Este capítulo apresenta os parâmetros fundamentais da comunicação sem fio, visando proporcionar uma melhor compreensão do papel das antenas nos sistemas de comunicação. A comunicação sem fio é realizada por meio de ondas eletromagnéticas, tornando essencial a compreensão das características de propagação dessas ondas.
Neste capítulo, discutiremos os seguintes parâmetros:
•Freqüência
•Comprimento de onda
•Casamento de Impedância
•VSWR e Potência Refletida
•Largura de banda
•Porcentagem de largura de banda
• Intensidade da radiação
Agora, vamos analisá-los em detalhes.
Freqüência:
De acordo com a definição padrão, frequência é o número de repetições de uma onda por unidade de tempo. Em termos simples, a frequência descreve a frequência com que um evento ocorre. Uma onda periódica se repete a cada T segundos (um período), e sua frequência é o inverso do período T.
Matematicamente, aparece da seguinte forma:
$$f = \frac{1}{T}$$
•F representa a frequência de uma onda periódica, enquanto
•T é o tempo necessário para completar um ciclo completo.
A frequência é medida em hertz, abreviado como Hz.
A figura acima ilustra uma onda senoidal, representando a tensão (em mV) em função do tempo (em ms). Essa forma de onda se repete a cada 2t milissegundos; portanto, seu período T = 2t ms e sua frequência f = 1/(2t) kHz.
Comprimento de onda:
De acordo com a definição padrão, a distância entre dois picos consecutivos ou dois vales consecutivos é chamada de comprimento de onda.
Em termos simples, o comprimento de onda é a distância entre dois picos positivos adjacentes ou dois picos negativos adjacentes. A figura abaixo mostra uma forma de onda periódica, com o comprimento de onda (λ) e a amplitude indicados. Quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda e vice-versa.
A fórmula para o comprimento de onda é:
$$\lambda = \frac{c}{f}$$
• λ representa o comprimento de onda
•C é a velocidade da luz (3 × 10⁸ metros por segundo)
•F é a frequência
O comprimento de onda λ é expresso em unidades de comprimento, como metros, pés ou polegadas. A unidade mais comum é o metro.
Adaptação de impedância:
De acordo com a definição padrão, a adaptação de impedância ocorre quando a impedância do transmissor é aproximadamente igual à impedância do receptor.
É necessário o casamento de impedância entre a antena e o circuito. As impedâncias da antena, da linha de transmissão e do circuito devem ser casadas para obter a máxima transferência de potência entre a antena e o receptor ou transmissor.
A Necessidade de Correspondência
Dispositivos ressonantes são capazes de fornecer saída ideal dentro de certas frequências de banda estreita. Como um dispositivo ressonante, uma antena pode alcançar um melhor desempenho de saída quando sua impedância está devidamente casada.
•Quando a impedância da antena coincide com a impedância do espaço livre, a potência irradiada pela antena será transmitida de forma eficaz.
• Para uma antena receptora, sua impedância de saída deve corresponder à impedância de entrada do circuito amplificador receptor.
• Para uma antena transmissora, sua impedância de entrada deve corresponder à impedância de saída do amplificador transmissor, bem como à impedância característica da linha de transmissão.
A impedância é medida em ohms, representados pelo símbolo Z.
VSWR e potência refletida:
De acordo com a definição padrão, a relação entre a tensão máxima e a tensão mínima em uma onda estacionária é chamada de taxa de onda estacionária de tensão (VSWR).
Quando as impedâncias da antena, da linha de transmissão e do circuito não são compatíveis, a potência não pode ser irradiada de forma eficaz; em vez disso, uma parte da potência é refletida de volta.
As principais características são —
•O parâmetro que indica o grau de incompatibilidade de impedância é chamado de Relação de Onda Estacionária de Tensão (VSWR).
• VSWR significa Relação de Onda Estacionária de Tensão e também é comumente chamada de SWR (Relação de Ondas Estacionárias).
• Quanto maior a incompatibilidade de impedância, maior o valor de VSWR.
•Para obter uma radiação eficaz, o valor ideal de VSWR é 1:1.
• A potência refletida refere-se à porção da potência transmitida que é desperdiçada. Potência refletida e ROE (Relação de Ondas Estacionárias) descrevem essencialmente o mesmo fenômeno físico, porém sob perspectivas diferentes.
Largura de banda:
De acordo com a definição padrão, a faixa de frequência dentro de um intervalo de comprimento de onda específico alocado para uma determinada comunicação é chamada de largura de banda.
Quando um sinal é transmitido ou recebido, ele opera dentro de uma determinada faixa de frequência. Essa faixa de frequência específica é atribuída a um determinado sinal para evitar interferência de outros sinais durante a transmissão.
• A largura de banda refere-se à faixa de frequência entre os limites de alta e baixa frequência de uma transmissão de sinal.
•Uma vez alocada, a largura de banda não pode ser usada por outros.
•Todo o espectro é dividido em segmentos de largura de banda, cada um atribuído a diferentes transmissores.
A largura de banda que acabamos de discutir também pode ser chamada de largura de banda absoluta.
Largura de banda percentual:
De acordo com a definição padrão, a razão entre a largura de banda absoluta e sua frequência central é chamada de largura de banda percentual.
A frequência dentro de uma banda na qual a intensidade do sinal atinge seu máximo é chamada de frequência de ressonância, também conhecida como frequência central da banda, denotada por fC.
•As frequências mais altas e mais baixas da banda são denotadas como fH e fL, respectivamente.
•A largura de banda absoluta é dada por fH − fL
Para avaliar a largura de uma faixa de frequência, é necessário calcular sua largura de banda fracionária ou largura de banda percentual.
A largura de banda percentual é calculada para entender a gama de variações de frequência que um componente ou sistema pode suportar.
•fH denota a frequência mais alta
•fL denota a frequência mais baixa
•fc denota a frequência central
Quanto maior a porcentagem de largura de banda, maior a largura de banda do canal.
Intensidade da radiação:
A intensidade da radiação é definida como a potência irradiada por unidade de ângulo sólido.
Uma antena emite radiação com maior intensidade em certas direções, que correspondem à sua intensidade máxima de radiação. O alcance máximo possível da radiação é caracterizado pela intensidade de radiação.
Expressão matemática
A intensidade da radiação é obtida multiplicando-se a densidade de potência irradiada pelo quadrado da distância radial:
Onde U é a intensidade da radiação, r é a distância radial e (Wrad) é a densidade de potência irradiada.
•U representa a intensidade da radiação
• r representa a distância radial
• Wrad representa a densidade de potência irradiada
A equação acima expressa a intensidade de radiação da antena. A distância radial é, por vezes, representada pelo símbolo Φ.
A unidade de intensidade de radiação é watts por esterradiano (W/sr) ou watts por radiano quadrado (W/rad²).
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Data da publicação: 26/03/2026
