Projeto Final - Antena Helicoidal

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    04-Oct-2015

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Projeto Final - Antena Helicoidal

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    Engenharia de Informao

    Prof. Marcelo Perotoni

    EN2615 - Propagao e Antenas

    Bruna Cunha de Carvalho

    Felipe Baena Garcia

    PROJETO FINAL: ANTENA HELICOIDAL

    Foi escolhida a antena helicoidal para ser projetada como projeto final. A

    antena deve ressoar na frequncia de 2.45 Ghz (Wi-Fi) e foi projetada

    utilizando o software CST para simulao.

    Para a frequncia de 2.45 GHz calculou-se o comprimento de onda como

    parmetro de entrada.

    As dimenses da antena helicoidal podem ser calculadas em funo do

    comprimento de onda, da seguinte forma (Gomes1):

    Distncia entre as espiras (S):

    Dimetro da espira (D):

    Dimetro da placa refletora (R):

    O dimetro (d) do fio no descrito pelo autor.

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    Figura 1 Dimenses da Antena

    Fixado o nmero de espiras da hlice (N), pode-se calcular a diretividade e

    largura de feixe. Neste projeto foi fixado N igual a 12 espiras, assim tm-se

    as seguintes expresses:

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    O campo gerado por este tipo de antena tem polarizao circular, ou seja,

    os campos, eltrico e magntico, tm sua direo variando circularmente

    com o avano da hlice.

    Os seguintes valores foram utilizados na simulao inicial:

    O livro1 no cita o dimetro do fio, logo, valores arbitrrios foram adotados,

    de acordo o visualizado nos modelos j implementados2.

    Figura 2 Energia/dB

    Com as dimenses ajustadas conforme descrito acima foi obtido um ganho

    de inicial de 8 dB aproximadamente. Sendo assim as dimenses foram

    reajustadas e obteve-se um ganho de 13.26 dB conforme visto na figura 3.

    As novas dimenses foram ajustadas conforme a seguir:

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    Com as dimenses definidas foi possvel foi possvel realizar a simulao no

    CST Studio e obter o Farfield em 2.45 GHz.

    Figura 3 Campo Farfield em 2.45 Ghz

    Porm a curva de parmetro S no apresentou ressonncia em 2.45 GHz na

    simulao, e sim prxima a 1.5 GHz, conforme se pode ver na figura abaixo.

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    Figura 4 Parmetro S

    Conforme medido em laboratrio, a frequncia inicial de ressonncia estava

    na faixa de 1 GHz, com as dimenses calculadas. Porm ajustando as

    dimenses da antena. Aproximando as espiras da placa refletora e

    diminuindo o dimetro D se pode observar uma ressonncia na faixa de 2

    GHZ, conforme segue a figura abaixo.

    Figura 5 Ressonncia em 2 GHz

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    A antena foi construda conforme se pode observar nas figuras abaixo:

    Figura 6 Antena com base de alumnio e fio de cobre

    Figura 7 Antena com base com conector tipo N

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    Figura 8 Antena Helicoidal

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    Referncias Bibliogrficas

    [1] GOMES, Alcides Tadeu Telecomunicaes: transmisso e recepo

    AM-FM: sistemas pulsados So Paulo rica, 1985 7 ed..

    [2] - BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analysis and Design

    Hoboken Wiley Interscience, 2005 3ed..

    [3] - Helical/helix antenna cookbook recipe for 2.4 GHz wavelans and/or

    WiFi applications - http://helix.remco.tk/ - acessado em 14/05/2014.

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