As antenas podem ser consideradas como o componente mais essencial dos sistemas de comunicação modernos, permitindo a transmissão e receção de ondas electromagnéticas a longa distância ou nas proximidades. As antenas estão disponíveis em diferentes formas e configurações para se adequarem a diferentes aplicações, tais como antenas de corneta, antenas parabólicas, antenas yagi, antenas de painel, antenas helicoidais, etc. Este artigo tem como objetivo fornecer uma compreensão aprofundada das antenas de painel e das antenas yagi e como se comparam entre si.
Visão geral das antenas
Em termos simples, uma antena é um dispositivo utilizado para receber ou transmitir sinais através da conversão de energia eléctrica em ondas electromagnéticas e vice-versa, permitindo assim a communicação. As antenas são o dispositivo de ligação entre um emissor e o espaço livre ou o espaço livre e um recetor num sistema de communicação. A qualidade do sistema de communicação, nomeadamente a communicação sem fios, depende em grande medida da qualidade e do desempenho da antena. Há certos parâmetros de uma antena, como a gama de frequências de trabalho, o ganho, a directividade, a polaridade, etc., que determinarão o desempenho da antena. As antenas são classificadas em diferentes tipos com base na sua estrutura física, padrões de radiação, frequências de funcionamento, etc. Alguns dos tipos mais comuns de antenas são descritos brevemente a seguir.
Antena periódica de registo: Um tipo de antena de feixe estreito direcional com vários elementos que funciona numa vasta gama de frequências. Estas antenas são normalmente utilizadas para aplicações em que é necessária uma largura de banda variável, juntamente com o ganho e a directividade da antena.
Antenas de fio: Um dos tipos mais simples de antenas que utilizam fios condutores para transmitir e receber sinais de rádio. Podem ser antenas dipolo ou monopolo. São utilizadas numa vasta gama de aplicações, tais como radiodifusão, comunicação sem fios e aplicações de rádio ou montadas em veículos, navios, edifícios, etc.
Antenas de abertura: Este tipo de antena tem uma ou mais ranhuras cortadas na superfície para admitir sinais. São normalmente utilizadas em frequências de micro-ondas e podem ser utilizadas em aplicações como satélites, aviões e naves espaciais.
Antenas reflectoras: Podem ser antenas parabólicas ou antenas de canto que utilizam uma superfície reflectora curva para concentrar ondas de rádio ou outras ondas electromagnéticas. São utilizadas principalmente como antenas de alimentação e são utilizadas em aplicações como comunicações por satélite, sistemas de radar, etc.
Antenas de microfita: Trata-se de uma antena plana que consiste numa mancha metálica impressa num substrato fino. São normalmente utilizadas em dispositivos electrónicos devido ao seu tamanho pequeno e compacto, facilidade de instalação e leveza.
Antenas de matriz: Este tipo tem várias antenas pequenas dispostas de uma forma específica para funcionar como uma única antena. Estas são facilmente personalizáveis e, por conseguinte, utilizadas para aplicações de elevado ganho que necessitam de controlar o padrão de radiação.
O que é uma antena de ecrã plano?
Uma antena de painel plano é uma antena direcional que tem um dipolo colocado em frente de um refletor de painel plano. Têm uma grande área de superfície que proporciona um ganho elevado e a largura do feixe estreito ajuda a minimizar as interferências de outros sinais. As antenas de painel plano são utilizadas em aplicações como redes Wi-Fi, redes celulares, sistemas RFID e CCTV. Uma antena de painel é construída com vários elementos dispostos num padrão de grelha, consistindo cada um deles num dipolo individual colocado antes de um refletor partilhado. Cada elemento ou painel é responsável pela transmissão ou receção de sinais numa direção específica.
O que é uma antena Yagi?
Uma antena yagi é uma antena direcional com um dipolo como elemento de condução que actua como fonte e elementos parasitas que são reflectores e diretores ligados ao longo do comprimento. Os elementos parasitas irradiam novamente os seus sinais numa fase ligeiramente diferente da do elemento condutor, reforçando assim o sinal em algumas direcções e cancelando-o noutras. As antenas Yagi são normalmente utilizadas em emissões de rádio e televisão, sistemas de comunicação sem fios, comunicação ponto-a-ponto e receção de longo alcance.
Principais diferenças entre as antenas de painel plano e as antenas Yagi
Conceção e estrutura: As antenas de painel plano têm uma forma plana e retangular com um refletor partilhado e elementos radiantes dispostos no interior do painel num padrão de grelha. As antenas Yagi têm um elemento de condução, um refletor e vários elementos diretores dispostos ao longo de um elemento de feixe fixo numa matriz linear.
