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PROE 1S0607 Aula0-120906 PROE – Apresentação do programa Conceitos Fundamentais I Radiação Conceitos Fundamentais II Propagação Guiada.

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1 PROE 1S0607 Aula PROE – Apresentação do programa Conceitos Fundamentais I Radiação Conceitos Fundamentais II Propagação Guiada

2 PROE 1S0607 Aula Sistema de Radiodifusão de Televisão

3 PROE 1S0607 Aula

4 Espectro electromagnético É um recurso básico dos sistemas de comunicação.

5 PROE 1S0607 Aula História Ondas sonoras (voz). Comunicação à distância tambores e ondas de luz visível (sinais de fogo, espelhos reflectores e bandeiras). Espectro electromagnético fora da região do visível só começou a ser utilizado fim século XIX. Hertz (1887) construiu sistema de transmissão de ondas de rádio. Verificou experimentalmente ondas electromagnéticas, previstas ~20 anos antes por Maxwell. Marconi: primeira transmissão em 1895, desenvolveu o rádio do ponto de vista comercial e patenteou primeiro sistema de telegrafia sem fios. Pouco antes da segunda guerra mundial surgiram os klistrões e os magnetrões, capazes de gerar frequências até 1 GHz, e os primeiros guias de onda. Primeiras experiências de transmissão de OE através de guias de onda (1935), foram mal sucedidas. Em 1936, uma vez estabelecida a teoria, foi feita com sucesso a primeira transmissão de OE com guias de onda. Desenvolvimento de geradores e guias de onda fundamental para utilização micro- ondas, em comunicações e radares.

6 PROE 1S0607 Aula História (cont.) Mais tarde estruturas planares (stripline, microstrip, slotline, guias coplanares) mais compactas, de custo inferior e capazes de integrar dispositivos activos como díodos e transistores. Cabos coaxiais também usados actualmente na transmissão de sinais até ao domínio das micro-ondas. Vantagem: banda larga. Desvantagem: difíceis de integrar em circuitos complexos. Fibras ópticas surgiram no final dos anos 70. Sistemas de comunicação ópticos de baixas perdas e baixa dispersão, com larguras de banda muito superiores às dos cabos coaxiais ou das estruturas de ondas milimétricas. Frequências dos sistemas de comunicação têm vindo a aumentar, devido essencialmente às enormes larguras de banda disponíveis nas frequências mais elevadas. Comunicação com ligações fixas utilizada durante largos anos. Serviços telefónicos ligações terrestres fixas (anos 40), comunicação intercontinental ligações via satélite (anos 70). As comunicações celulares móveis constituem actualmente um vasto campo de investigação e desenvolvimento tecnológico.

7 PROE 1S0607 Aula Propagação guiada Baixas frequências e distâncias curtas. Imune a interferências. Distâncias maiores e frequências mais elevadas atenuação considerável e custos elevados. Excepção: fibra óptica, transmissão a grandes distâncias com muito baixas perdas. Propagação em espaço livre Perdas mais elevadas, única opção em muitos casos. Ex. em barcos, a bordo de aviões e satélites, em veículos, em rádio difusão, nos rádios da polícia, bombeiros, nas comunicações pessoais (telefones móveis, "pagers"). Propagação guiada /Propagação em espaço livre Hoje micro-ondas e fibras ópticas: ligações telefónicas de longa distância e chamadas internacionais via-satélite. Televisão também com sist. comunicação baseados em satélites. Segurança Propagação guiada intrinsecamente mais segura mas a propagação em espaço livre com comunicação digital (com códigos) pode atingir níveis equivalentes de segurança. Fiabilidade Sinais em espaço livre afectados pelas condições de propagação (obstáculos, ionosfera, condições atmosféricas adversas, interferências com outros sinais electromagnéticos). Propagação guiada afectada por danificação acidental das estruturas de transmissão, provocada por trabalhos de construção, tremores de Terra, etc...) Custos Propagação guiada (em geral) custos superiores e descida de preço de equipamento com antenas. Esta situação tende a favorecer os sistemas de propagação em espaço livre. Na prática escolha ditada essencialmente pelo tipo de aplicação.

8 PROE 1S0607 Aula Antenas Desempenham papel fundamental: convertem ondas electromagnéticas guiadas em ondas de espaço livre. Fig. 4 - Linhas de força do campo eléctrico associadas a um dipolo

9 PROE 1S0607 Aula Fig. 5 - Vários tipos de Antenas Antenas GMS (telemóveis) Agregados Yagi Antena Yagi Antenas Parabólicas (Microondas) Monopolos (Serviços radiomóvel) Repetidores Estações móveis Corneta Parabólica

10 PROE 1S0607 Aula Propagação guiada Cabos coaxiais - até ao domínio das micro-ondas. Guias de onda em microondas. Poder transportar potências elevadas (ex. radares). Largura de banda limitada, dimensões apreciáveis, dispendiosos. Cabos coaxiais banda larga, difícil fazer circuitos complexos de micro-ondas. Estruturas planares: stripline, microstrip, slotline, finline, guias coplanares. Compactas, baixo custo, podem incluir componentes activos como díodos ou transistores. Tendência dos circuitos de micro-ondas, integrar as estruturas de transmissão, os componentes activos, e outros componentes num único substracto de semicondutor, formando um circuito monolítico de micro-ondas integrado (MMIC). Fibras Ópticas, capazes de transportar grandes quantidades de informação usando ondas luminosas, devido à enorme largura de banda. –Luz emitida no infravermelho (invisível) com 0: 1.31 m ou 1.55 m. –Transmissão sinais de audio, televisão ou dados de computador com modulação analógica (variando a intensidade do feixe de luz) ou digital (opera-se em modo on-off). –Sistema de fibra óptica pode transmitir tipicamente 27 gigabits por segundo. –Sistemas de fibra óptica, também em muito pequenas distâncias Ex: nos computadores, transporte de sinais entre placas de circuitos.

11 PROE 1S0607 Aula Sistema de Unidades Sistema MKSA [Metro Kilograma Segundo Ampere] Metro, referenciado ao segundo e à velocidade da luz no vácuo Quilograma, massa de uma barra padrão feita de uma liga de Platina/Irídio (Sévres, Paris) Segundo, períodos da radiação electromagnética emitida numa transição de um átomo de Césio Ampére, corrente constante que, percorrendo dois condutores (comprimento infinito afastados de 1m no vácuo), produziria entre os condutores uma força de 2 x 10 Newton por cada metro de condutor. Sistema MKSA racionalizado


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