A escolha correta da antena, na transmissão de dados via rídio é de extrema importância para o bom funcionamento do sistema. É a antena que efetua o acoplamento de impedância entre a saída do transmissor e o espaço livre o qual é de 377 ohms.

Seus componentes, tais como: diretor, refletor, gama, plano terra etc… Devem ser proporcionais ao comprimento de onda da freqüência a ser irradiada.

O comprimento de onda de uma freqüência é o resultado da divisão da velocidade da luz por esta freqüência. Ex: 300.000. Km/s = 12,18 cm, ou seja, a freqüência de 2.462 Mhz possui o comprimento de onda de 12,18 cm Para escolher corretamente o tipo de antena a ser usado, devemos observar os seguintes itens, os quais serão comentados em suas individualidades no momento oportuno:

a) A distância que os sinais deverão atingir.
b) As direções a serem enviados os sinais.
c) A freqüência a ser usada.
d) A geografia do terreno entre os pontos de transmissão e recepção.

Embora existam muitos modelos de antenas, os tipos são basicamente três:

1) Direcional.
2) Semi-Direcional ou Setorial.
3) Onidirecional.

Direcional: são antenas que transmitem os sinais em uma única direção, com ângulo de irradiação bastante fechado, ficando aproximadamente entre 3 e 20 graus, cobrindo uma írea bastante restrita, os modelos bísicos são as parabólicas, podendo a paríbola ser fechada ou não, as yagis e as helicoidais.

- A parabólica com paríbola fechada, atenua sensivelmente os ruàdos vindo de traz, enquanto a paríbola de grade, atenua apenas moderadamente

- A yagi atenua moderadamente os ruàdos vindos de traz.

-A helicoidal atenua sensivelmente os ruàdos vindo tanto de traz como dos lados.

Semi-Direcional ou setorial: são antenas que transmitem os sinais também em uma única direção, porém com um ângulo de ir ra diação bastante aberto, ficando aproximadamente entre 30 e 180 graus, cobrindo uma írea bastante extensa, o modelo bísico é o painel setorial.

- O painel setorial atenua moderadamente os ruàdos vindo de traz.

Onidirecional: são antenas que transmitem os sinais em vírias direções, em ângulo de irradiação de 360 graus, conhecidas como omnis.

Todo o tipo de antena tem algum ganho em alguma direção, proveniente do fato de que as antenas não irradiam uniformemente em todas as direções.

A única antena que irradia uniformemente em todas as direções com intensidade igual de sinal existe somente na teoria, e se chama antena isotrópica, (é como se uma antena estivesse concentrada em um único ponto, dentro de uma esfera, irradiando para toda a superfàcie da mesma ao seu redor com intensidade igual). A utilidade prítica da antena isotrópica é servir como base de comparação para todas as demais antenas.

O ganho de uma antena é medido em dB, sendo sua unidade expressa em dBi onde a letra “i” indica que o sinal míximo da antena foi comparado com o sinal de uma antena isotrópica, colocada no mesmo lugar. A largura e direção da írea atingida pela irradiação de uma antena com seu ganho míximo a meia potência, chamamos de lóbulo de irradiação, o qual tem como medida seu ângulo de abertura e seu sentido de direção, pode ser horizontal ou vertical.

A onda eletromagnética irradiada por uma antena pode ter seu formato horizontal, vertical, circular ou helicoidal, o que chamamos de polarização.

Para que duas ou mais antenas se comuniquem entre si, é necessírio que as mesmas estejam irradiando com polarização igual.

Obs: não confundir lóbulo de irradiação com polarização, ou seja, lóbulo de irradiação é a largura e direção da írea atingida pela irradiação e polarização é o formato da onda irradiada.

Para que uma antena seja considerada de bom rendimento, é necessírio que além do ganho em dBi, ela esteja sintonizada na freqüência para que foi projetada, irradiando no mànimo 89% da potência recebida pelo transmissor.

Para sabermos se uma antena esta sintonizada, é necessírio medirmos sua R.O.E, que é a relação entre a potência irradiada e a refletida, o que chamamos de onda estacioníria,a qual pode ser medida através da escala própria da R.O.E, ou em percentual.

Comparativo entre a escala da R.O.E e percentual:
ROE. = 1___1.2__1.5___2___3_____4_____5_____9
Perc. = 0%__1%__4%_11%_25%__36%__50%__65%

Classificamos a onda estacioníria de acordo com seu percentual conforme Segue:

Até 4% ótima, entre 4 e 8% boa, entre 8 e 11% regular, entre 11 e 18% ruim, entre 18 e 25% péssima e acima deste percentual estaremos sujeito a sérios problemas.

Muitas vezes para baixar a estacioníria de um sistema irradiante, torna-se necessírio usar o cabo da linha de transmissão entre o transmissor e a antena, com extensão proporcional a múltiplos do comprimento de onda referente à freqüência em operação.

