A escolha correta do elemento irradiante (antena), na transmissão de dados via rádio é de extrema importância para o bom funcionamento do sistema. É o elemento irradiante (antena) que efetua o acoplamento de impedância entre a saída do transmissor e o espaço livre o qual é de 377 ohms.
Seus componentes, tais como: diretor, refletor, gama, plano terra etc... Devem ser proporcionais ao comprimento de onda da freqüência a ser irradiada.
O comprimento de onda de uma freqüência é o resultado da divisão da velocidade da luz por esta freqüência. Ex: 300.000. Km/s = 12,18 cm, ou seja, a freqüência de 2.462 Mhz possui o comprimento de onda de 12,18 cm Para escolher corretamente o tipo de antena a ser usado, devemos observar os seguintes itens, os quais serão comentados em suas individualidades no momento oportuno:
a) A distância que os sinais deverão atingir.
(IMG:style_emoticons/default/cool.gif) As direções a serem enviados os sinais.
c) A freqüência a ser usada.
d) A geografia do terreno entre os pontos de transmissão e recepção.
Embora existam muitos modelos de antenas, os tipos são basicamente três:
1) Direcional.
2) Semi-Direcional ou Setorial.
3) Onidirecional.
Direcional: são antenas que transmitem os sinais em uma única direção, com ângulo de irradiação bastante fechado, ficando aproximadamente entre 3 e 20 graus, cobrindo uma área bastante restrita, os modelos básicos são as parabólicas, podendo a parábola ser fechada ou não, as yagis e as helicoidais.
- A parabólica com parábola fechada, atenua sensivelmente os ruídos vindo de traz, enquanto a parábola de grade, atenua apenas moderadamente
- A yagi atenua moderadamente os ruídos vindos de traz.
-A helicoidal atenua sensivelmente os ruídos vindo tanto de traz como dos lados.
Semi-Direcional ou setorial: são antenas que transmitem os sinais também em uma única direção, porém com um ângulo de ir ra diação bastante aberto, ficando aproximadamente entre 30 e 180 graus, cobrindo uma área bastante extensa, o modelo básico é o painel setorial.
- O painel setorial atenua moderadamente os ruídos vindo de traz.
Onidirecional: são antenas que transmitem os sinais em várias direções, em ângulo de irradiação de 360 graus, conhecidas como omnis.
Todo o tipo de antena tem algum ganho em alguma direção, proveniente do fato de que as antenas não irradiam uniformemente em todas as direções.
A única antena que irradia uniformemente em todas as direções com intensidade igual de sinal existe somente na teoria, e se chama antena isotrópica, (é como se uma antena estivesse concentrada em um único ponto, dentro de uma esfera, irradiando para toda a superfície da mesma ao seu redor com intensidade igual). A utilidade prática da antena isotrópica é servir como base de comparação para todas as demais antenas.
O ganho de uma antena é medido em dB, sendo sua unidade expressa em dBi onde a letra "i" indica que o sinal máximo da antena foi comparado com o sinal de uma antena isotrópica, colocada no mesmo lugar. A largura e direção da área atingida pela irradiação de uma antena com seu ganho máximo a meia potência, chamamos de lóbulo de irradiação, o qual tem como medida seu ângulo de abertura e seu sentido de direção, pode ser horizontal ou vertical.
A onda eletromagnética irradiada por uma antena pode ter seu formato horizontal, vertical, circular ou helicoidal, o que chamamos de polarização.
Para que duas ou mais antenas se comuniquem entre si, é necessário que as mesmas estejam irradiando com polarização igual.
Obs: não confundir lóbulo de irradiação com polarização, ou seja, lóbulo de irradiação é a largura e direção da área atingida pela irradiação e polarização é o formato da onda irradiada.
Para que uma antena seja considerada de bom rendimento, é necessário que além do ganho em dBi, ela esteja sintonizada na freqüência para que foi projetada, irradiando no mínimo 89% da potência recebida pelo transmissor.
Para sabermos se uma antena esta sintonizada, é necessário medirmos sua R.O.E, que é a relação entre a potência irradiada e a refletida, o que chamamos de onda estacionária,a qual pode ser medida através da escala própria da R.O.E, ou em percentual.
Comparativo entre a escala da R.O.E e percentual:
ROE. = 1___1.2__1.5___2___3_____4_____5_____9
Perc. = 0%__1%__4%_11%_25%__36%__50%__65%
Classificamos a onda estacionária de acordo com seu percentual conforme Segue:
Até 4% ótima, entre 4 e 8% boa, entre 8 e 11% regular, entre 11 e 18% ruim, entre 18 e 25% péssima e acima deste percentual estaremos sujeito a sérios problemas.
Muitas vezes para baixar a estacionária de um sistema irradiante, torna-se necessário usar o cabo da linha de transmissão entre o transmissor e a antena, com extensão proporcional a múltiplos do comprimento de onda referente à freqüência em operação.
Em transmissão de dados via rádio, a distância atingida pela irradiação de uma antena pode ser estabelecida de acordo com seu ganho em dBi, isto é, para cada dBi de ganho acrescenta-se 900m de alcance.
Ex: Uma antena com ganho de 20 dBi terá um alcance de aproximadamente 18 Km, considerando que a potencia de saída do radio transmissor seja a usual de 32 mw.
O presente cálculo foi baseado na potencia usual de saidado rádio de aproximadamente 32 Mw. Para alcance maior que 900m por dBi, será necessário a troca por equipamento especial de maior potência ou o uso de amplificador.
Qual a melhor antena?
A melhor antena é aquela que coloca o sinal necessário, no local de recepção, com o menor desperdiço em outras direções, com a menor potência gerada, com o menor espaço ocupado, com a menor resistência ao vento, com o menor peso e com o menor custo.
Para a escolha da antena que mais se aproxime do ideal, é necessário primeiro definir o que desejamos fazer:
1º - Enviar ou receber sinais de/ou para um ponto predeterminado.
2º- Enviar ou receber sinais de/ou para vários pontos dentro de uma área predeterminada.
3º- Enviar ou receber sinais de/ou para vários pontos ao nosso redor.
4°- Para/ou de que distâncias queremos enviar/ou receber sinais.
Primeiro item - utilizaremos uma antena do tipo PARABÓLICA, podendo ser do modelo com parábola de grade ou fechada.
A diferença básica entre ambas, é que a parábola fechada atenua um pouco mais os ruídos vindo tanto de trás quanto dos lados, sendo indicada principalmente para locais onde a incidência de ruídos seja mais acentuada.
Obs: É bom lembrar que tanto a freqüência de 2.4 quanto à de 5.8 Ghz são freqüências chamadas de "visuais", tem que haver um ponto visual entre as antenas, pois trata-se de freqüências muito altas e qualquer obstáculo a sua frente pode interromper seu trajeto ou desvia-lo.
Segundo item - utilizaremos uma antena setorial, a qual ira cobrir uma área predeterminada que dependera do lóbulo de irradiação da mesma.
O ângulo de abertura do lóbulo de irradiação destas antenas variam de aproximadamente 40° a 120º graus na polarização horizontal e de 20° a 60° graus na polarização vertical.
Obs: Lóbulo de irradiação é a relação entre a direção, forma e área atingida pelos sinais de radio freqüência emitidos por uma antena, podendo ser comparado a um facho de luz. Antenas com dois lóbulos de irradiação distintos, um no sentido horizontal e outro no sentido vertical são antenas que possuem polarização, e as com um único lóbulo de irradiação, tipo circular ou helicoidal não possuem polarização.
Para que haja comunicação (link) entre duas ou mais antenas, é necessário que elas estejam polarizadas entre si.
Terceiro item - utilizaremos uma antena onidirecional, conhecida como omnidirecional, a qual irradia num ângulo de 360º graus horizontal e dependendo do seu ganho, de 10 a 3 graus verticais aproximadamente.
A quem diz que quanto mais alto instalarmos uma antena melhor, neste caso em que a freqüência é alta,tal ideia não condiz com a realidade, pois vai depender da distânciba e da altitude do ponto a ser atingido e do lóbulo de irradiação vertical da mesma.
Se uma antena for instalada muito mais alta do que os pontos a serem atingidos, e seu lóbulo de irradiação for muito fechado no sentido vertical, os pontos muito próximos da mesma e com desnível acentuado terão péssima qualidade de sinal ou nem haverá link com esta.
Uma antena omnidirecional com ganho de oito dBi possui um lóbulo de irradiação vertical de aproximadamente 7° a 9º graus dependendo do fabricante e sua irradiação chega aproximadamente a 7,2 Km com 32 mw de excitação, enquanto que uma omnidirecional com 15 dBi de ganho possui um lóbulo de irradiação na vertical aproximadamente entre 3º a 5º graus e sua irradiação chega aproximadamente a 13,5 Km.