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1 ANTENAS 1 QUESTIONÁRIO DA UNIDADE IX ASSUNTO: ANTENAS. Nome: N o Turma: Para cada período abaixo mencionado, analise seu conteúdo e marque F para uma situação FALSA ou V para uma situação VERDADEIRA. Justifique cada resposta dada se verdadeira e faça a correção para as respostas falsas ( ) A antena Marconi apresenta uma importante vantagem sobre a antena do tipo Hertz: necessita ter apenas a metade da altura ( ) Uma associação de dipolos é um sistema irradiante construído por radiadores individuais colocados próximos de modo a estarem um no campo de indução do outro ( ) A largura de feixe é a separação angular entre dois pontos que estão a +3,0 db no modelo de irradiação de intensidade de campo ( ) Um irradiador de um quarto de onda aterrado vertical, comporta-se, efetivamente, como um irradiador de meia onda ( ) O dipolo dobrado é uma antena única constituída por dois elementos, sendo que o segundo elemento é acoplado condutivamente à extremidade do primeiro ( ) Um dipolo de comprimento λ/16 apresenta uma resistência de irradiação ao espaço livre de 10 ohms.

2 WANDER RODRIGUES ( ) O dipolo infinitesimal é definido como um par de esferas capacitivas vizinhas com uma separação e dimensões que são apreciáveis, comparado com o comprimento de onda ( ) O zoneamento é muito utilizado em antenas em lente para produzir a espessura adequada e reduzir o peso e a absorção de tais lentes ( ) A antena log-periódica apresenta uma vantagem sobre a rômbica por não apresentar nenhum resistor de terminação para absorver potência ( ) Um elemento parasita é um irradiador não acoplado diretamente ao transmissor e recebe energia do campo de irradiação do elemento driven ou excitador ( ) A antena Yagi-Uda consiste de um elemento excitador ou driven e de um ou mais elementos parasitas, dispostos colinearmente ( ) Os arranjos de antena do tipo transversal e end-fire são denominados lineares e ambos são não ressonantes, uma vez que são constituídos a partir de elementos não ressonantes ( ) A antena discone é uma antena de alto ganho, mas é unidirecional, sendo empregada como transmissora / receptora de VHF e UHF, especialmente em aeroportos ( ) Uma das formas de alimentação do refletor parabólico é a colocação de um pequeno refletor esférico para redirigir toda a irradiação espalhada, uma vez que nenhuma antena e unidirecional ( ) A carga no topo de uma antena tem a função de adicionar indutância em série com a antena, reduzindo assim a capacitância de entrada.

3 ANTENAS ( ) A antena isotrópica é um modelo teórico de antena, cuja propriedade fundamental consiste em irradiar uniformemente em todos as direções, sendo usada principalmente como elemento de referência ( ) As antenas helicoidais são antenas de banda estreita em VHF e UHF, utilizadas quando deseja-se obter a característica de polarização circular ( ) Eliminar a componente reativa da impedância da antena, fornecer ao transmissor o valor correto da resistência de carga, evitar a transmissão de espúrios ilegais são fatores determinantes do emprego dos acopladores de antenas ( ) O corte parabólico, o cilindro parabólico e o pillbox, são três tipos de refletores que utilizam as propriedades da parábola, apresentando inúmeras aplicações ( ) A resistência da antena e do solo, descarga ou efeito da coroa, perdas em dielétricos imperfeitos próximos à antena são algumas causas da perda de potência pela antena ( ) A resistência de irradiação para um dipolo de meia onda é inversamente proporcional ao quadrado da relação comprimento físico pelo comprimento de onda ( ) No dispositivo denominado de antena de meia onda alimentada em tensão, a antena propriamente dita está ligada em um ponto onde há um nó de corrente ( ) Uma antena que apresenta um nó de corrente em seu centro, a impedância da antena apresenta-se com um valor baixo.

4 WANDER RODRIGUES ( ) O produto da diretividade versus a eficiência da antena, define o ganho de potência de uma antena ( ) A antena rômbica é construída a partir de quatro elementos ressonantes ( ) A distribuição de tensão e corrente em uma antena Marconi básica difere da distribuição de um dipolo de meia onda no espaço livre pela inversão das distribuições de tensão e corrente ( ) A largura de faixa refere-se à faixa de freqüência na qual a operação é satisfatória, geralmente tomada entre as freqüências de meia potência ( ) O arranjo tipo transversal consiste de dipolos de igual tamanho, igualmente espaçados ao longo de uma linha reta, alimentados com a mesma fase a partir da fonte ( ) Um circuito LC ou um pedaço de linha de transmissão colocados em paralelo com o dipolo de meia onda tendem a compensar as variações na reatância da antena e a impedância total permanece resistiva, tornando-a de faixa larga ( ) A antena Yagi-Uda é onidirecional e possui um ganho moderado, sendo utilizada nas transmissões de HF e em recepção de televisão ( ) A abertura da parábola é definida pela relação entre a distância focal e o diâmetro da boca ( ) A função de uma lente é de assegurar que os sinais após passarem por ela apresentem a mesma fase ( ) A alimentação Cassegrain utiliza um refletor parabólico secundário coincidente ao foco do refletor hiperbólico principal que alinha os raios de maneira usual.