Em transmissão de dados via rídio, a distância atingida pela irradiação de uma antena pode ser estabelecida de acordo com seu ganho em dBi, isto é, para cada dBi de ganho acrescenta-se 900m de alcance.

Ex: Uma antena com ganho de 20 dBi terí um alcance de aproximadamente 18 Km, considerando que a potencia de saàda do radio transmissor seja a usual de 32 mw.

O presente cílculo foi baseado na potencia usual de saidado rídio de aproximadamente 32 Mw. Para alcance maior que 900m por dBi, serí necessírio a troca por equipamento especial de maior potência ou o uso de amplificador.

Qual a melhor antena?

A melhor antena é aquela que coloca o sinal necessírio, no local de recepção, com o menor desperdiço em outras direções, com a menor potência gerada, com o menor espaço ocupado, com a menor resistência ao vento, com o menor peso e com o menor custo.

Para a escolha da antena que mais se aproxime do ideal, é necessírio primeiro definir o que desejamos fazer:

1º – Enviar ou receber sinais de/ou para um ponto predeterminado.
2º- Enviar ou receber sinais de/ou para vírios pontos dentro de uma írea predeterminada.
3º- Enviar ou receber sinais de/ou para vírios pontos ao nosso redor.
4°- Para/ou de que distâncias queremos enviar/ou receber sinais.

Primeiro item – utilizaremos uma antena do tipo PARABÓLICA, podendo ser do modelo com paríbola de grade ou fechada.

A diferença bísica entre ambas, é que a paríbola fechada atenua um pouco mais os ruàdos vindo tanto de trís quanto dos lados, sendo indicada principalmente para locais onde a incidência de ruàdos seja mais acentuada.

Obs: É bom lembrar que tanto a freqüência de 2.4 quanto à de 5.8 Ghz são freqüências chamadas de “visuais”, tem que haver um ponto visual entre as antenas, pois trata-se de freqüências muito altas e qualquer obstículo a sua frente pode interromper seu trajeto ou desvia-lo.

Segundo item – utilizaremos uma antena setorial, a qual ira cobrir uma írea predeterminada que dependera do lóbulo de irradiação da mesma.

O ângulo de abertura do lóbulo de irradiação destas antenas variam de aproximadamente 40° a 120º graus na polarização horizontal e de 20° a 60° graus na polarização vertical.

Obs: Lóbulo de irradiação é a relação entre a direção, forma e írea atingida pelos sinais de radio freqüência emitidos por uma antena, podendo ser comparado a um facho de luz. Antenas com dois lóbulos de irradiação distintos, um no sentido horizontal e outro no sentido vertical são antenas que possuem polarização, e as com um único lóbulo de irradiação, tipo circular ou helicoidal não possuem polarização.

Para que haja comunicação (link) entre duas ou mais antenas, é necessírio que elas estejam polarizadas entre si.

Terceiro item – utilizaremos uma antena onidirecional, conhecida como omnidirecional, a qual irradia num ângulo de 360º graus horizontal e dependendo do seu ganho, de 10 a 3 graus verticais aproximadamente.

A quem diz que quanto mais alto instalarmos uma antena melhor, neste caso em que a freqüência é alta,tal ideia não condiz com a realidade, pois vai depender da distânciba e da altitude do ponto a ser atingido e do lóbulo de irradiação vertical da mesma.

Se uma antena for instalada muito mais alta do que os pontos a serem atingidos, e seu lóbulo de irradiação for muito fechado no sentido vertical, os pontos muito próximos da mesma e com desnàvel acentuado terão péssima qualidade de sinal ou nem haverí link com esta.

Uma antena omnidirecional com ganho de oito dBi possui um lóbulo de irradiação vertical de aproximadamente 7° a 9º graus dependendo do fabricante e sua irradiação chega aproximadamente a 7,2 Km com 32 mw de excitação, enquanto que uma omnidirecional com 15 dBi de ganho possui um lóbulo de irradiação na vertical aproximadamente entre 3º a 5º graus e sua irradiação chega aproximadamente a 13,5 Km.

Conclusão:

Devido a grande diferença acentuada dos graus nos lóbulos de irradiação vertical entre as duas antenas, teremos nos pontos bem próximos da omni de oito dBi um sinal de alta qualidade e em distancias superiores a 7,2 Km um sinal de regular para ruim, enquanto que na omni de 15 dBi teremos nos pontos bem próximos da mesma um sinal de péssima qualidade e entre 7,2 e 13,5 KM um sinal de ótima qualidade.

Portanto se substituirmos uma antena de oito dBi por uma de quinze dBi, teremos um maior alcance do sinal, porem aqueles pontos próximos da antena, que estavam com um sinal de boa qualidade, ficarão comprometidos.

Ou seja, nem sempre iremos resolver nosso problema com a substituição de uma omni de 8 dBi por uma de 15.O desnàvel entre antenas ficarí mais acentuado devido ao ângulo do lóbulo de irradiação da antena de 15 dBi ser menor e portando mais cràtico.

