Uma antena é um dispositivo metálico, usado para transmitir e receber sinais eletromagnéticos de rádio, onde esses sinais representam alguma informação. Os rádios são projetados principalmente para comunicação sem fio para transmitir sinais de microondas e rádio. Geralmente, as antenas estão disponíveis em diferentes tamanhos e formas. Existem muitas razões para usar antenas, mas a principal é fornecer uma maneira simples de transmitir sinais ou dados. Existem diferentes tipos de antenas disponível como Yagi Uda , Abertura, refletor, antena de fio e muito mais. Este artigo discute um dos tipos de antena como antena de fio – trabalhando com aplicativos.
Definição de antena de fio
Uma antena de fio é um tipo de antena de rádio que inclui um longo fio suspenso sobre o solo. O fio na antena capta os sinais e os irradia ainda mais. Nesta antena, o comprimento da antena de fio não tem relação com seu comprimento de onda. O fio é simplesmente conectado ao transmissor ou receptor através do sintonizador de uma antena para transmitir ou receber os sinais. Essas antenas são bem conhecidas devido à sua facilidade de instalação e portabilidade. O diagrama da antena de fio é mostrado abaixo.
Projeto de antena de fio
A construção de antenas com fios longos é simples porque o comprimento desta antena de fio é múltiplo de λ/2. Geralmente, as antenas que possuem comprimento λ/2 ou λ/4 são conhecidas como antena dipolo meia onda . Mas uma antena com comprimento maior que λ/2 é conhecida como antena de fio longo . Portanto, o comprimento de uma antena com um fio longo é considerado múltiplo de meio comprimento de onda. Assim, o comprimento da antena com um fio longo é dado como (L = n λ/2).
Esses fios são dispostos vertical ou horizontalmente, mas a direção às vezes é desleixada em relação ao solo. A excitação externa para esta antena é fornecida ao longo das linhas de alimentação, onde a linha de alimentação é simplesmente fornecida no final, no centro ou em qualquer lugar no meio do comprimento do fio.
Aqui a polarização da antena de fio é mostrada pela direção da antena em relação ao solo. A posição do ponto de alimentação representa a direção do lóbulo. Nesta construção simples de antena de fio, um fio condutor simples é conectado de ponta a ponta entre as estações transmissoras e receptoras. Portanto, a conexão direta de fio longo entre as duas extremidades permitirá o sinal da estação transmissora e irradiará o sinal para que possa ser obtido na extremidade restante.
Como funciona a antena de fio?
A antena com fio longo é uma combinação de vários dipolos de meia onda; portanto, seu princípio de funcionamento é o mesmo da antena dipolo de meia onda. Portanto, o comprimento dessas antenas é maior em comparação com o meio comprimento de onda. Assim, quando um fio condutor longo é simplesmente excitado pela tensão de entrada, posteriormente os portadores de carga irão derivar com base na metade do sinal aplicado. Se a primeira metade do sinal for aplicada, os portadores de carga experimentarão força atrativa, enquanto se um meio ciclo negativo for usado, os portadores de carga sofrerão repulsão. Portanto, a ação cumulativa desse portador de carga no condutor produz um campo elétrico instável. Portanto, o sinal é irradiado dessa maneira na outra extremidade através da antena de fio longo.
A antena com fio longo é mais longa em comparação com meio comprimento de onda. Quando o comprimento da antena de fio longo é aumentado, a diretividade também melhora. É notável no caso de uma antena com um fio longo que é; para a menor frequência de operação, geralmente, o comprimento é considerado como meio comprimento de onda e a alimentação externa é fornecida no final.
Tipos de antena de fio
Essas antenas são classificadas em diferentes tipos e cada tipo é discutido abaixo.
Antena Dipolar Curta
A forma simples de uma antena de fio é uma antena dipolo curta. Este é um circuito aberto onde o sinal ou dados são alimentados dentro do centro. Nesta antena, o termo “curto” não se refere ao tamanho da antena, mas basicamente, é o comprimento de onda relativo. Esta antena tem duas extremidades onde uma extremidade está em circuito aberto e a extremidade restante é alimentada por uma fonte CA. A faixa de frequência desta antena varia de 3KHz a 30MHz, por isso é usada principalmente em receptores de baixa frequência.
Antena Dipolar
A antena dipolo é uma das formas mais significativas de antena de RF que inclui um fio eletricamente condutor, caso contrário, possui metade do comprimento do comprimento de onda preferido máximo. O fio ou haste é dividido no centro através de um isolador onde cada extremidade no centro é simplesmente conectada à linha de alimentação através de um balun normalmente a um cabo coaxial.
Essas antenas são amplamente utilizadas em diferentes comunicações de rádio. Esta antena é muito simples de projetar e opera nas seções de alta frequência, frequência muito alta e frequência ultra alta do espectro de RF. Por favor, consulte este link para saber mais sobre Antena Dipolar .
Antena Loop
Uma antena de loop é um tipo de antena de fio que recebe sinais de rádio com mais eficiência em comparação com outras antenas. Estas são consideradas antenas mais eficientes do que outras antenas porque usam menos eletricidade e trabalham com uma ampla faixa de frequências (300 MHZ a 3 GHz). O desempenho desta antena depende principalmente de diferentes fatores como design, posicionamento, etc.
Nas antenas de loop, a curvatura dos fios pode formar diferentes formas, como circular, triangular, retangular e elíptica. Essas antenas são muito simples, versáteis e baratas, portanto, usadas em uma ampla gama de aplicações usadas em dispositivos RFID para detectar a posição do transmissor, usadas como transmissores UHF, usadas para receber ondas HF em receptores de rádio, etc.
