O que é uma antena omnidirecional?

As antenas são dispositivos utilizados para lidar com a comunicação sem fios, convertendo o sinal de informação necessário em ondas electromagnéticas. As antenas podem ser antenas de transmissão ou antenas de receção e podem ser classificadas em diferentes tipos com base na sua estrutura física, nas gamas de frequências de funcionamento ou nos modos de aplicação.

As antenas omnidireccionais são um dos tipos populares de antenas que podem receber e emitir sinais igualmente em todas as direcções, o que as torna ideais para muitas aplicações, como rádios FM, routers Wi-Fi, telemóveis, etc.

Este artigo fornece uma visão global do que é uma antena omnidirecional, como funciona, as suas aplicações, vantagens e desvantagens, como selecionar uma antena, etc.  

O que é uma antena omnidirecional?

As antenas omnidireccionais são um dos tipos de antenas mais importantes na comunicação sem fios. Ao contrário das antena direcional que concentram a energia numa direção, as antenas omni têm um padrão de receção de 360 graus e podem irradiar ou intercetar campos electromagnéticos de radiofrequência igualmente em todas as direcções horizontais. Têm um ganho equilibrado em todas as frequências e podem fornecer uma cobertura consistente numa área ampla, o que as torna ideais para aplicações em que a direção do sinal é variável ou não pode ser predeterminada.

As antenas omnidireccionais e direcionais são diferentes com base na direção da radiação. Uma antena direcional não pode receber e emitir sinais igualmente em todas as direcções como uma antena omnidirecional. Tem um padrão de radiação limitado a cerca de 45 a 90 graus de raio. Uma antena direcional está concentrada numa determinada direção e tem uma área de conetividade limitada, mas tolera melhor as interferências de outras direcções, pelo que pode produzir um débito mais elevado na direção selecionada. As antenas omnidireccionais, apesar de terem uma área de conetividade de 360 graus, tendem a ter um ganho inferior e requerem mais potência para transmitir sinais a uma distância maior.

Como funcionam as antenas omnidireccionais?

As antenas omnidireccionais têm um padrão de radiação em forma de donut quando vistas de cima com a antena no centro. Irradiam igual potência em todas as direcções perpendiculares ao eixo, variando a potência com o ângulo do eixo e diminuindo até zero no eixo. O alcance do omnidirecional pode estender-se até algumas centenas de metros, mas varia em função de vários factores, como a frequência utilizada, a potência de saída do transmissor, a altura e a colocação da antena e o ambiente circundante.

Tipos de antenas omnidireccionais

Existem diferentes tipos de antenas omnidireccionais.

• Antena Dipolo: Uma antena dipolo tem dois elementos condutores, como fios ou varetas metálicas, orientados em linha reta e, no centro da antena dipolo, os materiais condutores são separados por um isolador. A fonte de tensão RF é fornecida no centro da antena. A tensão e a corrente que passam através destes 2 elementos condutores produzem sinais electromagnéticos ou de rádio que são irradiados em todas as direcções para fora da antena.
• Antena monopolar: Uma antena monopolar é um condutor em forma de haste reta que é montado perpendicularmente acima de um plano de terra. É metade de uma antena dipolo. A haste condutora funciona como um ressonador e irradia sinais de entrada em todas as direcções verticais ao comprimento da antena acima do plano de terra.
• Antena Colinear: Uma antena colinear é um tipo de antena dipolo de meia onda e tem vários dipolos empilhados verticalmente uns sobre os outros, aumentando o ganho da antena na direção vertical.
• Antena de chicote: Uma antena de chicote é um fio ou uma haste de metal flexível. São principalmente utilizadas em rádios portáteis, walkie-talkies, antenas para automóveis, etc.
• Antena de plano de terra: As antenas de plano de terra utilizam um plano de terra condutor montado acima do solo para melhorar o desempenho da antena.

Aplicações das antenas omnidireccionais

As antenas omnidireccionais são utilizadas apenas em aplicações em que as direcções do sinal não estão predeterminadas ou em que é necessário aceder a uma área mais vasta sem necessidade de ajustar a antena.

