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Antenas e Sistemas de RádioEnlace

Componentes essenciais para uma comunicação Wireless
distância

Antena

Antena Atmosfera

w w w w w w w

Rádio Transmissor (Tx) Linha de Transmissão (LT) Antena Transmissora Meio de Propagação Antena Receptora Linha de Transmissão (LT) Rádio Receptor (Rx)

TX
Transmissor

Linha de Transmissão

RX
Receptor

CONCEITOS BÁSICOS – A ESCALALOGARÍTMICA
w O que é o dB?
w O dB é uma escala usada para representar a relação entre duas potências.

Pmedida dB = 10 log Preferência
A unidade de referência pode ser W, mW, ìV, ou até o ganho de uma antena... Daí as derivações, como o dBW, dBm, dBi...

Pmedida (mW ) dBm = 10 log 1mW

10

P ( dBm ) 10

= P(mW )

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS - OEM w Conceito: Perturbação física composta porum campo elétrico (E) e um campo magnético (H) variáveis no tempo, perpendiculares entre si, capaz de se propagar no espaço.

Freqüência: número de oscilações por unidade de tempo (Hz). Velocidade de propagação: depende do meio onde a onda se propaga. A velocidade máxima de uma OEM é a velocidade da luz, 300.000 km/s, no vácuo. Comprimento de onda: distância percorrida pela onda durante umciclo. É definido pela velocidade de propagação dividida pela freqüência.

300 λvácuo / ar ( m) = f ( MHz )

LINHAS DE TRANSMISSÃO
w w É uma linha com dois ou mais condutores isolados por um dielétrico que tem por finalidade fazer com que uma OEM se propague de modo guiado. Esta propagação deve ocorrer com a menor perda possível. As linhas de transmissão podem ser construídas de diversasmaneiras, cabos pararelos, pares trançados, microstrip, cabos coaxiais, guias de onda, etc.

d S

Impedância característica de uma L.T. (Cabo Coaxial)
w A impedância característica de uma L.T. : relação entre a tensão e a corrente entre seus terminais. Depende, em geral, somente das dimensões dos condutores e da constante dielétrica do isolante.

C Vp = εo

138,2 b Zo = . log a ε0
Zo -Impedância característica
b

a - Diâmetro externo do condutor interno b - Diâmetro interno da malha externa ε0 – constante dielétrica do isolante Vp- Velocidade de propagação

a

(

d

B

Perdas nos cabos coaxiais.
ã
w A princípio uma linha de transmissão tem a função de transportar a energia eletromagnética com o mínimo de perdas. Porém, devido às características inerentes de cada linha(no caso cabos coaxiais por exemplo) o sinal atenua ao longo do caminho que percorre dentro da L.T.

u
5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 Freqüência (GHz) 6 7

a

ç

o

A atenuação é proporcional ao comprimento do cabo, a suas características construtivas e à freqüência.

A

t

e

n

Perdas em 2.5 GHz de alguns Cabos Coaxiais.
MODELO
RGC-213 RG-58 Cellflex 1/2” Cellflex 7/8” LMR-195LMR-400 LMR-600

FABRICANTE
kmP KmP KmP KmP Times Microwave Times Microwave Times Microwave

ATENUAÇÃO APROX (dB/100 m)
45 78,7@3GHz 11,8 6,9 57 20,4 13,3

Coeficiente de reflexão (ñ)
w Coeficiente de reflexão: indica a proporção da potência incidente que é refletida devido a descasamentos de impedância. Pode ser definida como:
Gerador de RF Conector da Antena Antena Potência RefletidaPotência Incidente Potência Útil

ρ = Coeficiente de reflexão Er = Tensão refletida Ei= Tensão incidente Ir = Corrente refletida Ii= Corrente incidente Pr = Potência refletida Pi= Potência incidente

Linha de Transmissão

ρ=

Er I r = Ei Ii

ρ =

Pr Pi

onde:

(1 ≤ ρ ≤ 0)

Coeficiente de Onda Estacionária
w Coeficiente de onda estacionária: relação entre a amplitude máxima e mínimada tensão ou corrente em uma linha de transmissão, resultante da interação das ondas incidente e refletida. w Também conhecido por VSWR, SWR, COE.

E máx I máx VSWR = = E mín I mín

ρ = Coeficiente de reflexão Er = Tensão refletida Ei= Tensão incidente Ir = Corrente refletida Ii= Corrente incidente Pr = Potência refletida Pi= Potência incidente

1+ ρ VSWR = = 1− ρ

Pr 1+ Pi 1− Pr Pi...
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