Antenas de abertura. ANTENAS IST A. Moreira 1
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1 tes de betu s tes de betu são usds s bds de UHF, SHF e HF, bds de fequêcis tmbém desigds po micoods ou ods cetimétics e milimétics s cofiguções mis comum dests tes são s que esultm d epsão de um gui de ods ectgul ou cicul, desigds po coets electomgétics sts tes podem se utilids diectmete ou em cojuto com um supefície eflecto, como po eemplo supefícies pbólics, hipebólics e elipsóides NTNS IST. Moei
2 emplos de tes de betu NTNS IST. Moei
3 Rdição e fotes Picípios de equivlêci,h S V,H fotes S V,H S V S V = H= S J L, M Situção el Fotes eceds o iteio do volume delimitdo pel supefície S v Cmpos, H o iteio de V delimitdo po S v e S Situção equivlete Fotes e cmpos ulos o iteio do volume delimitdo pel supefície S v, Fotes equivletes distibuíds em supefície sobe S v, J L ˆ H Sv M ˆ L S v Cmpos, H o iteio de V delimitdo po S v e S idêticos os de NTNS IST. Moei 3
4 NTNS IST. Moei 4 Rdição po fotes eceds um volume delimitdo po um supefície em meio idefiido ds j P ds j P S S ' ˆ ' ˆ 4 ) ( ' ˆ ' ˆ 4 ) ( H H H H jk jk com e jk e ode ' ' Fotes equivletes L L M H J ˆ ˆ Fómuls de Sttto-Chu V P S O J L, M S
5 tes de betu Po vees é possível defii um betu : sub- domíio () ode os cmpos são sigifictivmete mis itesos betu pode se cosidedo como supefície ctiv, esposável pel dição em V V V (>) S- S- S Coceito geéico de betu plicção: betu pl. supefície S fech-se pelo ifiito e só se cotbili dição o semi-espço > NTNS IST. Moei 5
6 betus pls em espço live: plicção dos teoems de equivlêci Fómuls de Sttto-Chu Pticulição p o distte e ( ) e e H jk jk ' eˆ P j ˆ ˆ ˆ ˆ Z e ds H( P) e ˆ ( P) Z Desidde de coete mgétic equivlete Desidde de coete eléctic equivlete Not: omlmete escolhe-se o eio dos pepedicul à betu ˆ eˆ NTNS IST. Moei 6
7 betu pl elemet em espço live Fotes equivletes Hip: Dimesões << M L JL Cmpos betu* ˆ e H Z e ˆ H Fotes equivletes M L eˆ eˆ J L eˆ H Z eˆ * Distibuição de cmpos de um od pl icidete betu diigido-se de <o p > NTNS IST. Moei 7
8 betus pls em espço live: plicção dos teoems de equivlêci betu pl ilumid po od pl Hip: ˆ = eˆ ˆ e, H e Z eˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Z H e e e e e ( cos )(si ˆ cos ˆ ) e e ˆ M L H JL e e e jk jk si ( 'cos 'si ) ( P) j ( cos ) ˆ ˆ ( ', ') e ds (si cos ) H ( P) e ˆ ( P) Z NTNS IST. Moei 8
9 betu pl elemet em espço live Cmpo dido, itesidde de dição, potêci did, diectividde Cmpo eléctico o distte (plicdo s epessões geis) jk e j ˆ ˆ e e cos si cos M L Itesidde do cmpo dido ( cos ) vecto uitáio JL Itesidde máim (=) H Itesidde de dição máim U m Z Potêci did P d Z Diectividde 4 D NTNS IST. Moei 9
10 betu pl ectgul em espço live com ilumição uifome e equifse Cmpo eléctico o distte (plicdo s epessões geis) jk e j si X X si Y si Y cos cos M L JL ode k kb X si cos Y si si b áe d betu H / cos si X X si Y Y Not: o cmpo ZD é popociol à TF bi-dimesiol d distibuição betu, ode (,) (k,k ) c/ k = k si cos, k = k si si. si X si Y TF de um impulso ectgul bi-dimesiol de etesão b é dd po b X Y NTNS IST. Moei
