A obtenção do comprimento elétrico correto de uma antena é crucial para transmissão e recepção eficientes. Não se trata apenas do comprimento físico, mas do comprimento visto pelo sinal de radiofrequência (RF). Veja como você consegue:
1. Compreendendo o comprimento elétrico: *
Comprimento físico vs. Comprimento elétrico: O comprimento físico de uma antena é simplesmente quanto tempo é em metros ou polegadas. O comprimento elétrico, no entanto, é afetado pela velocidade da propagação do sinal de RF dentro do próprio elemento da antena. Essa velocidade é geralmente menor que a velocidade da luz no vácuo, devido a fatores como a permissividade e permeabilidade do material da antena e a presença de objetos próximos.
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comprimento de onda: O comprimento elétrico é frequentemente expresso como uma fração ou múltiplo do comprimento de onda (λ) do sinal. Um dipolo de meia onda, por exemplo, tem um comprimento elétrico de aproximadamente λ/2.
2. Métodos para alcançar o comprimento elétrico correto: *
Cálculos de projeto: Esta é a abordagem mais fundamental. Você precisa conhecer a frequência operacional desejada. Em seguida, usando fórmulas específicas para o tipo de antena (dipolo, monopolo, etc.), você calcula o comprimento físico necessário para atingir o comprimento elétrico desejado (por exemplo, λ/2, λ/4). Essas fórmulas geralmente incluem um fator de velocidade (VF) para explicar a velocidade reduzida de propagação dentro do material da antena. O VF é geralmente menor que 1 (por exemplo, 0,95 para uma antena de arame típica).
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fator de velocidade (VF): Isso é crítico. A VF é uma constante adimensional que representa a proporção da velocidade de propagação no material da antena e a velocidade da luz no vácuo. Depende do material e da construção da antena. O conhecimento preciso da VF é crucial para o cálculo preciso do comprimento. Muitos recursos de design da antena fornecem valores típicos de VF para materiais comuns.
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ajuste da antena: Mesmo com cálculos precisos, são necessários pequenos ajustes. Isso é feito através do ajuste da antena, que envolve:
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Aparecimento: Cortando ou adicionando fisicamente o comprimento do elemento da antena até que a ressonância desejada seja alcançada. Isso geralmente é feito iterativamente, usando um analisador de antena ou medidor de SWR para medir a relação onda em pé (SWR). Um SWR baixo indica uma boa combinação e comprimento elétrico correto.
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Carregando bobinas ou capacitores: Esses componentes podem ser adicionados à antena para alongar eletricamente ou diminuir, respectivamente, sem alterar fisicamente o comprimento da antena. Isso é útil para ajustar fino ou adaptar uma antena a uma frequência ligeiramente diferente.
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Redes correspondentes: Esses circuitos são usados para corresponder à impedância da antena com a impedância da linha de transmissão, melhorando a eficiência, mesmo que o comprimento da antena não seja perfeitamente ressonante. Embora não afetem diretamente o comprimento elétrico da antena, eles são cruciais para o desempenho ideal.
3. Medição e verificação: *
analisador de antena: Este é o método mais preciso. Um analisador de antena mede a frequência de SWR, impedância e ressonância da antena, permitindo ajustes precisos.
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Medidor SWR: Uma ferramenta mais simples que mede o SWR. Um SWR baixo (próximo a 1:1) indica uma boa correspondência e comprimento elétrico correto. No entanto, ele não fornece o mesmo nível de detalhe que um analisador.
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Medidor de força de campo: Mede a potência irradiada. Embora não seja uma medida direta de comprimento elétrico, pode indicar se a antena está executando com eficiência, sugerindo se o comprimento está próximo do ideal.
Em resumo, alcançar o comprimento elétrico correto envolve uma combinação de cálculos cuidadosos de projeto que incorporam o fator de velocidade, o ajuste iterativo com base em medições (SWR, impedância) e usando elementos de ajuste apropriados ou redes correspondentes. Um analisador de antena fornece a maneira mais precisa de verificar e ajustar o comprimento elétrico da antena para o desempenho ideal.