5 ANTENAS ( ) Uma antena de comprimento menor do que λ/4 apresenta uma resistência de entrada muito baixa e uma grande componente reativa capacitiva, resultando em uma baixa eficiência de irradiação ( ) A família de antenas log-periódicas caracterizam-se pela dependência de freqüência tanto para a resistência de irradiação quanto para os diagramas de transmissão e recepção ( ) A largura de feixe de uma antena é a separação angular entre dois pontos de meia potência no modelo de densidade de irradiação ( ) As duas vantagens do dipolo dobrado é apresentar uma impedância de baixo valor e uma largura de faixa menor ( ) A antena helicoidal é utilizada individualmente ou em rede para transmissão e recepção de sinais de HF através da ionosfera ( ) Uma antena é definida como um objeto metálico, freqüentemente um fio, ou conjunto de fios, usados para converter corrente de radiofreqüência em ondas eletromagnéticas ou vice-versa ( ) Embora o comprimento físico da antena de Marconi seja de λ/4, podemos considerá-la funcionando com um comprimento efetivo de λ/2, uma vez que a terra proporciona um comprimento de λ/ ( ) O campo de indução de uma antena apresenta fundamental importância quando tratamos de arranjos de antenas ( ) As associações de dipolos são mais aplicáveis na obtenção de uma irradiação onidirecional do que para a criação de campos direcionais ( ) Uma superfície em malha de fios é freqüentemente utilizada para reduzir os efeitos do vento na antena parabólica bem como pelo excessivo nos suportes.

6 WANDER RODRIGUES ( ) A antena rômbica é um losango plano que pode ser concebido como um pedaço de uma linha de transmissão paralela ressonante, separada ao meio ( ) Uma maneira de reduzir a resistência de irradiação de uma antena vertical é ter-se uma parte do condutor na posição horizontal, no topo da antena ( ) As antenas não ressonantes apresentam o mesmo modelo de irradiação da antena ressonante, porém elas são onidirecionais ( ) Uma rede de acoplamento ou acoplador de antena é uma associação composta de transformadores e / ou reatâncias que podem estar na forma condensada ou distribuída ( ) São caraterísticas de uma antena rômbica: forma de irradiação unidirecional, ganho de potência que varia em torno de 15 a 60, banda larga, ideal para a transmissão e recepção de HF ( ) A semelhança entre o arranjo end-fire e o arranjo transversal está na relação de fase de alimentação dos dipolos constituintes do arranjo ( ) Uma antena ressonante corresponde a uma linha de transmissão em ressonância, isto é, uma linha de transmissão de comprimento múltiplo de λ/ ( ) O dipolo elementar ou dipolo curto é infinitamente fino e possui um comprimento l muito pequeno comparado com o comprimento de onda ( ) Uma antena em laço é uma simples bobina de uma ou mais espiras por onde flui corrente de radiofreqüência ( ) O ganho e a largura de feixe de uma antena Cass-horn são comparáveis com os de um refletor parabólico de mesmo diâmetro.

7 ANTENAS ( ) A relação entre o máximo valor da intensidade de irradiação de uma antena de referência e o máximo valor de intensidade de irradiação de uma antena qualquer, define o ganho de potência da antena em teste ( ) O comprimento efetivo de uma antena é determinado a partir do comprimento elétrico da antena e apresenta-se menor do que sua altura física, altura real ( ) Uma antena que apresenta um nó de tensão no seu centro, tem uma impedância de entrada de valor muito elevado ( ) Um aumento no comprimento de uma antena ressonante, resulta no aumento do número de lóbulos sendo que a direção do lóbulo maior tornase mais próxima da direção do dipolo ( ) Direcionabilidade, alto ganho, pequeno tamanho físico são algumas características das antenas em HF ( ) O contra peso é um capacho de terra colocado abaixo da superfície do solo, isolado do mesmo ( ) Uma antena não ressonante é aquela em que há ondas estacionárias, de modo que nem toda a potência transmitida é dissipada na antena ( ) O modelo de irradiação é uma linha desenhada para unir pontos no espaço que têm a mesma intensidade de campo devido a uma fonte ( ) A alimentação Cassegrain é usada quando se deseja encurtar o comprimento da linha de transmissão ou do guia de ondas conectando o receptor à antena primária ( ) A reflexão é uma das causas do aparecimento de lóbulos laterais e ocorre em torno dos bordos do parabolóide, produzindo interferências.

