Como FUNCIONA uma ANTENA? Entenda o FUNCIONAMENTO de uma ANTENA.

Como as Antenas e transmissores funcionam? Fala Amantes da Engenharia, imagine  estender a mão e captar palavras, imagens e informações que passam. É mais ou menos isso que uma antena faz.

É a haste ou prato de metal que capta ondas  de rádio e as transforma em sinais elétricos que alimentam algo como um rádio,  televisão ou sistema telefônico. Antenas como essa são às  vezes chamadas de receptores. Um transmissor é um tipo diferente de antena  que faz o trabalho oposto ao de um receptor.

Ele transforma sinais elétricos em ondas  de rádio para que possam viajar às vezes milhares de quilômetros ao redor da Terra  ou até mesmo para o espaço e voltar. É por isso que antenas e transmissores são  a chave para praticamente todas as formas de telecomunicações modernas. Mas como as antenas funcionam?

Suponha que você seja o chefe de uma  estação de rádio e queira transmitir seus programas para o mundo todo. Mas como você faz isso? Você usa microfones para capturar  os sons das vozes das pessoas e transformá-los em energia elétrica.

Você pega essa eletricidade e, falando de forma geral, a faz fluir  ao longo de uma antena alta de metal, aumentando sua potência muitas vezes para que  ela viaje tão longe quanto você precisa no mundo. À medida que os elétrons na corrente elétrica  balançam para frente e para trás ao longo da antena, eles criam radiação eletromagnética  invisível na forma de ondas de rádio. Essas ondas, em parte elétricas e em parte  magnéticas, viajam na velocidade da luz, levando seu programa de rádio com elas.

Agora o que acontece quando ligo meu rádio em minha casa a alguns quilômetros de  distância é que as ondas de rádio que você envia fluem através da antena de metal e fazem  os elétrons balançarem para frente e para trás. Isso gera uma corrente elétrica que por  sua vez transformam em um sinal que os componentes eletrônicos dentro do meu rádio  transformam de volta em som que eu posso ouvir. As antenas transmissoras e receptoras  costumam ser muito semelhantes em design.

Por exemplo, se você estiver usando algo como um  telefone via satélite que pode enviar e receber uma chamada de vídeo-telefone para qualquer  outro lugar na Terra usando satélites espaciais, os sinais que você transmite e recebe  passam por uma única antena parabólica. A antena parabólica é um tipo especial de antena  em formato de tigela e tecnicamente conhecida como refletor parabólico, porque a antena se curva  no formato de um gráfico chamado parábola. Só que transmissores e receptores  parecem muito diferentes.

Antenas de transmissão de TV ou rádio são  enormes mastros, às vezes se estendendo por centenas de metros no ar, porque precisam  enviar sinais poderosos por longas distâncias. Mas você não precisa de nada tão grande na sua  TV ou rádio em casa, isso porque uma antena muito menor fará o trabalho bem. As ondas nem sempre passam pelo ar do transmissor para o receptor.

Dependendo de quais frequências de ondas queremos enviar, quão longe queremos  enviá-las e quando queremos fazer isso. E qual deve ser o comprimento de  uma antena? Quanto maior, melhor?

A antena mais simples é um único pedaço  de fio de metal preso a um rádio. A maioria dos rádios transistorizados  modernos tem pelo menos duas antenas. Uma delas é uma haste telescópica longa e  brilhante que sai do rádio e gira para captar sinais de FM que significa frequência modulada.

A outra é uma antena dentro do gabinete, geralmente fixada na placa de  circuito principal, e capta sinais de AM que significa amplitude modulada. As diferenças entre AM e FM são interessantes, então se quiser saber mais, deixa aqui nos  comentários que podemos fazer um vídeo sobre isso. Mas por que você precisa de  duas antenas em um rádio?

Os sinais nessas diferentes bandas de onda  são transportados por ondas de rádio de diferentes frequências e comprimentos de onda. Os sinais de rádio AM típicos têm uma frequência de 1000 kHz (quilohertz), enquanto os sinais FM  típicos são de cerca de 100 MHz (megahertz), então eles vibram cerca de cem vezes mais rápido. Como todas as ondas de rádio viajam na mesma velocidade a velocidade da luz, que  é de aproximadamente 300.

000 km/s os sinais AM têm comprimentos de onda cerca  de cem vezes maiores que os sinais FM. Você precisa de duas antenas porque uma  única antena não consegue captar uma faixa tão grande de comprimentos de onda. É o comprimento de onda ou frequência das ondas de rádio que você está tentando  detectar que determina o tamanho e o tipo de antena que você precisa usar.

Em termos gerais, o comprimento de uma antena simples tem que ser cerca  de metade do comprimento de onda das ondas de rádio que você está tentando receber. Só que algumas tecnologias tornam possível fazer antenas que tenham um quarto do comprimento  de onda, antenas compactas miniaturizadas que tenham cerca de um décimo do comprimento de onda  e antenas de membrana que sejam ainda menores, embora não entraremos no detalhe sobre ela aqui. O comprimento da antena não é a única coisa que afeta os comprimentos de onda que você  vai captar, isso porque se tivéssemos um rádio com um comprimento fixo de antena  só seria capaz de receber uma estação.

