2 INTERAÇÃO ENTRE ANTENAS

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REFLETORES E EFEITO TERRA.

Os refletores se disseminaram largamente nos sistemas irradiantes, a alteração de impedância e o diagrama resultante da distância de uma antena ao solo é largamente utilizada. A forma e a distância do refletor à antena força seu comportamento, se determinado um diagrama a antena trabalha dentro dele. Um dos parâmetros que imediatamente percebidos, é a relação frente/costas no caso de antenas direcionais, pois à medida que esta relação aumenta, conseqüentemente aumentará a diretividade da antena. A reflexão na ionosfera e alteração de lóbulos é função da distância e diâmetro dos elementos. Com o passar do tempo e experiências, chegou-se à conclusão que estes praticamente se igualam em forma e dimensões aos dipolos ou monopolos dos quais fazem parte. Numa antena direcional cilíndrica, por exemplo, recomenda-se que os elementos parasitas também o sejam, os comprimento físicos daqueles, se refletores devem ser ligeiramente maiores que o elemento ativo em cinco a dez por cento. No caso de refletores planos sua superfície não precisa ser infinita, basta que seja ressonante, ou seja, uma superfície refletora contínua cuja malha não ultrapasse a 10% do comprimento de onda aplicado. Uma vez feito este procedimento alterará a impedância e largura de faixa do sistema resultante, o dipolo, não mais será um dipolo isolado, passará a se comportar como uma rede com todas as características dadas pela disposição dos elementos interferentes. Para uma antena situada a uma distância considerada "S" da superfície ressonante, tem-se um sistema com uma antena real e uma antena virtual, isto é uma rede com seu dipolo e sua imagem a uma distância 2S, funciona como se fossem duas antenas interagindo.

Na vertical:

     î            - |

     h           î |

     I           + |                                                     plano terra

     //////////////////////////////////////////////////////////////////

     Î            - |     

     h           î |

     I__       + |

Sendo: E'q a senq , E'r a cosq , E'q a sen [p - q] = senq  , E'r a cos [p - q] = -cosq, tanto para o dipolo horizontal, quanto para o dipolo vertical, existe o dipolo imagem, este atua de forma que seu efeito, juntamente ao efeito terra alterem o diagrama de irradiação, impedância, ganho, dentre outros parâmetros da antena como se fosse um refletor, daí para efetuar a análise o sistema de estudo dos efeitos causados pela proximidade de duas antenas. Uma antena próxima a qualquer estrutura condutiva, "n" dipolos, outra antena, ou antenas, forma-se uma rede que deve ter certos aspectos físicos de proximidade entre seus elementos em comprimentos de onda. O sistema resultante tem um acoplamento concomitante e haverá somatórias de todas as características de todos os elementos ou acoplamento mútuo. O efeito do acoplamento mútuo, tanto para antena em polarização horizontal, quanto vertical têm em sua imagem a indução de correntes, suas impedâncias, lóbulos, e ganhos se interam, formando um sistema complexo. Uma antena a uma determinada distância da terra, existe a antena real e sua imagem. As correntes induzidas no dipolo real terão seu equivalente no dipolo imagem. O dipolo vertical muito próximo ao solo tem reforçados o campo irradiado e o campo recebido, no caso do dipolo horizontal, a impedância resultante do sistema será muito próxima de zero ohm, colocando o sinal em curto com a terra, anulando a antena. No caso do monopolo em polarização vertical, seu funcionamento no solo será similar ao dipolo vertical no espaço livre, sua imagem complementará o segmento real.

Num dipolo de meia onda, dependendo da sua altura em comprimento de onda da terra, o efeito desta sobre aquele é de substancial importância. Além de alterar o ângulo de tiro (partida) da antena, também ocorre um efeito sobre a impedância no sistema irradiante. A antena passa a se comportar de forma sistêmica, ocorre o efeito de interação entre antena e terra, esta pode ser considerada como um refletor perfeito de dimensão infinita, formando uma imagem da antena tal qual a imagem formada por um objeto qualquer num. Tomando como exemplo o dipolo horizontal de meia onda que esteja ressonando em determinada freqüência, onde R 73 , como R  70 , R  70 para X  0 a uma distância de um comprimento de onda sobre a terra, ocorre o efeito imagem, ou uma “antena” refletida na terra, assim, a imagem plano horizontal pode ser esquematizada como:

     __

     î            +++     à      ---

     h

     I                                                                  plano terra

     //////////////////////////////////////////////////////////////////

     Î

     h           ---      ß   +++

     I__

 A imagem plano vertical

     __

     î            - |

     h           î |

     I           + |                                                     plano terra

     //////////////////////////////////////////////////////////////////

     Î            - |     

     h           î |

     I__       + |

O comprimento do monopolo em posição vertical em relação à terra que está na horizontal. A base da antena está exatamente sobre a superfície do terra, isto é a medida passada na coluna da direita é a medida da ponta da haste à base, e não da distância do monopolo ao solo. O acoplamento da antena à sua imagem, e suas resultantes, sempre vai depender da altura desta para a terra (Ou elemento condutivo), seja esta superfície terrestre propriamente dita ou um elemento disposto de forma a criar um campo enxergado como um terra virtual, radiais para a monopolo, ou simplesmente o refletor no caso da antena Yagi-Uda. O diagrama de irradiação também se altera com a altura da antena ao solo. Os parâmetros de uma antena variam com a distância desta a qualquer elemento interferente tridimensionalmente. Antenas e estruturas metálicas próximas quando ressonantes interagem entre si, e podem ser vistas como uma “rede de antenas”.

REFERÊNCIAS

Theoretical investigations into the Transmitting and Receiving Qualities of Antenae, vol 2 n.º 4 série IV,1938

Esteves, Luiz Cláudio, 1980 - Antenas- Teoria Básica e Aplicações,

Krauss, Antenas, 1978

Schelkunoff, Antenae Phenomena, 1969

Jordan, Antenna Book, Transactions (IRE), Vol 9 AP3 n 4 pg 163 out 1954,

Yagi-Uda Antennas, 1954, pg 19 e 20,

Mullin, E.E.,Radio Aerials, Oxford, 1949

Embratel, Manual de Antenas, Apostila de Sistematização de gráficos e ábacos, 1969. Sites da Internet, 2003.

Refletores e Efeito Terra Antenas .pdf 106k

Fenômenos de Transmissão e Reflexão da Radiofrequência .pdf 364k

Muito se discute e muitas experiências são feitas para "desacreditar" o trabalho alheio sobre o efeito da interação entre antenas em HF com refletores sob si, ou mesmo diretores sobre si. Me admira supostos professores  universitários "teimarem" em provar o improvável, sem método científico, usando o mais puro empirismo e amadorismo no sentido lato da palavra e, pior, fazer  "testes" sem critério, equipamento, pessoal adequado e, repito, sem método científico. Para levantar dados de sistemas irradiantes (antenas) não é esticando dois pedaços de fio e "jogando ao chão o mais rápido possível para evitar fading ...por favor!". Devem ser tomadas muitas medidas, pois diferenças de 1,0 dBd até 3,0 dBd são difíceis de detectar e, mesmo utilizando equipamentos modernos o resultado deste tipo de coisa não é confiável, critério é primordial! 

Devem haver critérios nas tomadas de medidas à distância quando existe a dinâmica magnetosférica/solar/ionosférica, pois existem influências muito além da "propagação", que é somente um detalhe. Os testes devem ser feitos usando, por exemplo enlaces em VHF ou on-line, medidores de campo em diversos pontos e distâncias das antenas sob teste e prova. Medições criteriosas devem ser feitas comparativas e simultâneas sem mexer nas configurações das antenas, DEVEM SER FEITAS DUAS ANTENAS TX E DUAS RX, NO MÍNIMO, E TESTADAS AO MESMO TEMPO! Ou seja, não é pendurando um refletor e "jogando-o no chão" o mais rápido (por favor!) que se consegue uma medida criteriosa, isso eu fazia no quarto ano do primário quando brincava com o "Engenheiro Eletrônico da Phillips em 1967...". 

Ciência não é isso, sinto muito! Ciência é coisa séria e, tentar desacreditar trabalho de outrem com esse tipo de coisa somente desacredita academicamente o "pesquisador" que o faz e macula a ciência. 

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