Questões de Concurso sobre Antenas

As antenas desempenham um papel essencial nos sistemas de telecomunicações, sendo responsáveis pela emissão e recepção de sinais eletromagnéticos. Para descrever seu desempenho, são considerados diversos parâmetros e características, como ganho, diretividade, largura de feixe, polarização, impedância e VSWR.

Neste contexto, analise as seguintes afirmações sobre antenas:

I. Uma antena isotrópica é aquela que transmite em todas as direções com a mesma potência.

II. VSWR é uma medida da eficiência de transmissão da antena. Um VSWR baixo indica que a maior parte da energia do sinal é transmitida, enquanto um VSWR alto indica refletância, resultando em perdas de energia.

III. A diretividade refere-se à habilidade da antena de concentrar energia em uma direção específica. É relacionada ao ganho, mas considera também o padrão de radiação da antena.

Está correto o que se afirma em:

Os diferentes tipos de antenas existentes no mercado podem ser classificados de acordo com diversos critérios baseados em suas características físicas, padrão de radiação, e largura de banda. Quanto ao critério de construção física, as antenas podem ser classificadas como antenas de fio, antenas de abertura e antenas de superfície. São exemplos de antenas de fio as antenas

As antenas com refletores parabólicos são altamente direcionais e amplamente utilizadas para comunicações via satélite, radio enlaces ponto a ponto, e outras aplicações de longa distância. Na maioria dos casos, o elemento irradiador da antena com refletor parabólico é posicionado no ponto focal do paraboloide, mas pode obstruir sinais transmitidos. Uma alternativa é

A antena tem largura de feixe de meia potência igual a 15° e relação frente-costas de 10 dB.

A 2 m da antena, o fator de perda de propagação no espaço livre é igual a $\frac{1}{32}$.

As antenas são transdutores de energia eletromagnética que convertem o sinal transmitido ou recebido do meio guiado para o meio sem fio e vice-versa, funcionando como uma interface entre o meio guiado e o meio sem fio. Para medir o desempenho da antena e aferir seu funcionamento aplicável para diferentes cenários e propósitos, alguns parâmetros fundamentais são utilizados, dentre os quais

As antenas inteligentes são muito usadas em sistemas MIMO (Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas). Em enlaces de comunicação com o espaço, elas podem possibilitar a criação de múltiplos lóbulos de irradiação e diferentes tipos de polarização da onda de forma extremamente dinâmica. Isso pode ser importante para a comunicação com múltiplos satélites ou um satélite sem posição fixa em relação à Terra.

Um exemplo de implementação que pode ser usada como antena inteligente é um(a)

As antenas usadas na comunicação entre uma estação terrena e um satélite, muitas vezes, devem possuir alta diretividade, para vencer a grande distância do enlace.

Um exemplo de antena altamente diretiva, que é usada em enlaces satelitais, é a antena

Ao escolher uma antena para uma aplicação específica, um engenheiro deve estar atento às suas especificações, dentre as quais a diretividade.

A alternativa que define corretamente o conceito de diretividade de uma antena é:

O desenho mostrado a seguir se refere ao diagrama de radiação no plano horizontal de uma antena.

Esse diagrama se refere a uma antena do tipo

O espaço ao redor de uma antena é normalmente dividido em 3 regiões: Região de Campo Próximo Reativo, Região de Campo Próximo Radiante (ou Região de Fresnel) e Região de Campo Distante (ou Região de Fraunhofer).

A Região de Campo Distante apresenta as seguintes características:

Para estabelecer a altura em que devem ser instaladas as antenas nos dois extremos de um rádio enlace operando na faixa de micro-ondas, é necessário verificar a topografia da região entre os dois terminais, traçando um perfil das elevações do enlace e verificando a liberação da linha de visada e do elipsoide de Fresnel.

A determinação das alturas das antenas dependerá da distância total do enlace, da frequência de operação, da altitude do terreno nas extremidades do enlace, da altitude das possíveis obstruções encontradas ao longo do perfil do enlace, da curvatura da terra e do índice de refração atmosférica na região do enlace.

Sobre esse tema, analise as afirmativas a seguir:

I) Para um mesmo perfil topográfico, onde existem obstruções para a linha de visada, quanto maior a frequência do sinal maior será a influência do elipsoide de Fresnel na determinação das alturas das antenas.

