Teoria da Antena - Parâmetros Básicos

Os parâmetros básicos de comunicação são discutidos neste capítulo para se ter uma ideia melhor sobre a comunicação sem fio usando antenas. A comunicação sem fio é feita em forma de ondas. Portanto, precisamos dar uma olhada nas propriedades das ondas nas comunicações.

Neste capítulo, vamos discutir sobre os seguintes parâmetros -

• Frequency
• Wavelength
• Impedância
• VSWR e potência refletida
• Bandwidth
• Largura de banda percentual
• Intensidade de radiação

Agora, vamos aprendê-los em detalhes.

Frequência

De acordo com a definição padrão, “A taxa de repetição de uma onda em um determinado período de tempo é chamada de frequency. ”

Simplesmente, frequência se refere ao processo de quantas vezes um evento ocorre. Uma onda periódica se repete após cada‘T’ segundos (período de tempo). Frequency da onda periódica nada mais é do que o recíproco do período de tempo (T).

Expressão Matemática

Matematicamente, é escrito como mostrado abaixo.

$$ f = \ frac {1} {T} $$

Onde

• f é a frequência da onda periódica.

• T é o período de tempo em que a onda se repete.

Unidades

A unidade de frequência é Hertz, abreviado como Hz.

A figura fornecida acima representa uma onda senoidal, que é plotada aqui para a tensão em milivolts em relação ao tempo em milissegundos. Esta onda se repete a cada 2 t milissegundos. Então, período de tempo, T = 2t milissegundos e frequência, $ f = \ frac {1} {2T} KHz $

Comprimento de onda

De acordo com a definição padrão, “A distância entre dois pontos máximos consecutivos (cristas) ou entre dois pontos mínimos consecutivos (vales) é conhecida como o wavelength. ”

Simplesmente, a distância entre dois picos positivos imediatos ou dois picos negativos imediatos nada mais é do que o comprimento dessa onda. Pode ser denominado comoWavelength.

A figura a seguir mostra uma forma de onda periódica. owavelength (λ)e a amplitude são denotadas na figura. Quanto maior a freqüência, menor será o comprimento de onda e vice-versa.

Expressão Matemática

A fórmula para o comprimento de onda é,

$$ \ lambda = \ frac {c} {f} $$

Onde

• λ é o comprimento de onda

• c é a velocidade da luz ($ 3 * 10 ^ {8} $ metros / segundo)

• f é a frequência

Unidades

O comprimento de onda λé expresso em unidades de comprimento, como metros, pés ou polegadas. O termo comumente usado émeters.

Impedância

De acordo com a definição padrão, “O valor aproximado da impedância de um transmissor, quando igual ao valor aproximado da impedância de um receptor, ou vice-versa, é denominado como Impedance matching. ”

A correspondência de impedância é necessária entre a antena e o circuito. A impedância da antena, a linha de transmissão e o circuito devem corresponder para quemaximum power transfer ocorre entre a antena e o receptor ou transmissor.

Necessidade de correspondência

Um dispositivo ressonante é aquele que oferece melhor saída em certas bandas estreitas de frequências. Antenas são assimresonant devices cuja impedância, se combinada, oferece uma saída melhor.

• A potência irradiada por uma antena, será efetivamente irradiada, se o antenna impedance corresponde à impedância do espaço livre.

• Para receiver antenna, a impedância de saída da antena deve corresponder à impedância de entrada do circuito amplificador do receptor.

• Para transmitter antenna, a impedância de entrada da antena deve corresponder à impedância de saída do amplificador do transmissor, junto com a impedância da linha de transmissão.

Unidades

A unidade de impedância (Z) é Ohms.

VSWR e energia refletida

De acordo com a definição padrão, “A relação entre a tensão máxima e a tensão mínima em uma onda estacionária é conhecida como Voltage Standing Wave Ratio. ”

Se a impedância da antena, da linha de transmissão e do circuito não corresponderem, a energia não será irradiada de forma eficaz. Em vez disso, parte da energia é refletida de volta.

Os principais recursos são -

• O termo, que indica que a incompatibilidade de impedância é VSWR.

• VSWRsignifica Voltage Standing Wave Ratio. Também é chamado deSWR.

• Quanto maior a diferença de impedância, maior será o valor de VSWR.

• O valor ideal de VSWR deve ser 1: 1 para radiação efetiva.

• A potência refletida é a potência desperdiçada com a potência direta. Tanto a potência refletida quanto o VSWR indicam a mesma coisa.

Largura de banda

De acordo com a definição padrão, "Uma banda de frequências em um comprimento de onda, especificada para a comunicação particular, é conhecida como bandwidth. ”

O sinal, quando transmitido ou recebido, é feito em uma faixa de frequências. Essa faixa específica de frequências é atribuída a um sinal específico, de modo que outros sinais não possam interferir em sua transmissão.

• Bandwidth é a banda de frequências entre as frequências mais altas e mais baixas pela qual um sinal é transmitido.

• A largura de banda, uma vez atribuída, não pode ser usada por outros.

• Todo o espectro é dividido em larguras de banda para alocar a diferentes transmissores.

A largura de banda, que acabamos de discutir, também pode ser chamada de Absolute Bandwidth.

Largura de banda percentual

De acordo com a definição padrão, “A proporção da largura de banda absoluta para a frequência central dessa largura de banda pode ser denominada como percentage bandwidth. ”

A frequência específica dentro de uma banda de frequência, na qual a intensidade do sinal é máxima, é chamada de resonant frequency. Também é chamado decenter frequency (fC) da banda.

• As frequências mais altas e mais baixas são denotadas como f_H and f_L respectivamente.

• A largura de banda absoluta é dada por- f_H - f_L.

• Para saber quão maior é a largura de banda, fractional bandwidth ou percentage bandwidth tem que ser calculado.

Expressão Matemática

o Percentage bandwidth é calculado para saber quanta variação de frequência um componente ou sistema pode suportar.

$$ Porcentagem \ largura de banda = \ frac {absoluta \ largura de banda} {frequência central} = \ frac {f_ {H} - f_ {L}} {f_ {c}} $$

Onde

• $ {f_ {H}} $ é a frequência mais alta

• $ {f_ {L}} $ é a frequência mais baixa

• $ {f_ {c}} $ é a frequência central

Quanto maior a porcentagem de largura de banda, mais ampla será a largura de banda do canal.

Intensidade de radiação

“Radiation intensity é definido como a potência por unidade de ângulo sólido ”

A radiação emitida por uma antena que é mais intensa em uma determinada direção, indica a intensidade máxima dessa antena. A emissão de radiação na máxima extensão possível nada mais é do que a intensidade da radiação.

Expressão Matemática

A intensidade da radiação é obtida multiplicando-se a potência irradiada pelo quadrado da distância radial.

$$ U = r ^ {2} \ vezes W_ {rad} $$

Onde

• U é a intensidade da radiação

• r é a distância radial

• W_rad é o poder irradiado.

A equação acima denota a intensidade de radiação de uma antena. A função de distância radial também é indicada comoΦ.

Unidades

A unidade de intensidade de radiação é Watts/steradian ou Watts/radian².