A antena alimenta sinais em um circuito de  sintonia dentro de um receptor de rádio, que é projetado para "agarrar" uma  frequência específica e ignorar o resto. O circuito receptor mais simples nada mais é do  que uma bobina de fio, um diodo e um capacitor, e alimenta sons em um fone de ouvido. O circuito responde ou ressoa na frequência em que você está sintonizado e descarta  frequências maiores ou menores que isso.

Ao ajustar o valor do capacitor, é que você  consegue alterar a frequência ressonante e é isso que sintoniza seu rádio em uma estação diferente. O trabalho da antena é captar energia suficiente das ondas de rádio que passam para fazer  o circuito ressoar na frequência certa. As antenas de rádio mais simples são apenas hastes  longas e retas, às vezes chamadas de monopolos.

Muitas antenas de TV internas têm a forma  de um dipolo: uma haste de metal dividida em duas partes e dobrada horizontalmente, de  modo que parece um pouco com uma pessoa em pé, com os braços esticados horizontalmente. Antenas de TV externas mais sofisticadas têm vários desses dipolos dispostos ao  longo de uma haste de suporte central. Outros designs incluem laços circulares  de fio e, claro, antenas parabólicas.

Mas por que tantos designs diferentes? Obviamente, as ondas que chegam a uma antena de um transmissor são exatamente as mesmas,  não importa o formato e o tamanho da antena. Um padrão diferente de dipolos  ajudará a concentrar o sinal para que seja mais fácil de detectar.

Esse efeito pode ser aumentado ainda mais adicionando dipolos "fictícios" desconectados,  conhecidos como diretores e refletores, que refletem mais do sinal para  os dipolos receptores reais. Isso é equivalente a aumentar o sinal  e ser capaz de captar um sinal mais fraco do que uma antena mais simples. Três características das antenas são particularmente importantes, que são, sua  direcionalidade, ganho e largura de banda.

Vamos começar pela direcionalidade Os dipolos são muito direcionais, isso porque eles captam ondas de rádio que  viajam em ângulos retos em relação a eles. É por isso que uma antena de TV  precisa ser montada corretamente em sua casa e virada para o lado correto,  se você quiser obter uma imagem nítida. Bem, hoje em dia você não tem muito esse  problema, pois os sinais de TV são digitais.

Mas na minha época, você tinha  que brigar uns bons minutos com a antena antes de ter uma imagem decente. A antena telescópica em um rádio FM é menos direcional, especialmente se o sinal for forte. Se você a apontar diretamente para cima, ela capturará bons sinais de  praticamente qualquer direção.

A antena AM de ferrite dentro de  um rádio é muito mais direcional. Ao ouvir AM, você descobrirá que precisa girar seu  rádio até que ele capte um sinal realmente forte. Faça aí um experimento e tente girar seu  rádio exatamente 90 graus e observe como o sinal geralmente cai quando usando AM.

Embora antenas altamente direcionais possam parecer um incômodo, quando estão alinhadas  corretamente, elas ajudam a reduzir a interferência de estações ou sinais indesejados  próximos ao que você está tentando detectar. Mas a direcionalidade nem sempre é uma coisa boa. Pense no seu celular.

Você quer que ele seja capaz de receber chamadas onde quer que esteja em  relação ao mastro da torre de telefone mais próximo, ou captar mensagens para onde quer que  esteja apontando quando estiver na sua bolsa. Então uma antena altamente  direcional não é muito boa. Da mesma forma para um receptor  GPS que diz onde você está usando sinais de vários satélites espaciais.

Como os sinais vêm de satélites diferentes, em lugares diferentes no céu, segue-se que eles  vêm de direções diferentes, então, novamente, uma antena altamente direcional não seria tão útil. O ganho de uma antena é uma medida muito técnica, mas, falando de modo geral, se resume à  quantidade pela qual ela aumenta o sinal. As TVs geralmente captam um sinal fraco e  fantasmagórico, mesmo sem uma antena conectada.

Isso ocorre porque a caixa de metal e outros  componentes agem como uma antena básica, não focada em nenhuma direção específica,  e captam algum tipo de sinal por padrão. Adicione uma antena direcional adequada  e você obterá um sinal muito melhor. O ganho é medido em decibéis (dB) e  quanto maior o ganho, melhor sua recepção.

No caso de TVs, você obtém muito  mais ganho de uma antena externa complexa do que de um dipolo simples. Todas as antenas externas funcionam melhor do que as internas, e as antenas  montadas em janelas e em conjuntos têm maior ganho e funcionam melhor do que as embutidas. Já a largura de banda de uma antena é o intervalo de frequências, ou comprimentos de onda, se  preferir sobre o qual ela funciona efetivamente.

Quanto maior a largura de banda, maior o intervalo  de diferentes ondas de rádio que você pode captar. Isso é útil para algo como televisão, onde você  pode precisar captar muitos canais diferentes, mas muito menos útil para comunicações  por telefone, celular ou satélite, onde tudo o que você está interessado é em uma  transmissão de onda de rádio muito específica em uma banda de frequência bastante estreita. Se você chegou até aqui, e gostou do vídeo, aproveita para se inscrever se não for  inscrito, deixe seu like, e ative o sininho das notificações e se achar nosso conteúdo  interessante, considera se tornar membro para nos ajudar a continuar produzindo conteúdo aqui  na plataforma e ser lembrado em nossos vídeos.

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