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 dependem da antena ser eletricamente pequena ou grande. No caso intermediário, escolha sempre o maior valor entre as condições que se mostram na figura em anexo. 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).

Campos de irradiação e propagação

O princípio da pedra jogada numa lagoa é o mais elucidativo exemplo de campos de irradiação e propagação.

As ondas produzidas no meio de uma massa líquida por uma pedra lançada, depois que chegou ao fundo, continuam se propagando.

A pedra e sua queda, não são necessárias à manutenção das ondas, mas foram prementes à sua criação, cessou a causa (Queda da pedra), porém o efeito (propagação de ondas) teve seu prosseguimento, independente daquela ter cessado.

As linhas de fluxo, concêntricas em forma de ondas transportam energia, a este deslocamento, define-se como propagação. A energia contida nas ondas, chama-se energia irradiada ou campo distante (analogamente no caso da água), a água espirrada acelerada pelo impacto da pedra e, em volta dela, para efeito de analogia pode ser definida campo próximo.

Regiões de campos próximos

Os

Campo próximo

Existem dois tipos de distribuição de linhas de campo, as mais próximas da antena que deixam de existir imediatamente ao cessar a causa. Isto é, quando cessa a corrente esta sofre a anulação por um semi-ciclo, e as linhas não chegam a se fechar, portanto, não se propagam. Esse efeito é definido "campo próximo, de Fresnel ou campo de indução". Campo distante

Quando as linhas se fecham, portanto se propagam no espaço carregando consigo energia irradiada, análogo ao exemplo acima, denomina-se "campo distante, ou de Fraunhofer, ou campo de irradiação."

   Nas antenas que utilizam refletores, ambos são importantíssimos, "o campo elétrico na região distante varia com o inverso da distância, enquanto que na região próxima isto não acontece".

Referências

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

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