II) Quanto maior a distância entre as estações terminais, em um trecho onde existem obstruções para a linha de visada, maior será a influência da curvatura da terra no cálculo das alturas das antenas.

III) Os cálculos das alturas das antenas nas estações terminais são feitos em duas condições relacionadas com a refração atmosférica: condição de atmosfera padrão e condição crítica (ou mínima).

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

O circuito do tipo LC possibilita a operação em duas frequências distintas da antena tipo monopolo, como mostrado na Figura abaixo.

Considerando-se que as dimensões físicas do circuito LC, L = 10nH e C = $\frac{400}{9{\pi }^2}$pF, são desprezíveis, as frequências de operação, em MHz, dessa antena monopolo são, aproximadamente:

Uma antena possui impedância igual a 40 - j36 $\Omega$ e eficiência de radiação igual a 80% na frequência de 8 GHz. Sabendo-se que j = $\sqrt{-1}$, a resistência de radiação, em $\Omega$, é igual a

As antenas possuem diversos parâmetros que as caracterizam e que variam de acordo com as suas dimensões elétricas. Uma antena do tipo dipolo teve seu comprimento variado desde o de um dipolo infinitesimal até o de um dipolo de onda cheia, no qual o comprimento físico do dipolo é igual ao comprimento de onda do sinal transmitido.

Para esse dipolo, o parâmetro que cresceu monotonicamente, na medida em que o comprimento elétrico foi aumentado, foi a

Os conjuntos de antenas são formados por um aglomerado de irradiadores conhecidos como elementos. Cada elemento recebe um sinal de entrada, cujas amplitude e fase podem variar entre eles.

Considerando-se essa definição, a antena considerada um conjunto é a antena

A comissão internacional para proteção contra radiação não ionizante (ICNIRP) estabeleceu limites da exposição humana à radiação na faixa de frequências de 9 kHz a 300 GHz. Esses limites foram adotados no Brasil através da resolução nº 700 da ANATEL, cumprindo a lei federal nº 11.934/2009. Para o público em geral, na faixa de frequências entre 400 MHz e 2000 MHz, o limite de exposição recomendado de densidade de potência é de f_MHz/200 W/m². Para efeito de cálculos na telefonia móvel, considera-se a situação de campo distante para uma onda plana uniforme.

Em uma determina estação rádio base (ERB), estão instalados sistemas que operam nas frequências de 900 MHz e em 1800 MHz. Os dois sistemas operam com mesmas potências e com antenas com mesmo ganho e mesmo diagrama de irradiação. Em um ponto onde podem circular pessoas, distante 30 metros das antenas, a densidade de potência calculada é de 2 W/m² para ambos os sistemas.

Em um outro ponto que está a 15 metros de distância e no foco das antenas, também podem circular pessoas. Considere que as condições de propagação são as mesmas para ambos os pontos.

Considerando cada sistema individualmente, em relação ao ponto a 15 metros de distância das antenas podemos concluir que

Um enlace de rádio opera em 1 GHz. As antenas transmissora e receptora têm ganhos de 20 dBi e 10 dBi, respectivamente. A potência fornecida à antena transmissora é de 1 W. Para que o sistema funcione de forma adequada, a mínima potência entregue pela antena receptora deve ser –20 dBm. Considere condições de espaço livre e que as antenas estejam alinhadas na direção de máximo ganho. Para seus cálculos, use $\pi$ ≈ 3 e a velocidade da luz no vácuo c = 3 ⋅ 10⁸ m/s. A máxima distância em que podem estar as antenas é

Associe as colunas relacionando os tipos de antenas com suas respectivas características.

Tipo de antena

(1) Antena log periódica

(2) Monopolo vertical com plano terra

(3) Antena corneta piramidal

(4) Antena helicoidal

Característica

( ) Permite a transmissão de ondas em polarização circular

( ) Projetada a partir de uma rede de dipolos em progressão geométrica.

( ) Pode ser alimentada diretamente por um guia de onda retangular.

( ) Utilizada na transmissão de rádio difusão em ondas médias.

A sequência correta dessa classificação é:

Na teoria de antenas aparecem as expressões intensidade de radiação, diretividade, ganho, dentre outras. A definição de diretividade de uma antena