Microsoft PowerPoint - PROPAGA\307\303O ELETROMAGN

16/09/2007
PROPAGAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
LEONARDO GUERRA DE REZENDE GUEDES
PROF. DR.
ONDA ELETROMAGNÉTICA
• As ondas de rádio que se propagam entre as
antenas transmissora e receptora são
denominadas de ondas eletromagnéticas
Transmissor
Receptor
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CAMPO ELÉTRICO
• Um campo elétrico resulta de uma alteração nas
condições do espaço vizinho a uma carga
• A presença de um campo elétrico é sentida por
uma carga negativa, a qual se desloca com uma
certa velocidade em direção à carga positiva
causadora do campo
campo elétrico
v
CAMPO MAGNÉTICO
• O efeito de um campo magnético pode ser
visualizado em um transformador
s
i
R
~
• O Campo magnético continuará existindo, sem o
secundário, modificando o espaço vizinho
s
~
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CAMPO ELETROMAGNÉTICO
• Os dois campos se propagam em conjunto, não
havendo sentido em falar em ondas elétricas ou
ondas magnéticas, mas sim no fenômeno
conjunto que são as ondas eletromagnéticas
direção de
propagação
E
H
ONDA ELETROMAGNÉTICA
• A velocidade de propagação V é independente
da fonte geradora e sim do comprimento λ de
onda e sua freqüência f
V=λ.f
• No vácuo: c = 3 x 108 m/seg
direção de
propagação
E
H
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POLARIZAÇÃO
• A onda é dita verticalmente polarizada quando o
Campo Elétrico é perpendicular à terra (figura)
• A onda é dita horizontalmente polarizada
quando o Campo Elétrico é paralelo à terra
direção de
propagação
E
H
Superfície
da terra
POLARIZAÇÃO
• Polarização Vertical pela antena
E
Superfície
da terra
• Polarização Horizontal pela antena
E
Superfície
da terra
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FRENTE DE ONDA
• Região do espaço onde os vetores de campo de
uma onda (E e H) tem valores constantes em um
plano transversal à direção de propagação
• Em uma fonte que isotrópica a frente de onda é
o lugar geométrico a um raio R da fonte
direção de
propagação
ATENUAÇÃO EM ESPAÇO LIVRE
• Espaço Livre = Propagação no Vácuo
• Densidade de Potência:
Ps = E . H = E2 / µ = µ . H2
[ W/m2 ]
µ = E / H : impedância característica do meio
direção de
propagação
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MEIOS DE TRANSMISSÃO (ondas não guiadas)
• Diferentes mecanismos de propagação para as
diferentes faixas do espectro de freqüências
• A atmosfera pode ser dividida em três camadas:
– Troposfera: até 11 km
• Refração, absorção (nuvens e chuvas)
– Estratosfera: 11 km a 50 km
• Camada estável
– Ionosfera: 50 km a 400 km
• ionização intensa à noite interferindo nas comunicações
FAIXA DE ELF (300 Hz a 3 KHz)
• As ondas penetram a uma distância razoável do
solo e distância maiores ainda na água
• Características:
– Transmissores de alta potência (MW)
– Grandes antenas
• Utilização:
– Submarinos
– Escavações em minas
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FAIXA DE ELF (3 KHz a 30 KHz)
• Reflexão Ionosférica:
– Para essa faixa a ionosfera aproximasse de um
condutor perfeito, introduzindo pequena
atenuação na onda refletida
• Como se a onda estivesse em um guia limitado
superiormente pela ionosfera e inferiormente
pela terra, na qual temos absorção
ionosfera
FAIXA DE LF e MF (30 KHz a 3 MHz)
• Ondas de Superfície:
– A ionosfera não é mais condutora (atenuação)
• É transmitida geralmente em polarização vertical
ionosfera
zona de silêncio
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FAIXA DE HF (3 MHz a 30 MHz)
• Refração Ionosférica:
– As diversas camadas da ionosfera desviam
pouco a pouco a trajetória das ondas
• Para ângulos de irradiação acima de um certo
valor não há refração suficiente na ionosfera
100 MHz
ionosfera
20 MHz
FAIXA DE VHF, UHF e SHF (30 MHz a 30 GHz)
• Enlaces em Visada Direta (em visibilidade):
– Raios refratados na ionosfera não retornam
• Acima de VHF são necessárias antenas diretivas
– A energia deve ser concentrada em feixes
– Obstáculos diminuem a energia recebida
– A própria curvatura da terra é um obstáculo
100 MHz
ionosfera
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FAIXA DE VHF, UHF e SHF (30 MHz a 30 GHz)
• Tropodifusão em UHF:
– Antenas concentram energia em uma direção
que ao incidir na troposfera, através de um
processo de difusão, é espalhada em várias
direções, sendo que a estação receptora recebe
parta desta energia
• Não existe explicação teórica consagrada para
este fenômeno !
troposfera
PROPAGAÇÃO EM VISADA DIRETA
ionosfera
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