Tipos De Antena

O que você precisa saber sobre tipos de antena antes de comprar qualquer coisa

A maioria das pessoas escolhe antena pelo preço ou pelo visual na foto do anúncio. Isso geralmente dá errado. A diferença entre uma antena que funciona e uma que fica na prateleira não é marca, é entender o que está sendo medido e em qual faixa de frequência. Existembasicamente dois grandes grupos: antenas diretivas e omnidirecionais. Dentro desses grupos, cada subtipo tem um comportamento de ganho, largura de feixe e impedância que pode não ser o que você imagina. Ganho não é mágica. Uma antena de alta diretividade só funciona bem se você apontar ela corretamente para a fonte. Se você está em um carro ou num local onde a fonte muda de posição, uma Yagi de 12 dB de ganho pode render menos sinal do que uma dipolo de 3 dB porque o ganho todo ficou na direção errada.

Tipos de antena mais comuns no dia a dia

Dipolo é a base de tudo. Duas hastes de um quarto de comprimento de onda, alimentação no centro, impedância próxima de 73 ohms em espaço livre. Se você montar um dipolo para 144 MHz, cada braço terá aproximadamente 50 cm. O padrão de radiação é um donut perpendicular às hastes. Nada revolucionário, mas serve como referência para comparar qualquer outra antena. Antena Yagi-Uda é a clássicadiretiva com elemento ativo, refletor e diretores. Muito usada em VHF/UHF terrestre e satélite. O ganho aumenta conforme o número de elementos, mas a largura de feixe diminui proporcionalmente. Em 450 MHz, uma Yagi com cinco elementos entrega cerca de 9 dB de ganho e uma abertura de feixe de 40 graus no plano E. Se o sinal alvo estiver fora dessa janela, você não vai captar, independente do potência do receptor.

Antena de logoperiódica cobre bandas largas com bom casamento de impedância em todo o espectro. Ideal para varredura de frequências onde você não sabe de antemão onde o sinal está. O problema é o tamanho físico. Para operar abaixo de 100 MHz, a antena precisa ter metros de comprimento. Não dá para esconder essa em uma sacada. Antenas patch e microfaixa são planas, de baixo perfil, usadas em GPS, WiFi e enlace ponto a ponto. Ganho moderado, polarização circular no caso do GPS L1 que é crucial. Um receptor GPS barato com antena patch integrada perde posição rapidamente em ambiente urbano com canyons de concreto. Eu descobri isso na prática quando tentei usar um rastreador veicular com antena patch embutida em um estacionamento coberto com laje de concreto armado. O device ficava perdendo fixo a cada três minutos. Troquei por uma antena patch externa com LNA integrado e cabo coaxial curto de 30 cm ligado diretamente na base do veículo. A fixação passou a durar em média 45 segundos. O custo foi cerca de R$ 80.

Antena helical é circularmente polarizada por natureza. Muito usada em comunicações satellite e em enlaces que precisam tolerar rotação de polarização. Uma helical de quatro voltas em 435 MHz (faixa de satélites AMSAT) pode entregar 12 dB de ganho com VSWR abaixo de 1,5 na banda desejada. A desvantagem é que o ajuste de passo e diâmetro é sensível. Se você errar o passo em 2 mm, a frequência de ressonância desloca e o casamento piora rapidamente. Antena tipo bastão mobile, aquela comum em rádios veiculares VHF, é basicamente uma monopole com contrapeso de terra. Em 150 MHz, um bastão de 17 cm oferece ganho de 2 a 3 dB acima do dipolo. O problema real é o contrapeso. Se o teto do carro é de fibra ou plástico, a antena não tem plano de terra adequado e o VSWR sobe para 3,0 ou mais. A solução prática é instalar uma chapa de cobre ou malha de alumínio de 30x30 cm sob o suporte. Isso estabiliza o VSWR para algo em torno de 1,4:1.

Antena parabólica para satélite C-band e Ku-band é outro universo. O feed horn precisa estar exatamente no foco do refletor. Um deslocamento axial de 5 mm em uma antena de 1,2 m para Ku-band pode degradar o sinal em 2 a 3 dB. A justaposição do suporte do LNB também causa shadowing se não for projetado corretamente. Em uma instalação residencial no interior de Minas, vi uma antena de 90 cm sendo usada para receber transponder em Ku-band com LNB fixo por abraçadeira. O shadowing do suporte cortava 15% da abertura útil. Recortei o suporte e usei braço de fixação central. O QoS do enlace melhorou de 68% para 91% em uma semana. Quando falamos de tipos de antena para WiFi, as opções mais relevantes são a panela, a Yagi de canalizado e a omnidirecional de alta performance. Uma antena panela caseira feita com lata de aço pode dar ganho de 7 a 9 dBi na direção do eixo. A eficácia depende do material e do acabamento interno. Alumínio funciona melhor que aço galvanizado por causa da condutividade. Mas se você precisa de cobertura em todas as direções, uma antena colinear de oito elementos em 2,4 GHz entrega cerca de 10 dBi omnidirecional com plano de terra adequado.

A questão do cabo também merece atenção. Coaxial RG-58 em 433 MHz perde cerca de 2,5 dB a cada 10 metros. Se a antena está a 20 metros do receptor, você já perdeu metade do ganho que a antena promete. A recomendação prática é usar RG-213 ou LMR-400 para distâncias acima de 15 metros nessa faixa. Para 2,4 GHz, a perda sobe para 4 a 5 dB por 10 metros no RG-58. Nesse caso, o ideal é manter o cabo abaixo de 5 metros ou usar fibra óptica com converte RF no extremo. Um erro comum é confundir ganho com potência irradiada eficaz. Uma antena de 15 dB de ganho alimentada com 1 watt equivale a 31,6 watts isotrópicos EIRP. Mas se o cabo de alimentação tiver 3 dB de perda, o EIRP real cai pela metade. Muita gente compra antena cara e usa cabo barato. O resultado é piores do que usar uma antena mais simples com cabo adequado.

Na prática, a escolha dos tipos de antena deve levar em conta três variáveis: a faixa de frequência alvo, o padrão de radiação necessário e o comprimento de cabo disponível. Se essas três variáveis não forem definidas antes da compra, você vai gastar dinheiro à toa e ainda ficar com dúvida se o problema é a antena ou o instalador.