Princípio de funcionamento: As antenas de painel funcionam ligando vários elementos radiantes a uma rede de alimentação, fornecendo assim energia à antena. Estes elementos são dispostos em diferentes configurações para obter o padrão de directividade desejado. Uma antena yagi funciona através do elemento de condução que gera ondas electromagnéticas e do elemento refletor colocado atrás do elemento de condução que reflecte essas ondas para a frente. Os diretores colocados na frente dirigem e focam as ondas reflectidas para a frente.
Gama de frequências e largura de banda: Tanto as antenas de painel plano como as antenas yagi estão disponíveis numa vasta gama de frequências e larguras de banda. As frequências de funcionamento variam consoante os diferentes fornecedores e fabricantes. Normalmente, as antenas de painel estão disponíveis entre 400 e 8000 MHz, e as antenas yagi entre 30 e 3000 MHz. As antenas de painel têm um padrão de radiação amplo com uma largura de feixe larga, enquanto as antenas yagi têm um padrão de radiação estreito com uma largura de feixe mais focada.
Ganho e directividade: As antenas Yagi e as antenas de painel são ambas antenas direcionais, mas as antenas de painel têm um ganho inferior em comparação com as antenas yagi. Com um feixe mais focado, as antenas yagi podem normalmente transmitir sinais a uma distância maior.
Instalação e portabilidade: As antenas de ecrã plano têm um design minimalista, o que as torna fáceis de montar em diferentes superfícies. Podem ser utilizadas tanto para aplicações fixas como portáteis. As antenas yagi modernas estão disponíveis em tamanhos compactos, ao contrário do que acontecia anteriormente, quando eram compridas, e por isso podem ser instaladas facilmente. Têm um equipamento acessível e podem ser montadas facilmente. As antenas Yagi são normalmente utilizadas para aplicações em locais fixos, mas podem ser personalizadas.
Tamanho e envio: As antenas de painel plano e as antenas yagi estão disponíveis em diferentes tamanhos. As antenas de painel têm um design mais compacto e, por isso, podem ser transportadas facilmente. As antenas Yagi, embora muito mais volumosas com elementos alargados nos lados, a maior parte delas pode ser desconstruída e embalada e, por isso, também pode ser expedida convenientemente.
Vantagens e desvantagens das antenas Yagi
Vantagens:
- Alto ganho e altamente direcional
- Equipamento acessível
- Fácil de construir, instalar e manter
Desvantagens:
- Largura de banda e gama de frequências algo limitadas
- A antena é bastante longa para ganhos mais elevados.
- Mobilidade limitada
Vantagens e Desvantagens das Antenas de Painel Plano
Vantagens:
- Versátil para aplicações fixas e móveis
- Design aerodinâmico e de baixo perfil
- Maior largura de feixe
- Funciona a frequências ultra-altas (adequado para aplicações em tempo real)
Desvantagens:
- Alcance limitado
- Ganho inferior
- Maior complexidade na conceção e manutenção.
Como escolher a antena correta
Requisitos de desempenho: Devem ser considerados os principais factores de desempenho, como as frequências de funcionamento, a largura de banda, o ganho da antena, a polarização, etc. Para aplicações de gama de frequências ultra-altas, as antenas de painel são melhores do que as antenas yagi. Da mesma forma, para distâncias mais curtas ou aplicações em que o ganho elevado é menos crítico, as antenas de painel plano seriam melhores. O rácio de onda estacionária da tensão também deve ser considerado para garantir uma transferência de potência eficiente e uma reflexão mínima do sinal.
Constrangimentos físicos: É importante considerar o espaço disponível e as opções de montagem. As antenas Yagi são normalmente mais compridas, enquanto as antenas de painel têm uma área de superfície maior. A forma e o tamanho adequados devem ser considerados juntamente com os parâmetros de desempenho.
Factores ambientais: Dependendo da localização, a antena deve ser capaz de suportar as condições ambientais. As antenas de painel são normalmente mais resistentes à interferência do vento e de outros factores ambientais. As antenas Yagi, com o seu longo braço e estrutura de detetor alargada, podem ter o desempenho mais afetado pelo vento.
Análise de custos: Outro parâmetro fundamental a considerar é o custo. O custo inicial de aquisição e instalação, o custo de funcionamento e o retorno do investimento são os principais factores a considerar ao decidir entre antenas de painel plano e antenas yagi.
Conclusão
Em summário, as antenas desempenham um papel fundamental nos sistemas de communicação e na sua eficiência. As antenas de painel plano e as antenas yagi são dois dos tipos de antenas mais usados. Este artigo discutiu as especificidades de cada antena e como elas se comparam umas com as outras. Caraterísticas de desempenho, restrições físicas, viabilidade de instalação e manutenção, factores ambientais, custo, etc. são alguns dos factores que devem ser considerados ao selecionar uma antena. É crucial selecionar a antena certa para garantir o desempenho ideal de uma aplicação.
PT 
EN 
FR 
AR 
NL 
DE 
IT 
ES 
RU 
KO 
PL