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NOTAS DE AULA II      ANTENAS: BIBLIOGRAFIA    ANTENAS - BIBLIOTECA

Antena de quadro de dois elementos - Diagramas construcionais

ACIMA: Antena de quadro para estudo da Ionosfera - 1987 - 1995

DEFINIÇÃO

#ANGELOLEITHOLDPY5AALUma antena de quadro é uma antena de rádio que consiste em um laço ou bobina de fio, tubo ou outro condutor elétrico , que para transmissão geralmente é alimentado por uma fonte de energia balanceada ou para recepção alimenta uma carga balanceada. Pode ser um Loop grande chamados de antena de loop auto-ressonantes ou loops de onda completa ; eles têm um perímetro próximo a um ou mais comprimentos de onda inteiros na frequência de operação , o que os torna auto- ressonantes. Eles são os mais eficientes de todos os tipos de antenas, tanto para transmissão quanto para recepção tem um padrão de radiação de dois lóbulos em sua primeira ressonância de onda completa, atingindo o pico em ambas as direções perpendiculares ao plano do loop. Os Loops grandes são os mais eficientes , por uma ordem de magnitude , de todos os designs de antenas de tamanho semelhante. Também existem antenas halos que são frequentemente explicados como dipolos encurtados que foram dobrados em um laço circular, com as extremidades quase não se tocando. Alguns escritores preferem excluí-los das antenas de loop, uma vez que podem ser bem entendidos como dipolos tortos , outros fazem dos halos uma categoria intermediária entre loops grandes e pequenos, ou o limite superior extremo de tamanho para pequenos loops de transmissão : Em forma e desempenho, antenas halo são muito semelhantes a pequenos loops, distinguindo-se apenas por serem auto-ressonantes e terem uma resistência à radiação muito maior. Loops pequenos também são chamados de loops magnéticos ou loops sintonizados ; eles têm um perímetro menor que metade do comprimento de onda operacional  1 /3 ~ 1/4. Eles são usados ​​principalmente como antenas receptoras, mas às vezes são usados ​​para transmissão apesar de sua eficiência reduzida ; loops com uma circunferência menor que cerca de 1/10  de comprimento de onda tornam-se tão ineficientes que raramente são usados ​​para transmissão. Um exemplo comum de loop pequeno é a antena de ferrite (loopstick) usada na maioria dos rádios de transmissão AM.  O padrão de radiação de antenas de loop pequenas é máximo nas direções dentro do plano do loop, portanto, perpendicular aos máximos de loops grandes. Os loops pequenos se dividem em dois subtipos, dependendo da finalidade para a qual são otimizados, Loops de recepção pequenos são antenas compactas otimizadas para capturar ondas de rádio muito mais longas do que seu tamanho, onde antenas de tamanho normal seriam inviáveis ​​ou impossíveis. Se seus perímetros forem mantidos menores que 1/10  de onda , eles têm direções "nulas" excepcionalmente precisas (onde o sinal desaparece), o que fornece uma antena minúscula para localização de direção extremamente precisa , melhor do que a maioria das antenas moderadamente grandes e tão boa quanto muitas antenas enormes . Pequenos loops de transmissão são otimizados para antenas compactas que são os “menos piores” radiadores de sinal. Antenas pequenas de qualquer tipo são ineficientes , mas quando uma antena de tamanho normal não é prática, fazer um pequeno loop com um perímetro o mais próximo possível 1/2  onda possível (embora geralmente não mais que 0,3 onda ) torna o loop pequeno melhor para transmissão, embora sacrifique ou perca completamente a direção "nula" precisa deloops pequenos menores . Para as grandes loops nesta seção, presume-se que a frequência de operação do rádio esteja sintonizada na primeira ressonância da antena de loop. Nessa frequência, um comprimento de onda inteiro do espaço livre é ligeiramente menor que o perímetro do loop, que é o menor que um loop "grande" pode ter. As antenas de loop auto-ressonantes para HF são relativamente grandes, com um perímetro um pouco maior que o comprimento de onda de operação pretendido, portanto, para diâmetros de loops circulares entre aproximadamente 53 m no máximo, cerca de 1,8  MHz . Em frequências mais altas, seus tamanhos tornam-se menores, caindo para um diâmetro de cerca 3,4 m a 30 MHz. As grandes antenas de loop podem ser consideradas como um dipolo dobrado cujos fios paralelos foram divididos e abertos em algum formato oval ou poligonal . A forma do loop pode ser um círculo, triângulo, quadrado, retângulo ou qualquer polígono fechado, mas para ressonância o perímetro do loop deve ser ligeiramente maior que um comprimento de onda. 

