Projeto Final - Antena Helicoidal
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Engenharia de Informao
Prof. Marcelo Perotoni
EN2615 - Propagao e Antenas
Bruna Cunha de Carvalho
Felipe Baena Garcia
PROJETO FINAL: ANTENA HELICOIDAL
Foi escolhida a antena helicoidal para ser projetada como projeto final. A
antena deve ressoar na frequncia de 2.45 Ghz (Wi-Fi) e foi projetada
utilizando o software CST para simulao.
Para a frequncia de 2.45 GHz calculou-se o comprimento de onda como
parmetro de entrada.
As dimenses da antena helicoidal podem ser calculadas em funo do
comprimento de onda, da seguinte forma (Gomes1):
Distncia entre as espiras (S):
Dimetro da espira (D):
Dimetro da placa refletora (R):
O dimetro (d) do fio no descrito pelo autor.
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Figura 1 Dimenses da Antena
Fixado o nmero de espiras da hlice (N), pode-se calcular a diretividade e
largura de feixe. Neste projeto foi fixado N igual a 12 espiras, assim tm-se
as seguintes expresses:
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O campo gerado por este tipo de antena tem polarizao circular, ou seja,
os campos, eltrico e magntico, tm sua direo variando circularmente
com o avano da hlice.
Os seguintes valores foram utilizados na simulao inicial:
O livro1 no cita o dimetro do fio, logo, valores arbitrrios foram adotados,
de acordo o visualizado nos modelos j implementados2.
Figura 2 Energia/dB
Com as dimenses ajustadas conforme descrito acima foi obtido um ganho
de inicial de 8 dB aproximadamente. Sendo assim as dimenses foram
reajustadas e obteve-se um ganho de 13.26 dB conforme visto na figura 3.
As novas dimenses foram ajustadas conforme a seguir:
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Com as dimenses definidas foi possvel foi possvel realizar a simulao no
CST Studio e obter o Farfield em 2.45 GHz.
Figura 3 Campo Farfield em 2.45 Ghz
Porm a curva de parmetro S no apresentou ressonncia em 2.45 GHz na
simulao, e sim prxima a 1.5 GHz, conforme se pode ver na figura abaixo.
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Figura 4 Parmetro S
Conforme medido em laboratrio, a frequncia inicial de ressonncia estava
na faixa de 1 GHz, com as dimenses calculadas. Porm ajustando as
dimenses da antena. Aproximando as espiras da placa refletora e
diminuindo o dimetro D se pode observar uma ressonncia na faixa de 2
GHZ, conforme segue a figura abaixo.
Figura 5 Ressonncia em 2 GHz
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A antena foi construda conforme se pode observar nas figuras abaixo:
Figura 6 Antena com base de alumnio e fio de cobre
Figura 7 Antena com base com conector tipo N
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Figura 8 Antena Helicoidal
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Referncias Bibliogrficas
[1] GOMES, Alcides Tadeu Telecomunicaes: transmisso e recepo
AM-FM: sistemas pulsados So Paulo rica, 1985 7 ed..
[2] - BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analysis and Design
Hoboken Wiley Interscience, 2005 3ed..
[3] - Helical/helix antenna cookbook recipe for 2.4 GHz wavelans and/or
WiFi applications - http://helix.remco.tk/ - acessado em 14/05/2014.