8 WANDER RODRIGUES ( ) Devido à proximidade do solo, muitas antenas de VLF, LF e MF são construídas verticalmente polarizadas ( ) O arranjo tipo transversal apresenta direcionabilidade em ângulos retos ao plano perpendicular do irradiador, possuindo uma irradiação lateral ( ) Um dipolo que possui um comprimento efetivo ressonante tem a impedância no seu centro puramente resistiva ( ) As antenas em lentes apresentam duas aplicações principais: corrigem a frente de ondas encurvada de uma corneta pouco profunda ou trabalham como uma simples antena ( ) As antenas do tipo Hertz são empregadas, geralmente, para as freqüências acima de 2,0 MHz, enquanto que as do tipo Marconi o são para freqüências inferiores a esse valor ( ) A antenas Cass-horn é uma antena de alto ruído, contudo é utilizada no acoplamento de rota de satélites e em estações de comunicações ( ) Uma das vantagens da antena Hoghorn é que o pronto de recepção ou de transmissão se move quando a antena sofre uma rotação em torno de seu eixo ( ) O capacho de terra é um conjunto de fios que partem radiais à base da torre da antena e terminam em uma haste de aterramento ( ) Sobre a resistência de irradiação de uma antena podemos dizer que é a resistência que se substituísse a antena, dissiparia precisamente a mesma potência que a antena irradia ( ) Uma antena direcional apresenta uma dimensão máxima de 20 metros e opera na freqüência de 200 MHz. A distância aproximada de separação entre as regiões de indução e irradiação será de 900 metros.

9 ANTENAS ( ) Nas antenas helicoidais existem dois modelos de irradiação: um perpendicular e um outro axial à hélice ( ) A antena Yagi-Uda não apresenta um alto ganho, mas possui uma boa forma de irradiação unidirecional e tem uma banda relativamente larga ( ) A antena com um refletor parabólico apresenta um baixo ganho porque coleta a irradiação de uma pequena área e a concentra no ponto de distância focal ( ) O comprimento elétrico de qualquer fio de antena pode ser aumentado ou diminuído por meio de uma carga indutiva ou capacitiva, respectivamente ( ) Uma das aplicações das antenas em laço é sua utilização em localizadores de direção, porém não é a mais importante ( ) A largura de faixa de uma antena é o ângulo limitado pelas retas que saem da origem do lóbulo secundário passando pelos de pontos de meia potência ( ) Uma das vantagens das lentes escalonadas é de apresentarem uma faixa de freqüência que podem atuarem muito estreita, devido a espessura de cada etapa t que está relacionada ao comprimento de onda do sinal ( ) O arranjo tipo End-fire apresenta as mesmas características físicas e de irradiação do arranjo tipo transversal ( ) O ganho diretivo de uma antena é definido como a relação entre a potência irradiada pela antena nessa direção e a densidade de potência que seria irradiada por uma antena isotrópica ( ) O arranjo tipo End-fire apresenta uma irradiação no plano perpendicular ao da formação do arranjo, sendo unidirecional.

10 WANDER RODRIGUES ( ) A antena tipo corneta é tão diretiva quanto uma antena com refletor parabólico, mas não tem uma boa diretividade e adequada largura de faixa, apesar de sua simples construção mecânica ( ) As antenas em lentes são usadas como alinhadores de feixe em freqüências superiores a 3,0 GHz e operam de maneira semelhante às lentes de vidro ( ) Uma antena que apresenta uma largura de faixa infinita, significa que qualquer uma destas antenas operariam satisfatoriamente ao longo de todo o espectro de freqüências ( ) A área efetiva de uma antena receptora é diretamente proporcional à diretividade e ao quadrado do comprimento de onda ( ) Quando há ressonância em uma antena, as ondas tendem a se anularem mutuamente, dissipando energia na forma de calor ( ) A alimentação de tensão por um só fio, apresenta a vantagem do fato do alimentador irradiar ondas que constituíram perdas de potência ( ) Uma antena utilizada na faixa de VHF de 54 a 88 MHz e 174 a 216 MHz apresentará larguras de faixa percentual de 48% e 22% em cada intervalo de freqüências.

