Antena Plano-Terra

Existem uma infinidade de modelos de antenas para recepção e transmissão, antenas dipolo, Yagi, antenas helicoidais, parabólicas, etc. Mas com certeza a mais simples e barata, tirando a dipolo, é a antena plano-terra.

Quando se fala em antena, a plano de terra ou plano-terra, sempre devemos imaginar uma superfície condutora horizontal ou plana ou quase plana que serve como parte da antena , ela tem a função de refletir as ondas de rádio a partir do elemento irradiante da antena que fica na posição “quase”  sempre vertical como na figura abaixo.

O elemento refletor plano-terra não tem que necessariamente de ser ligado à terra e também as antenas Planos de terra são na sua maioria antenas mono polo, ou seja mais de um polo. Para calcular antenas plano terra clique aqui.

O Plano Terra

O plano-terra em antenas de baixa frequência (HF e abaixo)  os radiadores ou mastro são usados ​​para antenas de transmissão, a própria terra e o mar pode ser usado como um plano de terra.

Para antena de alta freqüência ( VHF acima), o plano de terra pode ser menor, podendo ser usado varetas, disco, tela, fio metálico ou mesmo a carroceria do carro, aeronave ou embarcação.

O plano de terra não tem de ser uma superfície contínua, as ondas eletromagnéticas a partir de apenas um elemento de antena já é capaz de refletir, o plano terra, ou seja o refletor forma  uma imagem de espelho da antena.

Antena Plano Terra mono polo

A antena mono polo é um tipo de antena de rádio que consiste em uma haste condutora reta como irradiante, muitas vezes montadas perpendicularmente sobre algum tipo de superfície condutora, chamado de plano de terra.

Esta plano-terra pode ser a própria terra, o teto de um carro, hastes metálicas, ou qualquer outro meio onde as ondas eletromagnéticas possam refletir.

O padrão de radiação do monopolo é parecido com uma antena dipolo,  quer dizer que um monopolo montado sobre um plano de terra ideal tem um padrão de radiação idêntica a uma antena dipolo.

O que é uma Antena Plano-Terra e como funciona

Um plano de terra para funcionar como antena, a sua superfície irradiante deve ter, pelo menos, um quarto do comprimento de onda ou seja 1/4  ou seja  λ/4 .

 

Para saber o tamanho da onda de uma determinada frequência se deve fazer o seguinte cálculo:

 

Cálculo de comprimento da onda de uma determinada frequência

λ = C/F

λ é o comprimento da onda em metros;

C é a velocidade da luz no vácuo 300.000 km/s;

F é a frequência da onda disposta em kHz;
Por exemplo, se você está fabricando um pequeno transmissor de FM e que saber o comprimento de onda para fazer uma antena, suponhamos que a frequência do transmissor seja de 100 Mhz, o cálcula é assim:

C (a frequência em Khz que você quer a antena) = 100.000 kHz
F = (velocidade da luz no vácuo ) 300.000 km/s

Então:

λ = 300.000/100.000
λ = 3
O comprimento de onda de 100 Mhz é 3, ou seja 3  metros.

Uma correlação é que quanto mais alta for a freqüência menor é o comprimento da sua onda.

Como Calcular o tamanho da antena plano terra 1/4 de onda

Caso você queira uma antena plano terra de 1/4 de onda, tendo em mãos o comprimento, no caso acima 3 metros, o cálculo da antena plano terra 1/4 de onda é simples, basta dividir a onda por 4, como no exemplo abaixo:

λ = 3
λ / 4 =  3  / 4
λ / 4 =  0,75
O resultado da antena plano terra de 1/4 de onda  para uma frequência de 100 Mhz é de 75 cm.

Para otimizar a antena em uma determinada faixa de freqüência, você deve fazer os cálculos duas vezes, uma para a parte inferior da faixa e uma para a parte superior, em seguida, tire a média dos dois cálculos.

F1 = 88 Mhz (menor frequência que você vai utilizar)
F2 = 108 Mhz (maior frequência que você vai utilizar)

F1 = λ/4 = 81 cm
F2 = λ/4 = 66 cm

F1 + F2 / 2 = 73,5 CM

73,5cm é o tamanho da antena (irradiante), ou seja a média entre a maior e a menor frequência, sendo que o seu meio é onde você vai ter mais ganho e a relação de onda estacionária (ROE) é menor .

Construção de Antena plano-terra VHF/UHF

 

 

Essa antena plano terra é montada tendo como base um soquete tipo painel SO-239, os elementos podem ser de diversos materiais, como arame aço, vareta de solda de alumínio, fio rígido de cobre de 12 AWG, etc.

Corte 5 pedaços de fios, 4 do mesmo comprimento que vão ser os radiais (refletores) e um pouco mais longo que vai ser o irradiante.

Para soldar os elementos da antena no conector use um ferro de solda de alta potência, apos soldar os refletores.

O ajuste de 50 Ω é feito dobrando os refletores,  este ajuste baixa a relação de onda estacionaria, lembre-se que o ângulo dos radiais afeta este valor, então ajuste-os em qualquer grau  até 45 graus para um melhor rendimento da antena, ou seja uma melhor relação impedância/ROE.

Medidas de Antenas plano-terra VHF/UHF – 144 – 220 – 440 Mhz

Tabela de elementos da antena A = irradiante B = Refletor

Freqüência base de 146 Mhz A = 49.05 cm B = 47.46 cm
Freqüência base de 225 Mhz A = 32.06 cm B = 30.48 cm
Freqüência base de 445 Mhz A = 16.19 cm B = 14.60 cm