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Categoria 2 · Módulo 06 · pergunta 192
Antenas, linhas e VSWR · Linhas de transmissão e cabos
Qual a impedância de saída ideal de um emissor que se vai ligar a um cabo de alimentação de uma antena, se o referido cabo tiver uma impedância de entrada 50 Ohm?
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Opção B: 50 Ohm
Porque é esta resposta?
A opção 2 («50 Ω») é correcta no modelo de adaptação ideal: o emissor deve apresentar uma impedância de saída compatível com a impedância característica de 50 Ω da linha, reduzindo reflexões.
Erro comum: Tratar 50 Ω como resistência DC que se confirma simplesmente com um multímetro ou confundir impedância característica com resistência do condutor.
Antenas, linhas e VSWR · Antena: transição entre circuito e espaço
O que é uma antena isotrópica?
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Opção C: E uma antena teórica usada como referência para a determinação do ganho de uma antena
Porque é esta resposta?
A opção 3 é correcta: a antena isotrópica é uma referência teórica que radia igualmente em todas as direcções e serve para comparar o ganho de antenas reais.
Erro comum: Tratar a isotrópica como uma antena prática instalada ou como uma antena horizontal específica.
Como se designa uma antena que consiste num único elemento montado perpendicularmente à superfície da Terra?
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Resposta de referência
Opção C: Uma antena vertical
Porque é esta resposta?
A opção 3 («antena vertical») é correcta: um elemento perpendicular à superfície da Terra tem orientação vertical, isto é, polarização vertical no modelo simplificado.
Erro comum: Confundir a orientação do elemento com a direcção de máxima radiação ou com o tipo Yagi.
Antenas, linhas e VSWR · Antena: transição entre circuito e espaço
Como deve variar o tamanho físico de dipolo de meia onda com a frequência de operação?
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Opção D: Deve tornar-se mais pequeno quando a frequência aumenta
Porque é esta resposta?
A opção 4 é correcta: o comprimento de um dipolo de meia onda é proporcional ao comprimento de onda; como \(λ = v/f\), o dipolo deve ser mais pequeno quando a frequência aumenta.
Erro comum: Assumir que uma frequência maior exige uma antena fisicamente maior.
Antenas, linhas e VSWR · Ganho, directividade e EIRP
No sentido de caracterizar o diagrama de radiação de uma antena, quando há dificuldade na sua representação tridimensional,
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Resposta de referência
Opção A: apresenta-se o diagrama de radiação vertical e o diagrama de radiação horizontal da antena
Porque é esta resposta?
Os diagramas nos planos horizontal e vertical são cortes da resposta tridimensional da antena. Mostram como o nível varia com a direcção nesses dois planos e permitem reconhecer lóbulos e nulos. Dois cortes são úteis, mas não descrevem necessariamente todos os detalhes do padrão no espaço.
Erro comum: Substituir o diagrama por fotografias ou por medições em alguns pontos, que não representam o padrão completo.
A potência isotrópica radiada equivalente (p.i.r.e.) emitida por uma antena de 20dBi de ganho (no máximo do seu diagrama de radiação) quando lhe é entregue uma potência de 10 dBW é
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Resposta de referência
Opção B: 30 dBW
Porque é esta resposta?
A potência entregue à antena já é dada no enunciado: 10 dBW. Somando o ganho de 20 dBi, obtém-se \(PIRE=10+20=30\,\mathrm{dBW}\), correspondente a 1000 W de potência isotrópica equivalente na direcção de máximo. Não se voltam a subtrair perdas da linha a uma potência já entregue à antena.
Raciocínio passo a passo
Usar a referência isotrópica, com ganho em dBi.
Como a potência indicada já é a entregue à antena, não subtrair novamente perdas da linha.
Somar potência em dBW e ganho em dB: 10 + 20 = 30 dBW.
Erro comum: Somar dBi a watts directamente ou confundir PIRE com a potência entregue à antena.
Antenas, linhas e VSWR · Ganho, directividade e EIRP
Qual o ganho teórico de um dipolo de meia onda relativamente a uma antena isotrópica?