11 betu pl ectgul em espço live Ccteição do digm de dição Os digms de dição Plos picipis Lgu de feie ete ulos ( ) ' si cos si Z ode Z kd Z X, Y si d, b / d 4.6 / d ( hip : / d ) Lgu de feie mei potêci Nível de lobos secudáios HP NLS 3. 6dB Diectividde D / d ( hip : / d ) 5.8º 4b HP e efectiv b (igul à áe geométic d betu) NTNS IST. Moei
12 betu pl em plo coduto: plicção dos teoems de equivlêci Ilustção d plicção dos teoems de equivlêci betus em plo coduto Supefície pl coduto (S-) Plo coduto mgético M L = J L = Fotes equivletes M ˆ L betu () NTNS IST. Moei
13 betu pl ectgul em plo coduto com ilumição uifome e equifse Hip: Cmpos betu Fotes equivletes M J L L ˆ e eˆ si X X eˆ H b ' ' si Y si Y cos cos Z e ˆ M L H JL Tl como betu em espço live 4b D Diectividde Itesidde máim m e efectiv b NTNS IST. Moei 3
14 betu pl ectgul em plo coduto com ilumição em modo T ' Hip: Cmpos betu ˆ cos e ' ' Fotes equivletes b H Z ' M L eˆ cos eˆ J L e ˆ Cmpo o distte X cos X si Y / Y cos cos si Itesidde máim ( = ) Potêci did P d 4Z Diectividde D 4b b 8 c / b.8 ode se itoduiu eficiêci de betu que comp áe efectiv com áe geométic d betu b e NTNS IST. Moei 4
15 betu pl ectgul em plo coduto com ilumição em modo T Ccteição do Digm de dição Lgu de feie ete ulos Lgu de feie mei potêci Nível de lobos secudáios Plo 4.6º α 5.6º α b/λ HP b/λ NLS 3. 6 db Plo H α H 7.9º /λ 68.8º α H HP /λ NLS 3dB ot α θ ulo, α HP θ HP NTNS IST. Moei 5
16 betu pl cicul em espço live com ilumição uifome e equifse () Hip: Cmpo eléctico betu eˆ Cmpo eléctico o distte ( P) ( cos ) J( ) / J( ksi ) ksi ( p ) ode é itesidde do cmpo sobe betu si peímeto si comp. od, áe d betu cicul NTNS IST. Moei 6
17 betu pl cicul em espço live com ilumição uifome e equifse () Cmpo eléctico o distte J( ksi θ) ( P) ( cosθ) ksi θ Lgu de feie ete ulos α si k º ulo p k si θ 3.84 Lgu de feie mei potêci α HP si. 6 k qued -3dB p k si θ. 6 Diectividde D 4π λ π λ ( peímeto / comp. od) NTNS IST. Moei 7
18 Digm omlido scl em db betu pl cicul em espço live com ilumição uifome e equifse (3) Nível de lobos secudáios si 7.5 db Lgu de feie -3dB 58.5 D D NTNS IST. Moei 8
19 betu pl cicul em espço live Ilumição com simeti imutl, equifse, e polição lie Hip: cmpo sobe betu com simeti imutl e polição lie ( ) eˆ P O cmpo eléctico o distte obtem-se ecoedo às fotes equivletes betu cicul com io ( cos ) ( P) ( ) J ( k si ) d NTNS IST. Moei 9
20 betu pl cicul em espço live com ilumição ão uifome com simeti imutl e equifse Ilumição com simeti imutl do tipo Diectividde Tipo de ilumição (ρ) D 4π λ Uifome p= b ρ p b ( p p p= p= ficiêci de betut, b p ( p ρ J p ) p! p ) Lgu de feie mei potêci (dios) Nível de lobos secudáios.5(/).64(/).73(/) -7.5 db -4.6 db -3.7 db NTNS IST. Moei
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