• Redes celulares: As antenas omnidireccionais são utilizadas em redes celulares que permitem a cobertura em todas as direcções, permitindo que os utilizadores de uma área maior se liguem à rede celular.
• Routers Wi-Fi: Os routers e pontos de acesso Wi-Fi também utilizam antenas omnidireccionais. Isto permite que vários utilizadores e dispositivos obtenham uma cobertura de sinal consistente em toda a área designada.
• Radiodifusão: As antenas omnidireccionais desempenham um papel importante nas emissões de rádio e televisão, transmitindo sinais em todas as direcções para que qualquer pessoa dentro do alcance da emissão possa receber o sinal com uma antena normal.
• Marítimo e aéreo: As indústrias marítima e aeronáutica utilizam antenas omnidireccionais nos seus sistemas de comunicação para fornecer cobertura em todas as direcções, permitindo que os navios e aeronaves comuniquem com as torres de sinalização, bem como com outros navios ou aeronaves na região, independentemente da sua orientação.

Para além destas aplicações, as antenas omnidireccionais são utilizadas em várias outras indústrias e sistemas de comunicação.

Vantagens e Desvantagens das Antenas Omnidireccionais

Existem muitas vantagens na utilização de antenas omnidireccionais.

• Cobertura de uma vasta área: Uma das principais vantagens é a cobertura de 360 graus. A capacidade de receber e transmitir sinais em todas as direcções de forma igual proporciona uma ampla área de cobertura, permitindo a comunicação com vários dispositivos em todas as direcções sem necessidade de reorientação.
• Design simples e fácil de instalar: As antenas omnidireccionais têm uma estrutura de design simples e são também mais fáceis de instalar. Podem funcionar eficazmente sem necessitarem de alinhamento ou ajuste precisos.
• Económica: As antenas omnidireccionais são também económicas quando comparadas com as antenas direcionais.
• Fácil de instalar: As antenas omnidireccionais podem transmitir e receber sinais em todas as direcções, pelo que não necessitam de ser apontadas a um alvo durante a instalação.

As antenas omnidireccionais têm uma ligeira desvantagem em relação às antenas direcionais em termos de ganho de antena. Nas antenas direcionais, uma vez que o sinal é focado e concentrado numa direção específica, tendem a ter um ganho mais elevado e podem transmitir a uma distância maior do que as antenas omnidireccionais. As antenas omnidireccionais são propensas a uma maior quantidade de interferências de sinal, uma vez que estão sujeitas a interferências em todas as direcções.

Escolher uma antena omnidirecional

Ao selecionar uma antena omnidirecional, é necessário ter em conta vários factores, como os requisitos específicos da aplicação, a gama de frequências de funcionamento, as caraterísticas eléctricas, como o ganho, a tensão de pico e o nível de interferência, e as especificações ambientais, como a intensidade do vento, a temperatura e a proteção contra raios, bem como a largura de banda de funcionamento.

Para instalar uma antena omnidirecional, é necessário selecionar um local central com o mínimo de obstruções. Para otimizar o desempenho da antena omnidirecional, coloque-a num local mais elevado e ajuste o ângulo e a direção da mesma para afinar a intensidade do sinal e maximizar o alcance.

A Millimeter Wave Product, Inc., sediada nos EUA, a Tesswave, na China, a Synergy Telecom Pvt. Ltd., sediada na Índia, e a Hefei Maniron Electronic and Technology Co. Entre os diferentes tipos de antenas omnidireccionais, as antenas dipolo são as mais comuns e amplamente utilizadas nas aplicações.

Conclusão

Em summário, as antenas omnidireccionais são antenas que podem transmitir e receber sinais em todas as direcções de forma uniforme, o que as torna uma parte importante dos sistemas de comunicação modernos. São muito utilizadas em redes móveis, routers Wi-Fi e emissões de rádio e televisão. Estão disponíveis vários tipos de antenas omnidireccionais e a seleção da antena correta para uma aplicação é crucial.

Existe um enorme potencial nas antenas omnidireccionais no futuro com o avanço tecnológico em áreas como o 5G e a IoT. As oportunidades no mercado das antenas omnidireccionais são também impulsionadas pelo aumento do número de dispositivos ligados, pelo aumento da procura de uma transmissão de dados fiável e consistente e por conceitos como as cidades inteligentes.