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Propagação e Antenas Dipolo Eléctrico de Hertz Rui Almeida, Nº 57443, LERC.

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2 Propagação e Antenas Dipolo Eléctrico de Hertz Rui Almeida, Nº 57443, LERC

3 Indíce Rui Almeida 23/01/09 1. História do Dipolo Eléctrico de Hertz (DEH); 2. Caracterização física; 3. Caracterização electromagnética; 4. Distribuição de corrente; 5. Campos radiados; 6. Campos EM predominantes na zona próxima; 7. Diagrama de radiação; 8. Impedância de entrada; 9. Resistência de radiação; 10. Directividade; 11. Ganho; 12. Sumário. 2

4 Heinrich Rudolf Hertz (22/02/ /01/1894). Físico Alemão. Foi o primeiro a descobrir a existência de ondas electromagnéticas em Isto acontece 20 anos depois de James Maxwell ter feito a sua previsão através das suas equações. Surge então o DEH, como meio de estudo do desenvolvimento das teorias electromagnéticas. 1. História do DEH Rui Almeida 23/01/09 3

5 2. Caracterização física Formada por dois braços condutores alinhados. Superfícies dos extremos, são muito maiores do que os braços. Comprimento total é muito menor do que o comprimento de onda usado: 2l << λ. Rui Almeida 23/01/09 4

6 3. Caracterização electromagnética É injectada uma corrente I nos terminais. As superfícies nos topos geram fenómenos capacitivos e asseguram uma corrente de condução J. Antena de onda estacionária. Rui Almeida 23/01/09 5

7 4. Distribuição de corrente A pequena dimensão em relação ao λ faz com que a variação sinusoidal da corrente pareça linear. A corrente no dipolo segue uma distribuição constante em l. Rui Almeida 23/01/09 6

8 5. Campos radiados Campo Eléctrico: Campo Magnético: Rui Almeida 23/01/09 7

9 6. Campos EM predominantes na zona próxima Os campos têm componentes com dependência em 1/r, 1/r 2 e 1/r 3. Na zona próxima, predominam os campos proporcionais a 1/r 3 e 1/r 2. Na zona distante, predominam os campos proporcionais a 1/r. Rui Almeida 23/01/09 8

10 7. Diagrama de radiação Descrição da forma como a energia é radiada pela antena. O factor direccional depende apenas de θ, portanto existe uma simetria em azimute. Radia o máximo para o plano equatorial (θ = 90º). Descrita pelo factor direccional: Rui Almeida 23/01/09 9

11 8. Impedância de entrada Os componentes da Impedância são: A reactância da antena é capacitiva devido às superfícies de grandes dimensões que se encontram nos topos, fazendo com que a antena se assemelhe a um condensador. Rui Almeida 23/01/09 10

12 9. Resistência de radiação A resistência radiada é determinada pela geometria da antena. A resistência radiada aumenta com o comprimento da antena em relação ao comprimento de onda (2l/λ). Resistência de Radiação no Vácuo: Rui Almeida 23/01/09 11

13 10. Directividade A directividade de uma antena é o quociente entre a intensidade de radiação numa determinada direcção (θ,φ) e a intensidade de radiação média em todas as direcções. A directividade do DEH é 1,5 -> Antena pouco directiva Rui Almeida 23/01/09 12

14 11. Ganho O ganho de uma antena é a razão entre a intensidade máxima de radiação dessa antena e de uma antena de referência, na mesma direcção: É frequente calcular-se o ganho isotrópico, que corresponde ao ganho da antena independentemente da direcção. Rui Almeida 23/01/09 13

15 Associada a frequências baixas -> Comprimentos de onda grandes; Antena linear curta; Distribuição de corrente constante ao longo dos braços; Campos predominantes na zona próxima estão ligados à antena e atenuam-se com 1/r 2 e 1/r 3 ; Radiação isotrópita em azimute; Rendimento: ~10%; Directividade baixa: 1, Sumário Rui Almeida 23/01/09

16 Obrigado pela atenção. Rui Almeida 23/01/09 15


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