ANT022808 2022 2 AULA02

Fundamentos da Teoria de Radiação Eletromagnética

OBJETIVOS

Os objetivos de aprendizagem desta aula são:

• Usar princípios eletromagnéticos para estabelecer o procedimento de cálculo de campos elétrico e magnéticos produzidos por radiadores simples , descrevendo e interpretando suas expressões analíticas de campos e densidades de potência que resultam da análise deles.
• Conhecer as regiões de campo e seu significado, calculando elas para alguns exemplos e aplicações de antenas.

METODOLOGIA

A aula será uma aula expositiva, utilizando diapositivas, e utilizando o quadro branco para realizar cálculos e esclareciemntos. Os seguintes assuntos serão abordados em aula:

• Revisão de leis de Maxwell e potenciais auxiliares.
• Solução de equação de onda e cálculo de campos radiados a partir de uma fonte de corrente.
• Campos eletromagnéticos radiados por dipolo e espira infinitesimal.
• Densidade de potência média e Potência radiada total.
• Regiões de campo.

PARA ESTUDO

O material de estudo para esta aula é principalmente (BALANIS, 2008, vol 1), cap. 3, cap. 4 até sec. 4.4, cap. 5 até sec. 5.2. Também, (RIBEIRO, 2012) capítulo 7, e opcionalmente a revisão feita no cap. 1. Complementarmente, indica-se a leitura do capítulo 2 até sec. 2.3 do (STUTZMAN, 2016).

Conforme destacado na literatura acima, as condições de campo distante dependendem da antena ser elétricamente pequena ou grande. No caso intermediário, escolha sempre o maior valor entre as condições que se mostram na figura em anexo. Como revisão dos estudos, se recomenda as aulas 1 e 2 da playlist de Antenas to prof. Walter (UFSC): https://bit.ly/3k7tGJc Destacam-se os exercícios 7.7, 7.8, 7.12, 7.15, 7.16, 7.18 do (RIBEIRO, 2012) e exercícios 2.3-3 2.3-5 no final do capítulo 2 do livro (STUTZMAN, 2016).

Leis de Maxwell para campos harmônicos no tempo

As leis de Maxwell do domínio fasorial* são:

$\Delta \times E=-j\omega B$

$\Delta \times H=j\omega D+J_{T}$

$\Delta \cdot D=\rho _{T}$

$\Delta \cdot B=0$

Considerando as relações constitutivas:

$D=\varepsilon E$

$B=\mu H$

$J_{T}=\sigma E+J$

Temos que:

$\Delta \times E=-j\omega \mu H$

$\Delta \times H=j\omega \varepsilon E+J$

$\Delta \cdot E={\frac {\rho }{\varepsilon }}$

$\Delta \cdot H=0$

Referências

[1] https://youtube.com/playlist?list=PLV2ClAMG4tOiSlM0BfQaypjBoGHn8kHtG

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