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Opção C: 2,15
Porque é esta resposta?
Um dipolo de meia onda idealizado tem aproximadamente 2,15 dBi relativamente à antena isotrópica e é a referência de 0 dBd. As duas escalas diferem na referência: \(G(dBi) ≈ G(dBd) + 2,15 dB\), sem representar criação de potência.
Erro comum: Confundir ganho em dBd com ganho em dBi ou tratar 2,15 como watts ou como factor linear.
A potência aparente radiada (p.a.r.) emitida por uma antena de 10 dBd de ganho (no máximo do seu diagrama de radiação) quando lhe é entregue uma potência de 20 dBW é:
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Opção B: 30 dBW
Porque é esta resposta?
A PAR combina a potência entregue à antena com o ganho referido ao dipolo de meia onda. Em escala logarítmica, somam-se os valores: \(PAR=20+10=30\,\mathrm{dBW}\). O ganho é 10 dBd, não dBi; a potência já está referida à entrada da antena.
Raciocínio passo a passo
Usar a referência dipolo, com ganho em dBd.
Como a potência indicada já é a entregue à antena, não subtrair novamente perdas da linha.
Somar potência em dBW e ganho em dB: 20 + 10 = 30 dBW.
Erro comum: Somar dBd a watts ou tratar o ganho directivo como potência total radiada.
A potência aparente radiada (p.a.r.) emitida por uma antena de 5 dBd de ganho (no máximo do seu diagrama de radiação) quando lhe é entregue uma potência de 10 dBW é
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Opção A: 15 dBW
Porque é esta resposta?
A potência entregue à antena é 10 dBW e o ganho na direcção indicada é 5 dBd. A potência aparente radiada é, portanto, \(PAR=10+5=15\,\mathrm{dBW}\). Usa-se a referência ao dipolo de meia onda e não se descontam novamente perdas anteriores ao ponto de entrega.
Raciocínio passo a passo
Usar a referência dipolo, com ganho em dBd.
Como a potência indicada já é a entregue à antena, não subtrair novamente perdas da linha.
Somar potência em dBW e ganho em dB: 10 + 5 = 15 dBW.
Erro comum: Converter para watts antes de somar o ganho em dB ou escolher 15 W em vez de 15 dBW.
Antenas, linhas e VSWR · Linhas de transmissão e cabos
Em que se traduzem as perdas de atenuação numa linha de transmissão?
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Opção C: Num aumento de temperatura na linha de transmissão
Porque é esta resposta?
A opção 3 é a resposta esperada: as perdas de atenuação convertem parte da potência RF em calor, aumentando a temperatura da linha. A temperatura real depende da potência, do cabo, da ventilação e da duração.
Erro comum: Confundir perdas de atenuação com aumento de VSWR ou afirmar que a potência reflectida é causada necessariamente pela atenuação distribuída.
Antenas, linhas e VSWR · Linhas de transmissão e cabos
Qual deve ser a impedância de um filtro passa-baixo relativamente ao de uma linha de transmissão a que esteja ligado?
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Opção B: Impedância relativamente idêntica
Porque é esta resposta?
A opção 2 é correcta: o filtro deve apresentar impedância compatível, ou relativamente idêntica, à da linha para reduzir reflexões e transferir potência.
Erro comum: Escolher uma impedância muito alta ou muito baixa como se o filtro fosse uma carga desligada da linha.
Uma linha de alimentação degradada que liga a saída de um emissor a uma antena, apresentará uma impedância não adequada que poderá dar origem a
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Opção C: um aumento excessivo de temperatura no andar de saída do emissor
Porque é esta resposta?
A opção 3 é correcta: uma linha degradada ou desadaptada pode provocar reflexões e elevar o aquecimento do andar de saída do emissor, accionando protecção ou causando dano.
Erro comum: Atribuir a falha à modulação ou ao pré-amplificador sem verificar linha, conectores e carga.
Antenas, linhas e VSWR · Linhas de transmissão e cabos
As linhas de condutores paralelos são linhas
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Opção B: simétricas
Porque é esta resposta?
