CRAM

Antena: Componente reativo e resistivo

Publicado 05. Feb, 2015 por PY2JF - João Roberto como Artigos, Colaboradores

Por Luiz Amaral, PY1LL/AC2BR.

Uma antena, em seu ponto de alimentação, possui no caso geral duas componentes, uma reativa e outra resistiva. A componente reativa indica que a antena não está ressonante e a resistiva tem duas partes. A primeira, responsável pera radiação (que nos interessa) e que, quando estiver sendo relacionada ao ponto de máxima corrente da antena, é chamada de resistência de radiação e outra que reflete na antena todas as perdas (térmicas) da própria antena e do ambiente, como os condutores das proximidades incluindo a própria terra. Nas antenas de comprimento λ/2 no espaço livre, a resistência de radiação é de ≈ 73Ω. Se mais próxima da terra, esse valor cai. Nas antenas curtas (<λ/2), a resistência de radiação é menor, mas pode se conseguir aumentar seu valor usando-se carga indutiva ou carga de topo ou de ponta. Como as duas partes resistivas estão em série, isto é, por elas passa a mesma corrente, o que se procura é aumentar a relação entre a componente de radiação e a de perdas, aumentando a potência que é irradiada.

A componente reativa aumenta a impedância do circuito, diminuindo a corrente que passa nas resistivas, que sempre deve ser máxima.
Assim, ao contrário do que muitos pensam, um irradiante ressonante não irradia ‘mais’ do que um não ressonante por ser ressonante. O que acontece é que, para aumentar a corrente no irradiante (corrente é que gera irradiação), devemos diminuir a impedância total entre o gerador e a antena. Como não podemos mexer nas componentes resistiva e resistiva, a colocação NO CAMINHO da corrente (não necessariamente no próprio irradiante) de uma reatância de sentido oposto à da antena faz zerar a reatância total e, assim, a impedância total, aumentando a corrente. Isto significa se obter a ressonância sim, mas NÃO do irradiante, mas do conjunto.

Por exemplo, uma antena vertical curta (capacitiva) isolada da terra, terá máxima radiação quando se põe uma indutância no circuito, mas esta pode simplesmente ficar em série com a linha de transmissão (circuito resonante com irradiante não ressonante) ou entre a antena e a terra (circuito ressonante com o irradiante ressonante). Mas porque quase não se usa o primeiro caso e muito mais o segundo? É que, no primeiro caso, apesar de se ter reatância total nula, a componente resistiva não fica necessariamente casada com o cabo. No segundo caso, a indutância na base da antena é usada para compensar a reatância capacitiva da antena e também, por um tap, casar a componente resistiva pela relação de espiras do autotransformador criado pelo tap.

Uma antena de 1/4 de onda vertical contra a terra tem resistência de radiação MENOR que a impedância do cabo (50Ω) e, assim, um tap (impedância ainda menor) não consegue casar o cabo. Uma antena de 5λ/8 é maior que λ/2, apresenta uma reatância capacitiva (por ser menor que 3λ/4) e resistência de radiação MAIOR que 50Ω e, assim, pode-se casar o cabo num tap do indutor. Essa é aprincipal razão porque se usa 5λ/8 em antenas verticais (em planos terras horizontais). Essas antenas ainda têm maior rendimento por ter a resistência de radiação em maior proporção da resistência total.