Antenas de RF – Aprenda escolher a antena certa

Quando os problemas de RF acontecem e com essa ferramenta que devemos checar em primeiro lugar. Neste post iremos mostrar os prós e contras de cada tipo de antena.

Os sistemas sem fio ganharam popularidade nos shows e eventos por propiciarem liberdade de movimentos para os artistas e palestrantes, ninguém gosta de ficar se enrolando ou tropeçando em cabos. Esse foi um dos motivos da expansão do uso de sistemas sem fio, hoje em dia em pequenos sistemas é relativamente fácil coordenar e fazer o setup dos sistemas – mas problemas sempre acontecem.

E quando os problemas acontecem , fugas ( dropouts ), interferências RFI ,o processo de descoberta para o usuário comum é quase um jogo de adivinhação , tentativa e erro mesmo. E quando os problemas acontecem o principal suspeito são os transmissores ou receptores quase nunca pensamos que pode ser problemas nos cabos e/ou antenas. Num sistema que esteja usando as antenas e cabos adequados e com as antenas bem posicionadas muitos dos problemas de fuga / interferência são literalmente eliminados ou no minímo atenuados. Entender os tipos e modelos de antenas vai ajudar a você na escolha do tipo certo para cada caso. Um pouco antes vamos entender a posicionar e conectar as atenas do modo correto.

Posicionamento Adequado

Os corretores de imoveis , tem um lema em que “localização” é tudo. A localização define o valor do imóvel e consequentemente a sua comissão. Fazendo uma analogia com o mundo do RF o posicionamento das antenas podem significar o sucesso ou o completo desastre de um evento. Voçe já deve ter notado que os sistemas de RF saem de fabrica com antenas do tipo palito (Whip Antenna ).
Uma pergunta rápida, se você tiver que montar os equipamentos num rack , a antena palito é uma boa opção ? SIM e NÃO
SIM , ela vai funcionar mas a possibilidades de problemas é grande.
NÂO , acima de dois equipamentos num rack já pense na possibilidade de usar um splitter / combiner e antenas remota.

Porque as antenas WHIP são ineficientes, quando elas estão montadas dentro de um rack , a altura média das antenas sera no máximo um metro e meio do piso, isso limita a linha de visada ( a antena deve sempre ENXERGAR seu transmissor / receptor , e nessa posição você invariavelmente terá pessoas passando ou paradas entre o seu transmissor / receptor e o corpo humano por ser composto de 53% de água e um isolante das ondas de RF, outro inimigo da propagação de RF são os elementos metálicos que seguem os mesmos conceitos de propagação das ondas sonoras quanto aos fenômenos de Refração , Difração Veja este video e entenda.

Uma característica da antena WHIP que pode ajudar em alguns casos e te atrapalhar ou diminuir a eficiência do sistema em outros, é que ela é omnidirecional ou seja ela emite ondas para todos os lados , desperdiçando energia que poderia ser direcionada no caso de trasmissores. No caso de de receptores em alguns casos é benéfico captar o sinal dos transmissores de qualquer lado.

Para se manter a linha de visada entre transmissores e receptores a saída é posicioná-la acima da altura media de uma pessoa entre 1,80 a 2,50mts, muitas vezes isso nem é fácil nem esteticamente bonito mas garante uma excelente performance de transmissão e recepção. Bem quem usa antenas WHIP a este ponto do texto tá perguntando e ai como eu faço ? Não tenho outra resposta, esta na hora de investir em um combiner / splitter um bom cabo e uma antena remota. Um aviso cabos são muito importantes na performance de um sistema , um cabo longo demais ou de baixo qualidade pode prejudicar todo um sistema mais adiante falaremos de cabos mais detalhadamente. Voltando ao posicionamento das antenas alem da altura o distanciamento entre elas tem que ser respeitado, sem sistemas UHF a resposta de mais facil entendimento e que se deve manter a distancia minima de pelo menos ¼ do comprimento de onda da frequencial mais baixa do sistema, no mundo pratico 1,25m de distancia entre uma antena e outra.

