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==Antena Isotrópica==
A diretividade e a densidade de potência são funções de ponto,. isto é umUm cone teórico cuja geratriz é um ponto e a distribuição de densidade de potência pode ser deduzida como função de área de uma semi -esfera se propagando através do tempo e aumentando sua área em função deste até atingir hipoteticamente a parede interna de uma esfera virtual iluminando-a.
Podemos usar a densidade de potência para medir a capacidade que uma antena tem de concentrar energia (iluminar) numa determinada região do espaço.
Quanto mais agudo o ângulo do cone de propagação formado pelo lóbulo principal (mais estreito o feixe), maior é a diretividade da antena, maior é a densidade de potência que ilumina uma pré determinada área do espaço na direção de máxima irradiação, na esfera virtual.
Para se ter um parâmetro de comparação, temos necessidade de usar uma antena hipotética, onidirecional, que ilumine a parede interna de uma esfera virtual uniformemente. ▼Esta é o que podemos chamar de antena isotrópica onde se hipoteticamente Pr = Po então logicamente a diretividade ficará :
▲Para se ter um parâmetro de comparação, temos necessidade de usar uma antena hipotética, onidirecional, que ilumine a parede interna de uma esfera virtual uniformementehipoteticamente flutuando no espaço.
Esta é a definição de antena isotrópica onde:
* Pr = Po
A diretividade (D) ficará :
ImagineImaginemos uma esfera perfeita, uma bolha de sabão por exemplo, esta esfera contém em seu centro uma lâmpada sem refletor de espécie alguma , emitindo luz para todos os pontos desta esfera. ▼
Veja que aA iluminação, se a fonte for um ponto, será uniformemente distribuída em toda a área destainterna da esfera, logo , a distribuição de potência seguirá ao mesmo princípio , isto é energia irradiada em todas as direções isotropicamente. ▼
PorémImaginemos auma esfera com uma lâmpada em seu centro. A lâmpada, não é mais sendo um ponto, e sim um segmento , noem centroforma da esfera, umde filamento , digamos. ▼
Raciocinemos, comoComo temos um segmento longitudinal (semelhante ao filamento de uma lâmpada) no centro de uma esfera perfeita, se olharmos de frente para este segmento, veremos (no exemplo de filamento), um fio esticado emitindo luz, se girarmos esta esfera em noventa graus no sentido horizontal, ao invés de enxergarmos um traço enxergaremos um ponto emitindo luz. FicaAo fácilobservarmos entãoo continuarfio oesticado raciocíniode semlado, utilizara maçantesluz exemplosnão matemáticosirradiará em todos os sentidos, ela se propagará em sua maioria para frente, para trás, para cima, e para baixo. Não haverá iluminação nas laterais (ou esta será mínima). ▼Não cabe aqui usar o cálculo integral para deduzir densidade de potência sobre superfície esférica. Usarei a seguir exemplos intuitivos para tentar explicar e simplificar deduções matemáticas ( para aqueles que tiverem a curiosidade a respeito dos cálculos, peçam-me por e-mail e os mesmos serão enviados sem problema algum ).
Imaginemos que ao invés de esfera tenhamos cubo perfeito, observaremos mais claramente este efeito.
Houve uma alteração da diretividade em relação ao isotrópico (fonte pontual), ficam duas faces de nossodo cubo sem receber a luziluminação (as laterais) e as outras quatro recebendorecebem equitativamente a quantidade de luz que não foi para as laterais. AíDesta podemosforma verificarverificamos a validade do fenômeno do ganho. Não houve aumento da luz, o que houve foi um redimensionamento da distribuição em outras direções . portantoPortanto, o ganho sempre é referente aao redirecionamento de uma porção de energia para uma determinada direção. ▼A potência total irradiada por uma antena pode ser imaginada da seguinte forma:
▲Imagine uma esfera perfeita, uma bolha de sabão por exemplo, esta esfera contém em seu centro uma lâmpada sem refletor de espécie alguma , emitindo luz para todos os pontos desta esfera.
▲Veja que a iluminação, se a fonte for um ponto, será uniformemente distribuída em toda a área desta esfera, logo a distribuição de potência seguirá ao mesmo princípio.
Pronto! Esta é a nossa antena isotrópica, melhor sem a matemática, embora impossível sem ela não é?
Agora, imagine esta mesma esfera com a mesma lâmpada em seu centro.
▲Porém a lâmpada, não é mais um ponto, e sim um segmento, no centro da esfera, um filamento, digamos.
O que acontece agora com a iluminação, nas paredes internas de nossa esfera? Como é a distribuição da iluminação nestas paredes?
▲Raciocinemos, como temos um segmento longitudinal (semelhante ao filamento de uma lâmpada) no centro de uma esfera perfeita, se olharmos de frente para este segmento,veremos (no exemplo de filamento), um fio esticado emitindo luz, se girarmos esta esfera em noventa graus, ao invés de enxergarmos um traço enxergaremos um ponto emitindo luz. Fica fácil então continuar o raciocínio sem utilizar maçantes exemplos matemáticos.
Como fica então a iluminação da parede interna de nossa esfera? Vejamos; ao observarmos nosso fio esticado de lado, a luz não irradiará em todos os sentidos, ela se propagará na frente, nas costas, em cima, em baixo, só não haverá iluminação nas laterais (ou esta será mínima). Para facilitar este raciocínio, transformemos nossa esfera em cubo perfeito, observaremos mais claramente este efeito.
▲Houve uma alteração da diretividade em relação ao isotrópico (fonte pontual), ficam duas faces de nosso cubo sem receber a luz (as laterais) e as outras quatro recebendo equitativamente a quantidade de luz que não foi para as laterais. Aí podemos verificar a validade do fenômeno do ganho. Não houve aumento da luz, o que houve foi um redimensionamento da distribuição em outras direções portanto, o ganho sempre é referente a uma determinada direção.
Pronto, agora já podemos entender o porquê da importância da antena isotrópica como padrão de comparação tanto em relação a ganho, quanto em relação a diretividade, que diga-se de passagem, todos esses parâmetros estão intimamente co-relacionados.
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