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Universidade Estadual de Campinas Centro Superior de Educação Tecnológica Divisão de Telecomunicações. Propagação de Ondas e Antenas. Aula 11: Métodos de Projeto de arranjos e Exercícios. . Prof.Dr. Leonardo Lorenzo Bravo Roger. Introdução.

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propaga o de ondas e antenas

Universidade Estadual de Campinas

Centro Superior de Educação Tecnológica

Divisão de Telecomunicações

Propagação de Ondas e Antenas

  • Aula 11: Métodos de Projeto de arranjos e Exercícios.

Prof.Dr. Leonardo Lorenzo Bravo Roger

introdu o
Introdução

Dado o padrão de radiação desejado F(, ) e a localização no espaço dos K radiadores (elementos) que compõem o arranjo, quais são os valores da amplitude e fase das corrente de cada elemento, que resultam numa boa aproximação de F(, ) ?.

1-Método de Dolph-Tschebyscheff

(Vide Balanis Antennas Theory 2nd ed.Jonh Wiley & Sons,1997.)

2-Método beamformer ( formador de feixe)

(Vide Simon Haykin Adaptative Fiilter Theory 3nd ed.Prentice Hall,1996.)

O Problema a ser resolvido num projeto de um arranjo

Métodos clássicos de projetos de arranjos

2

introdu o1
Introdução

A Figura 1 pode nos servir de base para vários exemplos no desenvolvimento deste tema

3

diferentes tipos de arranjos
Diferentes tipos de arranjos

Arranjo Colinear

- Todos os elementos estão ao longo de um mesmo eixo

  • Frequentemente usam-se para conseguir um padrão onidirecional com uma antena vertical.

- Concentra a radiação no plano horizontal.

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diferentes tipos de arranjos1
Diferentes tipos de arranjos

Alimentação de um arranjo Broadside

Arranjo Broadside

-É um arranjo com padrão de radiação bidirecional, transversal ao eixo dos elementos.

-Usa Dipolos de /2 alimentados em fase e separados uma distancia de /2 .

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diferentes tipos de arranjos2
Diferentes tipos de arranjos

Arranjo Broadside. Exemplo.

Observe como o padrão é transversal ao eixo dos elementos.

6

diferentes tipos de arranjos3
Diferentes tipos de arranjos

Arranjo End-Fire.

-É um arranjo similar ao Broadside, no que diz respeito a disposição dos elementos, mas com os dipolos alimentados a 900 de fase, resultando em uma radiação máxima que ocorre na direção longitudinal do eixo em que estão posicionados os dipolos, com o máximo de radiação na direção do último dipolo do arranjo.

7

diferentes tipos de arranjos4
Diferentes tipos de arranjos

Arranjo End-Fire.

-É possível implementar uma variante desse arranjo alimentado os dipolos em quadratura de fase, como mostra o seguinte exemplo:

Observe como o padrão é longitudinal segundo o eixo dos elementos.

8

diferentes tipos de arranjos5
Diferentes tipos de arranjos

Arranjos Binomiais

É um tipo de arranjo clássico caracterizado por apresentar uma distribuição de intensidade de correntes para cada um dos elementos do arranjo, que obedece aos coeficientes da Serie Binomial. Isto é:

9

diferentes tipos de arranjos6
Diferentes tipos de arranjos

Arranjos Binomiais. Exemplo

10

diferentes tipos de arranjos7
Diferentes tipos de arranjos

Arranjos Binomiais

O efeito da distribuição de corrente Binomial é diminuir os lobos secundários do padrão do arranjo, mas o custo ( desvantagem) é uma menor diretividade.

11

diferentes tipos de arranjos11
Diferentes tipos de arranjos

Scanning Arrays

Variando eletricamente o valor do angulo  podemos executar a varredura ( scanning) de um amplo setor angular sem necessitar movimentar mecanicamente o arranjo. Esse tipo de arranjo é utilizado em antenas de radar para determinar a posição ( azimute e elevação) do alvo.

Uma outra aplicação muito importante é em antenas adaptativas ( smart antennas de sistemas celulares para determinar o AOA ( angle of arrival) dos usuários presentes na célula.

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diferentes tipos de arranjos12
Diferentes tipos de arranjos

Arranjos tridimensionais ( técnica beamformer).

Item 3 da aula A_C5 dos Profs. Castro e Franco da PUCRS

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diferentes tipos de arranjos13
Diferentes tipos de arranjos

Antenas inteligentes ( Smart Antennas ) para sistemas celulares.

Item 3.2 da aula A_C5 dos Profs. Castro e Franco da PUCRS

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exerc cios sobre arranjos
Exercícios sobre arranjos

1- Calcule e represente graficamente o diagrama de campo normalizado para o conjunto de dos elementos dipolos infinitesimais da Figura seguinte, quando as corrente estão:

a)- Em fase ( )

b)- A 900 fora de fase( )

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exerc cios sobre arranjos1
Exercícios sobre arranjos

2- Repetir o exemplo anterior para os casos em que:

a)-

b)-

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exerc cios sobre arranjos2
Exercícios sobre arranjos

3- Considere um conjunto de três elementos alimentados com correntes que guardam entre si uma relação de 1:2:1, conforme mostrado na figura a seguir:

a)- Trace o diagrama de grupo no plano que contem o eixo dos elementos

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exerc cios sobre arranjos3
Exercícios sobre arranjos

Dica para a solução

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slide22
Fim

FIM

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