Tipos de Antena

Já aprendemos a posicionar as antenas para evitar fugas, interferências entre elas , mas agora precisamos entender quais as características de cada tipo de antena , os parâmetros importantes de uma antena que são padrão polar , ganho e polarização. Uma das receitas de bolo mais comuns no mundo do RF é: “Coloca uma antena ativa que tudo se resolve”
Primeiro o conceito “ATIVO” não significa amplificado como entendemos um amplificador para caixas acústicas, numa antena ativa o circuito eletrônico esta presente para compensar a perda na transmissão do meio físico ou seja no cabo. Em alguns casos o uso de antenas ativas com cabos curtos pode causar mais problemas que dar soluções. Agora você deve entender porque os fabricantes enviam seus sistemas com uma simples antena WHIP em RF, quanto mais simples menos problemas, eles agem dessa forma pois a antena enviada junto com o equipamento é desenhada para aquele circuito muitas das vezes ela esta limitada ao range de frequência daquele sistema. Utilizando antenas de banda limitada ajuda na rejeição de interferências de sistemas de outras bandas de frequência e ruido de fundo ( RFI )
Antenas de banda larga ( Wideband ) como o nome já sugere, aceitam uma ampla gama de frequências, e algumas mais sofisticadas até permitem que o usuário determine a largura de banda que ela deve captar, a AD 9000 Sennheiser é um exemplo disso. As antenas wideband são indicadas para o uso com combiner / splitters que alimentam vários modelos de transmissores / receptores.

Antenas Ominidirecionais são geralmente do tipo WHIP aqueles palitinhos que acompanham os sistemas de fábrica temos alguns variantes para montagem remota mas a WHIP e a mais comum.
Antenas omnidirecionais usando uma analogia do mundo do áudio ela se comporta como um microfone omni captando o sinal por todos os lados. A sua aplicação é indicada para pequenos ambientes como academias , salas de conferencia , salas de aula etc … As devantagens e que devido a emissão / captação por todos os lados este tipo de antena sofre muito por reforços e cancelamentos que podem causar problemas principalmente se forem usados mais de um transmissor / receptor num mesmo ambiente.

Antenas Direcionais conhecidas pelos mais diversos nomes: Pá, Asa de Morcego por causa da sua forma e cor. Alguns fabricantes tem versões de piso geralmente no formato circular que propiciam uma captação pontual e localizada. A maior vantagem deste modelo de antena e sua cobertura que permite mirar para onde se quer direcionar a emissão do RF ou de outro lado captar o sinal dos transmissores rejeitando sinais da parte de trás da antena. Isso pode ajudar muito em ambiente que tem alto nível de ruido de fundo de RFI, ou em situações que o transmissor / receptor está muito distante para uma antena omni comum.

Antenas Helicoidais Polarizadas essas antenas de alta eficiência foram originalmente desenvolvida para uso militar. Elas fornecem uma ampla cobertura a longa distancia o que evita fugas e / ou dropouts mesmo com o receptor / transmissor em movimento. Numa explicação simplificada as antenas comum ( Omni / Direcionais ) captam com eficiência em um único plano , o vertical e ai que as Helicoidais levam vantagem pois ela é eficiente em qualquer um dos planos de polarização ( vertical , horizontal e todos os pontos entre um plano e outro ). E muito comum ver antenas deste tipo em grandes festivais, eventos esportivos.
Seus padrões polares são bem parecidos com os dos microfones, veja figura abaixo:
patterns

Quanto aos dados de polarização e ganho de cada antena o melhor e consultar o manual do fabricante da antena.

Quanto mais RF melhor
Agora que você tem uma maior compreensão dos conceitos básicos sobre Antenas e hora de otimizar o seu sistema para evitar que ele sofra com fugas ( dropouts ). Baseado no que você aprendeu utilizando o conhecimento para usar as ferramentas certas seu sistema ficar QUASE imune a fugas e interferências que possam interromper seu show ou evento.
Numa próxima oportunidade voltaremos para falar sobre cabos, combinners e splitter.
Deixe nos comentários suas duvidas e sugestão de temas sobre RF.

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Filed Under: LazzaroRFiles

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