Antena dipolo de meia onda
Um tipo de antena dipolo onde o comprimento do dipolo é metade do seu comprimento de onda na frequência de operação é chamado de antena dipolo de meia onda. Esta é uma antena dipolo muito famosa, também conhecida como antena Hertz.
Esta antena possui uma estrutura de ressonância simples para aplicações de transmissão e recepção. Estes são elementos básicos em todas as formas de antena porque essas antenas ajudam a projetar diferentes antenas complexas. A faixa de frequência operacional desta antena está entre 3 kHz – 300 GHz.
As antenas dipolo de meia onda são utilizadas principalmente em receptores de rádio e TV. Quando essas antenas são usadas com outro tipo de antena, elas apresentam um desempenho excepcional.
Antena Dipolo Dobrada
Uma antena dipolo dobrada é um tipo de antena que inclui dois condutores. Esses condutores são simplesmente conectados em dois lados e dobrados para formar uma forma cilíndrica fechada. O comprimento do dipolo é metade do comprimento de onda. assim, é conhecida como antena dipolo dobrada em meia onda. A faixa de frequência desta antena dipolo dobrada varia de 3 KHz a 300 GHz e é a mais utilizada pelos receptores de TV.
Antena monopolo
Uma antena monopolo é uma antena de transmissão de rádio que inclui um único condutor que normalmente é alimentado na base de uma antena através de uma fonte de tensão. Esta antena é muito simples e de fio único que normalmente é montada verticalmente e usada normalmente para transmitir e receber sinais. Portanto, estes são usados para fins de transmissão ou comunicação. As antenas monopolo funcionam em bandas RFID inferiores (2,2 a 2,6 GHz), bandas RFID médias (5,3 a 6,8 GHz) e bandas RFID superiores (8,7 a 9,5 GHz).
Antena Helicoidal
Uma antena helicoidal é um tipo de antena de fio que também é conhecida como antena helicoidal porque a forma dessa antena é uma hélice. A faixa de frequência desta antena é de aproximadamente 30MHz – 3GHz. Portanto, esta antena helicoidal funciona na faixa de VHF e UHF.
Uma antena helicoidal é usada para transmitir e receber sinais VHF, usada para comunicações de satélites e sondas espaciais e, para radioastronomia, estabelece comunicações entre a lua e a Terra. Por favor, consulte este link para saber mais sobre Antena Helicoidal .
dipolos de banda larga
A antena dipolo de banda larga é um tipo de antena de fio que simplesmente oferece excelente desempenho principalmente para circuitos de curto a médio alcance. Para circuitos baseados em comunicação de curto alcance em frequências mais baixas, o padrão de radiação desta antena tem um alto ângulo de decolagem. Da mesma forma, para circuitos baseados em comunicação de médio alcance em frequências mais altas, o padrão de radiação dessa antena tem ângulos de decolagem menores.
Antena Trevo
Uma antena de trevo é um tipo de antena de fio que é polarizada circularmente e o padrão de radiação desta antena é o mesmo que uma antena dipolo. Esta antena inclui principalmente um mínimo de 3 ou 4 quadros que são conectados em paralelo e também torcidos de uma maneira particular para obter polarização circular.
Ganho de Antena de Fio
o Ganho da antena é a capacidade da antena de emitir menos ou mais em qualquer direção em comparação com uma antena teórica. Esse ganho simplesmente indica o quão forte uma antena pode transmitir ou receber um sinal em uma determinada direção. O ganho da antena de fio é;
Para o dipolo curto é 1,5 (1,76 dBi) e para
O dipolo de meia onda está subindo para 1,64 (2,15 dBi). Clique aqui para saber mais sobre Ganho da antena.
Vantagens e desvantagens
o vantagens das antenas de fio inclui o seguinte.
- A construção desta antena é simples
- Essas antenas fornecem ganho e diretividade satisfatórios.
- Essas antenas têm padrões direcionais nítidos.
- Estes não são caros.
- Em ângulos verticais baixos, ele simplesmente se concentra na radiação
- Eles irradiam em qualquer faixa de frequência para a qual seu comprimento total não seja inferior a λ/2.
o Desvantagens das antenas de fio inclui o seguinte.
- Em baixas frequências, a antena dipolo exibe um tamanho grande.
- As antenas de loop têm baixo ganho, são difíceis de sintonizar e são de banda extremamente estreita.
- O tamanho das antenas helicoidais é volumoso e elas são facilmente desafinadas por objetos próximos.
- As antenas de fio precisam de um sistema de correspondência apropriado para obter melhores resultados.
- Essas antenas precisam de um sistema correspondente ou unidade sintonizadora.
Formulários
o aplicações de antenas de fio inclui o seguinte.
- As antenas de fio são amplamente utilizadas como antenas receptoras nas bandas de ondas curtas, ondas médias e ondas longas.
- Essas antenas são usadas em comunicação de longa distância ponto a ponto devido à sua estrutura simples.
- Essas antenas são usadas em navios, naves espaciais, edifícios, automóveis, satélites, mísseis, comunicação por micro-ondas e aplicações de ganho muito alto.
Assim, esta é uma visão geral do fio antenas – funcionando com aplicações. Os exemplos de antena de fio são; antena dipolo, antena helicoidal, antena monopolo e antena de loop. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de uma antena?