#ANGELOLEITHOLDPY5AALAs antenas loop podem ter a forma de um círculo, um quadrado ou qualquer outra forma geométrica fechada que permita que o perímetro total seja ligeiramente superior a um comprimento de onda. O formato mais popular no rádio amador é a antena quádrupla ou "quad", um loop auto-ressonante em formato quadrado para que possa ser construído com fio amarrado em uma estrutura de suporte em forma de ' × '. Pode haver um ou mais loops adicionais empilhados paralelamente ao primeiro como diretor 'parasita' e/ou elemento(s) refletor(es) , criando um conjunto de antenas que é unidirecional com ganho que aumenta com cada elemento parasita adicional. Este design também pode ser girado 45 graus para um formato de diamante apoiado em uma moldura em forma de ' + '. Laços triangulares (' △ ') também têm sido usados ​​para laços verticais, uma vez que podem ser apoiados em um único mastro. Um retângulo com o dobro da largura obtém um ganho ligeiramente aumentado e também corresponde a 50  Ω diretamente se usado como um único elemento.  Ao contrário de uma antena dipolo , a polarização de uma antena de quadro ressonante não é óbvia a partir da orientação do laço em si, mas depende da localização de seu ponto de alimentação. [e] Se um loop orientado verticalmente for alimentado na parte inferior, sua radiação será polarizada horizontalmente; alimentá-lo lateralmente o tornará polarizado verticalmente.

#ANGELOLEITHOLDPY5AALO padrão de radiação de uma antena de quadro de primeira ressonância atinge o pico perpendicularmente ao plano do laço. À medida que a frequência avança para a segunda e terceira ressonâncias, a radiação perpendicular desaparece e surgem lóbulos fortes próximos ao plano do loop. Nas frequências de ondas curtas mais baixas, um loop completo é fisicamente bastante grande, e sua única instalação prática é "deitada", com o plano do loop horizontal ao solo e o fio da antena apoiado na mesma altura relativamente baixa por mastros ao longo de seu perímetro. Isso resulta em radiação polarizada horizontalmente, que atinge o pico em direção à vertical perto do harmônico mais baixo; esse padrão é bom para a comunicação NVIS regional , mas infelizmente não é geralmente útil para estabelecer contactos à escala continental. Acima de cerca de 10 MHz o loop tem aproximadamente 10 metros de diâmetro, e torna-se mais prático que o loop seja montado "em pé" - ou seja, com o plano do loop vertical, de forma a direcionar seu feixe principal em direção ao horizonte. Se a frequência for alta o suficiente, o loop pode ser pequeno o suficiente para ser conectado a um rotador de antena , a fim de girar na direção desejada. Comparado a um dipolo ou dipolo dobrado, um grande loop vertical desperdiça menos energia irradiando em direção ao céu ou ao solo, resultando em um ganho cerca de 1,5 dB maior nas duas direções horizontais preferidas. Ganho adicional (e um padrão de radiação unidirecional ) é geralmente obtido com uma matriz de tais elementos, seja como uma matriz endfire acionada ou em uma configuração Yagi - com apenas um dos loops sendo acionado pela linha de alimentação e todos os loops restantes sendo " refletores e diretores parasitas" . Este último é amplamente utilizado em rádios amadores na configuração "quad". Loops de baixa frequência com um comprimento de onda "deitados" às vezes são usados ​​​​para comunicação NVIS local. Isso às vezes é chamado de quad preguiçoso . Seu padrão de radiação consiste em um único lóbulo voltado para cima (a radiação em direção ao solo que não é absorvida é refletida de volta para cima). O padrão de radiação e especialmente a impedância de entrada são afetados pela sua proximidade com o solo. Se alimentada com frequências mais altas, a impedância de entrada da antena geralmente incluirá uma parte reativa e um componente resistivo diferente, exigindo o uso de um sintonizador de antena . À medida que a frequência aumenta acima do primeiro harmônico, o padrão de radiação se divide em múltiplos lóbulos que atingem o pico em ângulos mais baixos em relação ao horizonte, o que é uma melhoria para a comunicação de longa distância para frequências bem acima do segundo harmônico do loop.

                                                                                                                  EMBAIXO - EXEMPLO DE ANTENA DE QUADRO