O que é uma antena? Classificação e Métricas de Antenas

A antena é um equipamento relativamente comum, amplamente utilizado em radiodifusão, televisão, radiocomunicações, radar, navegação, contramedidas eletrônicas, sensoriamento remoto, radioastronomia e outros campos. Uma antena é um dispositivo que pode efetivamente irradiar ondas eletromagnéticas para uma direção específica no espaço ou receber efetivamente ondas eletromagnéticas de uma direção específica no espaço. Todos os dispositivos sem fio que transmitem sinais através de ondas eletromagnéticas devem possuir uma antena.

Definição de Antena: A função básica de uma antena é irradiar e receber ondas de rádio.

Converte correntes de alta frequência em ondas eletromagnéticas durante a transmissão.

Converte ondas de maré elétricas em correntes de alta frequência ao recebê-las.

Classificação das antenas:

Métodos de classificação	tipos
Por uso	Antenas de comunicação, antenas de transmissão, antenas de radar, antenas de navegação, antenas de localização de direção, etc.
Pela faixa de frequência operacional	Antenas de ondas longas, antenas de ondas médias, antenas de ondas curtas, antenas de ondas ultracurtas e antenas de microondas
Força da direcionalidade	Antenas omnidirecionais, antenas fracamente direcionais, antenas fortemente direcionais, etc.
Por características de polarização	Antenas polarizadas em linha, antenas polarizadas circularmente, antenas polarizadas elipticamente, etc.
De acordo com o princípio de funcionamento	Antenas de ondas estacionárias, antenas de ondas viajantes; antenas de matriz
Por método de controle de feixe	Antenas de feixe fixo, antenas faseadas, antenas inteligentes, etc.
Por estrutura básica	Antenas de linha, antenas de superfície, antenas de fenda
Por tamanho elétrico	Antena elétrica pequena: o tamanho é muito menor que o comprimento de onda de trabalho; antena elétrica de grande porte: o tamanho é comparável ao comprimento de onda de trabalho

Requisitos para antenas:

• A antena deve ser capaz de converter o máximo possível da energia das ondas guiadas em energia eletromagnética. Isto requer, em primeiro lugar, que a antena seja um bom sistema eletromagnético aberto e, em segundo lugar, que a antena seja compatível com o transmissor ou receptor (o que requer cálculo ou teste da impedância de radiação da antena).

•  A antena deve permitir que as ondas eletromagnéticas sejam focadas tanto quanto possível em uma direção definida, ou maximizar a aceitação das ondas recebidas em uma direção definida, ou seja, a antena possui direcionalidade (função direcional).

• A antena deve ser capaz de transmitir ou receber ondas eletromagnéticas de uma polarização específica, ou seja, a antena deve ter uma polarização apropriada.

• A antena deve ter banda de frequência operacional suficiente.

  
  

  Métricas de desempenho comuns para antenas:

• mapa de diretividade

• coeficiente de diretividade

• ganho

• impedância de entrada

• coeficiente de onda estacionária

• eficiência

  
  

  Principais fatores que afetam as métricas de desempenho da antena:

  
  

• dimensões elétricas da antena

• forma e estrutura da antena

• distribuição de corrente na antena

  
  

  
  

  As antenas são simples e complexas:

  
  

A simplicidade geralmente se dá por meio de estruturas simples feitas de condutores metálicos, como fios, folhas de metal. Antenas simples são geralmente monopolo (por exemplo, dipolo, antena vertical monopolo, etc.) ou unidirecionais (por exemplo, antena direcional). Eles têm estrutura simples, são fáceis de fabricar e são adequados para algumas necessidades básicas de comunicação sem fio, como roteadores Wi-Fi domésticos ou rádios automotivos.

As complexidades, conforme ilustrado acima, envolvem teorias fundamentais obscuras de campos eletromagnéticos, especialmente no projeto de conjuntos de antenas para comunicações de radar e satélite, que consistem em muitos elementos de antena individuais e requerem simulação sofisticada e ferramentas de simulação numérica, bem como validação experimental.