Se tivermos uma omni de 8 dBi instalada e quisermos atingir distância superior a sua capacidade (aproximadamente 7,2 Km), devemos fazer uso de amplificador, ou instalar uma omni de 15 dBi acima da omni de 8 dBi através de um divisor de potência.

Quarto item – calcularemos para cada dBi de ganho da antena a ser escolhida, cobrir uma írea dentro de seu lóbulo de irradiação de aproximadamente 900 metros de distância, levando-se em consideração, a excitação da mesma pela potência usual de saàda do equipamento de aproximadamente 32 mw.

Para que possamos atingir distâncias superiores a 900 metros por dBi de ganho de uma antena, mantendo a velocidade de trífego de dados com qualidade do sinal, serí necessírio o uso de amplificador, ou a troca do equipamento usual (radio), por equipamento especial de maior potência.

Cuidados na instalação de antenas 2.4 e 5.8 Ghz.

A escolha correta da antena, sua qualidade, bem como a qualidade do cabo de transmissão com seus conectores que interligam o mesmo ao equipamento e qualidade de instalação, são requisitos fundamentais para uma boa performance na transmissão de dados.

1- verifique a situação geogrífica entre os pontos de emissão e recepção dos sinais para ver se hí visada entre os mesmos, e se possàvel faça um teste prítico com transmissão de sinais para avaliar a qualidade do mesmo, determinando a viabilidade de link entre os pontos desejados.

2- Caso haja algum obstículo entre os pontos definidos para efetuar o link (edifàcio, morro, etc…), que impeça o link, teremos que localizar um terceiro, que tenha visada para com os dois primeiros, a fim de servir de apoio para podermos viabilizar o projeto.

3- Verifique sempre se o local escolhido para a instalação da antena estí dentro de uma írea protegida por píra-raios, caso isto não aconteça, deixe sempre uma parte do metal onde se esta fixando o suporte da antena, mais alto que a mesma (de preferência que o mesmo seja pontiagudo), e faça um bom aterramento desta estrutura caso a mesma não esteja aterrada, para que sirva de píra-raios.

4- Mesmo que as instalações estejam protegidas por píra-raios, devemos reforçar a proteção dos equipamentos instalando um centelhador no cabo de transmissão, entre a antena e o rídio, e na tomada de energia dos equipamentos, usaremos um conjunto de tomadas de energia elétrica, do tipo régua filtrada, que além de possuir um filtro para atenuar ruàdos da rede, ainda possui um varistor para proteção contra sobre tensão.

5- Procure instalar a antena o mais próximo possàvel do radio, pois as perdas do cabo em distâncias superiores a 15 metros jí começam a ser preocupantes.

Caso isto não seja possàvel, teremos que optar por instalar o radio próximo da antena, dentro de uma caixa hermética, ou passar a fazer uso de amplificador do tipo externo.

6- Se o local onde for instalada antena estiver poluàdo por vírios sinais de R.F, tente mudar a polarização da antena para atenuar os ruàdos causados pela interferência dos mesmos.

7-Sempre procurar melhorar o sinal com antenas de maior ganho e do tipo e modelo com lóbulo de irradiação mais apropriado para o que se deseja.

8-Só fazer uso de amplificadores em último caso, pois os mesmos junto com os sinais amplificam também os ruàdos, alem de interferirem (causar batimento) em sinais distintos próximos a ele.

9-Usar cabos e conectores de boa qualidade e com a impedância de acordo com os equipamentos, neste caso 50 ohms.

10-É de estrema importância que os conectores que ficarem expostos a intempéries, sejam perfeitamente impermeabilizados contra a umidade, de preferência com silicone, pois a umidade é o principal inimigo das altas freqüências.

-Podemos afirmar que noventa por cento dos problemas com perda de qualidade do sinal, diminuição no ganho da antena, perda de pacotes na transmissão de dados e aumento de ruàdos, deve-se à entrada de umidade na antena ( umedecendo seu gama ), e principalmente nas conexões por falta de uma perfeita impermeabilização, e com o passar do tempo vai piorando cada vez mais a qualidade de transmissão devido à oxidação dos componentes, processo este que continua independente se o componente jí estiver seco.

Obs: Quando começar a aparecer alguns dos problemas acima, ou todos ao mesmo tempo e haja duvidas quanto ao diagnóstico da causa, inicie primeiro, verificando o cabo proprietírio (aquele que conecta o cartão do radio a antena), se estiver bom, faça a manutenção nas conexões, se possàvel com a troca de conectores, centelhadores, etc… .

Se o problema ainda persistir, verifique se houve possibilidade de ter entrado umidade na parte interna das antenas tipos omnidirecional, setorial, e yagi, ou no alimentador no caso de antenas tipo parabólica.

Com este procedimento, poderemos ganhar tempo e evitar custos com envio de equipamentos para testes.