem ou postos de gasolina são equiparadas as ondas electromagnéticas
que são os repetidas através de estações repetidoras.

Assim e

Unidade de comunicação formada geralmente por um transmissor, um receptor, uma ou

duas antenas, duplexador e módulo de controle. Ela é utilizada por radioamadores,
empresas privadas e órgãos públicos para a comunicação via rádio de longa distância com
viaturas móveis,portáteis e fixas.

Exemplo de projecto:

Um estacão de rádio de frequência modulada da cidade de Nampula, que opera na faixa de

101,6 Mhz, deseja que as emissões sejam transmitidas com qualidade no distrito de Memba, visto
que lá o sinal chega muito fraco. Instale uma antena repetidora obedecendo os vários parâmetros
existentes.

Para instalação dessa antena repetidora se necessita da área geografia do distrito de Memba.