Circuitos de Acoplamento de Antena (TEL255)

Se, em um sistema transmissor-receptor a antena é o elo mais fraco, mais vulnerável, o acoplamento da mesma ao transmissor é um dos pontos cruciais de todo o processo de transmissão. Projetar e construir circuitos osciladores, separadores e de potência é relativamente fácil e podemos dizer que é algo de concreto com que se lida. Porém, quando chega ao estágio de transferência da potência de RF do tanque final para a antena, quase sempre situada em locais altos, fora do alcance que se tem aos outros equipamentos na bancada, as coisas começam a ficar mais difíceis.

 

(*) Este artigo faz parte do livro Transmissores e Geradores de RF de Apollon Fanzeres de 1985 que reproduzimos na totalidade para download neste site, pois a parte teórica ainda é atual e alguns circuitos ainda podem ser reproduzidos com facilidade.

De um acoplamento adequado entre o estágio final e a linha de alimentação depende o rendimento do transmissor, eliminação de ondas estacionárias e redução de harmônicos. Vale a pena perder algum tempo discorrendo sobre o assunto, pelo muito que ajudará o leitor nas suas realizações de transmissores.

De início, no sistema de acoplamento, quando em circuito valvulares, há que mudar ou adaptar a alta impedância de uma válvula à baixa impedância da linha de alimentação da antena. Para isso, utiliza-se um transformador de redução como se vê na figura 1A e 1B. Na figura 1A o acoplamento entre a bobina tanque e a bobina secundária (link) é variável; na figura 1B é fixo, porém há um capacitor variável no link, para ajuste.

 

Figura 1 - Transformador de redução. Em A, o acoplamento entre a bobina tanque e a bobina secundária é variável: em B, é fixo.
Figura 1 - Transformador de redução. Em A, o acoplamento entre a bobina tanque e a bobina secundária é variável: em B, é fixo. | Clique na imagem para ampliar |

 

Quase sempre o número de espiras na bobina secundária é muito menor do que o número de espiras da bobina do primário.

Este sistema de acoplamento é utilizado para acoplar uma linha de baixa impedância à antena, como também para acoplar alimentadores sintonizados à antena ou para casar alimentadores não sintonizados. Quando a linha de alimentação é um cabo coaxial, em que um dos lados não é aterrado, este processo é muito apropriado.

Para estágios de saída simples e linhas de cabo coaxial o sistema de acoplamento pi (porque se assemelha à letra grega pi) é muito popular (figura 2). Ele permite o casamento do tanque de saída com o link, perfazendo o duplo de trabalho de casamento de impedância e ressonância do estágio de saída. E muito apropriado para impedâncias entre 50 e 75 ohms, valor da maioria dos cabos coaxiais.

 

Figura 2 – Sistema de acoplamento pi
Figura 2 – Sistema de acoplamento pi | Clique na imagem para ampliar |

 

Em circuitos práticos o valor de Cl é aproximadamente o valor necessário para sintonizar a bobina de tanque à frequência de ressonância. O capacitor C2 é para ajustar a carga ou transferência de energia do tanque para a linha e desta para a antena: é dizer: C2 faz o casamento adequado. A cada ajuste de C2, Cl deve ser retocado. para manter a ressonância com a bobina do circuito tanque, do estágio finai. A indicação do melhor ajuste de C2 é quando a corrente anódica drenada alcança o valor apropriado, indicado no circuito ou pelo fabricante do componente, seja ele válvula ou semicondutor.

Na figura 3 temos um circuito típico, saída simples, de um amplificador de RE para 7 MHz. Como já foi dito em outro capítulo, a figura de mé rito adequada para uma bobina de circuito tanque deve ser da ordem de 10 a 20. A figura de mérito (Q) é determinada pela relação L/C e a carga resistiva em que trabalha o circuito e pode ser obtido pelas seguintes fórmulas:

 

Figura 3 - Circuito típico de um amplificador de RE
Figura 3 - Circuito típico de um amplificador de RE | Clique na imagem para ampliar |

 

 

 


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Acoplamento de Antenas

Quando uma bobina do estágio final de um transmissor é ligada, através de uma bobina link ou outro processo, à linha de transmissão e esta à antena, seu valor de Q e impedância se modificam em uma proporção direta ao tipo de linha de transmissão, antena e grau de acoplamento. O acoplamento indutivo é mais vantajoso que o acoplamento capacitivo; e, no sistema indutivo, é melhor utilizar uma bobina de poucas espiras (link) que, além de permitir o acoplamento, reduz a impedância. Na figura 5 temos circuitos de acoplamento à antena. Em A a impedância de saída, na disposição emissor comum, é baixa; em B a impedância de saída, em disposição base comum, é alta, daí não necessitar a derivação na bobina. Em próximo capítulo, na parte prática, construtiva, daremos dados práticos de acoplamento entre o estágio final e as antenas, bem como processos de medir as ondas estacionárias, dimensionar as antenas, etc.

 

 

Figura 5 - Circuitos de acoplamento antena. Em A, impedância de saída baixa; em B, alta.
Figura 5 - Circuitos de acoplamento antena. