311TICA.ppt [Modo de Compatibilidade]) - emc.ufg.brlguedes/moodle/txdados/OndaEM.pdf · • As...
Transcript of 311TICA.ppt [Modo de Compatibilidade]) - emc.ufg.brlguedes/moodle/txdados/OndaEM.pdf · • As...
16/09/2007
1
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
16/09/2007
2
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
• O efeito de um campo magnético pode ser visualizado em um transformador
• O Campo magnético continuará existindo, sem o secundário, modificando o espaço vizinho
CAMPO MAGNÉTICO
~
si R
~
s
16/09/2007
3
• 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
CAMPO ELETROMAGNÉTICO
E
H
direção depropagação
• A velocidade de propagação V é independente da fonte geradora e sim do comprimento λλλλ de onda e sua freqüência f
V = λ λ λ λ . f• No vácuo: c = 3 x 108 m/seg
ONDA ELETROMAGNÉTICA
E
H
direção depropagação
16/09/2007
4
• A onda é dita verticalmente polarizada quando o Campo Elétrico é perpendicular à terra (figura)
• A onda é dita horizontalmente polarizadaquando o Campo Elétrico é paralelo à terra
POLARIZAÇÃO
E
H
direção depropagação
Superfícieda terra
POLARIZAÇÃO
• Polarização Vertical pela antena
• Polarização Horizontal pela antena
Superfícieda terra
Superfícieda terra
E
E
16/09/2007
5
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 depropagação
ATENUAÇÃO EM ESPAÇO LIVRE
• Espaço Livre = Propagação no Vácuo
• Densidade de Potência:
Ps = E . H = E2 / µµµµ = µ µ µ µ . H2 [ W/m2 ]
µ =µ =µ =µ = E / H : impedância característica do meio
direção depropagação
16/09/2007
6
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
16/09/2007
7
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
16/09/2007
8
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
ionosfera
100 MHz
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
ionosfera
100 MHz
16/09/2007
9
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