11 ANTENAS 11 Responda as questões seguintes objetivamente. Procure não copiar as respostas do texto, mas apresentar a sua interpretação para a questão Qual a função básica de uma antena? 02 - Quais as vantagens de utilização da antena rômbica? 03 - Dê o conceito de ganho e diretividade de uma antena? 04 - Cite a diferença entre campos próximos e campos distantes de uma antena Dos vários arranjos de dipolos existentes, cite três deles que apresentam a característica de direcionabilidade em HF Com relação ao estudo de antenas e a faixa de freqüência em que uma antena trabalha satisfatoriamente, defina: a - largura de faixa; b - largura de feixe; c - polarização Caracterize uma antena em laço Quais as aplicações principais que as antenas em lente apresentam? 09 - Cite os efeitos indesejáveis dos lóbulos laterais de uma antena com refletor parabolóide Caracterize uma antena dipolo dobrado Explique a compensação em largura de faixa no dipolo dobrado Quais são as antenas de banda larga? 13 - Quais as deficiências da utilização dos refletores parabólicos?

12 WANDER RODRIGUES Calcule a largura de feixe entre pontos de nulos de um parabolóide de 2,0 metros, empregado na freqüência de 6,0 GHz Quais as propriedades observáveis em uma parábola? 16 - Caracterize uma antena rômbica O que é uma associação de dipolos? 18 - Quais são os tipos de acopladores de antena? 19 - Quais os motivos do emprego das redes de casamento? 20 - Para uma antena genérica, defina: a - comprimento efetivo; b - comprimento ótimo Caracterize um elemento parasita em antenas Quais os efeitos observáveis em antenas com carga no topo? 23 - Explique a ação do solo nas antenas aterradas O que é ganho diretivo de uma antena? 25 - Caracterize o termo ganho de potência de uma antena O que é um modelo de radiação no estudo de antenas? 27 - Caracterize uma antena ressonante Quais os tipos de alimentação em uma antena? 29 - Caracterize um radiador de fio Caracterize um arranjo de dipolos Broadside.

13 ANTENAS Qual é a definição de um dipolo infinitesimal? 32 - Qual a interpretação aos termos da equação abaixo: 60 x π x l x I Ε = d x λ cosθ cosω t d vc 33 - Descreva, resumidamente, o mecanismo de radiação de uma antena Quais os fatores influentes no campo irradiado pelo radiador de fio? 35 - Esquematize a distribuição de tensão e de corrente ao longo de um dipolo de λ/ Caracterize uma antena não ressonante Explique o efeito do solo em antenas não aterradas Quais as componentes da resistência de uma antena? 39 - Caracterize o arranjo de dipolos End-fire Explique o significado de cada uma das componentes da resistência de uma antena Cite os tipos de cornetas básicas apresentados Caracterize um dipolo elementar ou dipolo curto Cite os três tipos mais comuns de refletores que utilizam as propriedades da parábola Caracterize as antena: a - Cass-horn e b - Hoghorn O que é uma antena em sua concepção mais generalizada?

14 WANDER RODRIGUES Caracterize uma antena Yagi-Uda Apresente as aplicações mais comuns para as seguintes antenas: a - helicoidal; b - discone; c - log-periódica; d - em laço Caracterize uma antena discone Caracterize a família de antenas log-periódicas Quais as exigências requeridas nas antenas utilizadas em microondas? 51 - O que é uma parábola? 52 - Explique o princípio de funcionamento das antenas em lente Caracterize o arranjo de dipolos do tipo transversal Como é construído um alimentador não frontal e qual sua finalidade? 55 - O que é um lóbulo em um diagrama de radiação de uma antena? 56 - Qual a diferença entre diretividade e ganho diretivo de uma antena? 57 - Descreva, resumidamente, a alimentação Cassegrain de um refletor parabólico Calcule a área efetiva e o diâmetro da abertura de uma antena que apresenta as seguintes características; comprimento de onda na freqüência de operação de 0,1 metros, diretividade de , eficiência de abertura igual a 0, Porque a antena Yagi-Uda é denominada de antena de super ganho? 60 - Quais os fatores que influenciam a solução do ponto de alimentação de uma antena dipolo? 61 - Diferencie alimentação de tensão e alimentação de corrente, para uma antena dipolo.

15 ANTENAS Porque é utilizado o zoneamento nas antenas em lente? 63 - O que é uma antena Marconi básica? 64 - Diferencie uma antena do tipo Marconi de uma antena do tipo Hertz Explique a diferença entre um elemento excitador ou driven, de um elemento parasita em um arranjo de antenas.

16 CEFET MG CURSO DE ELETRÔNICA QUESTIONÁRIO UNIDADE 09 ANTENAS Wander Rodrigues