[Telecom] Tipo de material usar para minha antena?

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51M0N
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[Telecom] Tipo de material usar para minha antena?

Post by 51M0N » Mon Oct 10, 2016 8:18 am

Galera esse é um tema bem extenso, mas irei retratar o que andei pesquisando sobre.

Considerando as propriedades elétricas o parâmetro mais importante para a seleção do material que ira produzir sua antena é a resistência, devemos manter a resistência o mínimo possível pois quando a corrente flui através da resistência temos a energia convertida em calor com isso tempos o efeito de aquecimento de joule[1]

Demos primeiro considerar a resistividade (ρ) dos materiais, abaixo temos alguns materiais ordenados do menor para maior resistividade em nano ohm metros (nΩm) que pode ser usado na antena:

- Prata: 15,9
- Cobre: 16,8
- Ouro: 24,4
- Alumínio: 26,2
- Zinco: 59,0
- Níquel: 69,9
- Ferro: 100

Materiais com alta resistividade não são ruins, pois podemos compensar essa alta resistividade tendo um condutor mais grosso e assim ter uma resistência aceitável para seu projeto. O cobre é a melhor escolha, mas se formos olhar quando ao designer, custo e mecânica podemos ter o uso do alumino também para usar em nosso projeto.

O material a ser escolhido pode ser revestido com outro metal para minimizar o skin effect[2] e assim ter um metal útil para ter um uma frequência desejável que queira.

Outro aspecto que temos a considerar é a condutividade, quanto maior a condutividade terá padrões de radiação mais elevadas, no entanto, o tamanho e dimensão do condutor também afeta o seu desempenho, tomemos alguns exemplos

O alumínio é uma excelente escolha, pois é fácil de cortar e dobrar, fornece grande condutividade e é leve.
O cobre proporcionaria uma maior condutividade do que o alumínio, o fio de cobre com sua flexibilidade proporciona melhor facilidade de montagem e resistência ao vento, e de baixo custo para uma antena depende do que queira fazer.

Se você tiver uma antena puramente indutiva, que ira irradiar em uma determinada frequência e largura de banda muito estreita. Temos que considerar o fator de qualidade (Q)[3] mais explicação aqui[4]Mas o projeto de uma antena bem elaborada não vem da noite para o dia, temos que considerar alguns aspectos que mencionamos acima e muitos outros que mudaram o desempenho da antena se for bem/mal projetado[5].

A escolha de um material revestimento de esmalte é preferível uma vez que o revestimento faz com que não haja oxidação e corrosão. Os fios de cobre ou de aço são mais difíceis de manusear. Vários fatores influenciam na escolha do tipo e tamanho do fio. Mais um dos fatores importante a considerar são o comprimento e o intervalo não suportado, a quantidade de afundamento que pode ser tolerado, a estabilidade dos suportes sobe vento e pressão.


A tabela 1 mostra o diâmetro do fio, a capacidade da corrente e resistência de vários tamanhos de fio de cobre, já á tabela 2 mostra as tensões máxima de trabalho de hardware desenhada e fio de aço revestido de cobre de vários tamanhos. Estas duas tabelas podem ser utilizadas para selecionar o material do fio para uma antena.

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Para evitar perda de potência RF temos que isolar bem a antena do solo, se uma antena é para ser instalado no interior deixe a suspensa por materiais isolantes tais como madeira. [6]

Para melhores eficiências temos que considerar materiais não magnéticos com comprimento de onda de interesse, não usar materiais magnéticos, tais como fios revestidos com estanho, chumbo, ou solda[7]. Pesquisando mais encontrei essas informações: [8]

Antenas que operam abaixo dos 15 MHz, são antenas feitas com fios comuns, onde são projetadas de acordo com sua frequência de operação.

De 15 MHz aos 25 MHz são antenas feitas com tubos de um centímetro e meio de diâmetro onde tem um ganho melhor

De 25 MHz aos 500 MHz são usados alumínios em forma tubular com um centímetro de espessura.

De 500 MHz em diante na faixa do UHF podemos usar fios de cobre por também ser mais fácil de manusear como mencionamos acima.


Conclusão

Então pessoal o que tiramos disso tudo que para termos uma antena de boa qualidade necessitamos desde ao seu designer, cálculos e hardware de boa qualidade seja para transmissão ou recepção, também devemos considerar materiais que não oxidam rápido, mas mesmo assim temos algumas oxidações com o tempo nesse caso devemos tratar de colocar materiais galvanizados, passar algum banho de esmalte antes de expor ao tempo.


Referências
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_heating
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Q_factor
[4] http://www.astrosurf.com/luxorion/qsl-a ... basics.htm
[5] http://www.innovantennas.com/10001-cont ... ality.html
[6] http://www.qrz.ru/schemes/contribute/arrl/chap20.pdf
[7] https://web.archive.org/web/20151220195 ... ciency.pdf
[8] http://professordiegof.webnode.com.br/t ... 20antenas/
[9] http://ham.stackexchange.com/questions/ ... a-elements

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Re: [Telecom] Tipo de material usar para minha antena?

Post by Kodo no Kami » Tue Oct 11, 2016 4:21 am

muito massa mano algum dia ainda tento construir uma \o
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Conheça o sistema e manipule ele, se limite ao sistema e seja manipulado por ele ~kodo no kami

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