A opção 2 é correcta: uma linha de dois condutores paralelos é normalmente equilibrada ou simétrica, ao contrário do coaxial, que é assimétrico/blindado.
Erro comum: Confundir o número de condutores com o equilíbrio eléctrico da linha.
Antenas, linhas e VSWR · VSWR e ondas estacionárias
Qual o coeficiente de onda estacionária que resulta da alimentação com um cabo coaxial de 50 Ohms de uma antena vertical com uma impedância de entrada de 25 Ohms?
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Opção A: 2
Porque é esta resposta?
A opção 1 é correcta: \(|Γ| = |25−50|/(25+50) = 1/3\) e \(VSWR = (1+1/3)/(1−1/3) = 2\), ou 2:1.
Erro comum: Usar a diferença de impedâncias sem dividir pela soma ou trocar a fórmula do VSWR pelo coeficiente de reflexão.
Antenas, linhas e VSWR · Linhas de transmissão e cabos
Porque é que o cabo coaxial é utilizado com maior frequência que outros tipos de cabos para alimentar antenas nas estações de amador?
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Opção A: Porque é mais fácial de utilizar e não necessita muitos cuidados na sua instalação
Porque é esta resposta?
A opção 1 é a justificação didáctica esperada: o coaxial é blindado, prático e relativamente simples de instalar, desde que se respeitem conectores, dobras, água e impedância. Não tem necessariamente menos perdas ou mais potência que todas as outras linhas.
Erro comum: Transformar a praticidade do coaxial numa afirmação universal sobre perdas, potência ou preço.
Antenas, linhas e VSWR · VSWR e ondas estacionárias
Uma linha de transmissão que liga um emissor de RF à antena deve estar adaptada para
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Opção D: transferir a máxima potência para a antena
Porque é esta resposta?
A opção 4 é correcta: adaptar a linha e a antena reduz reflexões e permite transferir a máxima potência possível para a carga, dentro das perdas e limites reais.
Erro comum: Pensar que a adaptação corrige fading, frequência ou polarização.
Antenas, linhas e VSWR · Ganho, directividade e EIRP
As antenas Yagi:
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Opção A: São muito directivas
Porque é esta resposta?
A opção 1 é correcta: uma antena Yagi é muito directiva, concentrando energia numa direcção preferencial através do elemento excitado, reflector e directores.
Erro comum: Chamar omnidireccional à Yagi ou confundir directividade com potência total adicional.
Antenas, linhas e VSWR · Ganho, directividade e EIRP
Qual é um dos efeitos do aumento do comprimento do (boom) e da adição de directores a uma antena Yagi?
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Opção A: Aumento do ganho
Porque é esta resposta?
A opção 1 é correcta em termos gerais: aumentar o boom e adicionar directores pode aumentar o ganho e a directividade, embora o resultado dependa do dimensionamento e da frequência.
Erro comum: Assumir que mais elementos garantem sempre um ganho específico ou menor resistência ao vento.
Para que serve um circuito sintonizador de antena?
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Opção A: Para minimizar a potência reflectida
Porque é esta resposta?
A opção 1 é correcta: um sintonizador de antena adapta a impedância apresentada ao emissor/linha, minimizando a potência reflectida no ponto de ligação.
Erro comum: Pensar que o sintonizador elimina todas as perdas do cabo ou filtra necessariamente emissões não desejadas.
Antenas, linhas e VSWR · Ganho, directividade e EIRP
Define-se potência aparente radiada (p.a.r.)
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Opção A: como o produto da potência entregue à antena pelo seu ganho relativamente ao dipolo de meia onda, numa dada direcção
Porque é esta resposta?
A opção 1 é correcta: PAR é a potência entregue à antena multiplicada pelo ganho da antena relativamente a um dipolo de meia onda, numa direcção definida. Quando a referência é isotrópica, a grandeza é PIRE/EIRP.
Erro comum: Confundir PAR com PIRE e trocar a referência dipolo de meia onda por antena isotrópica.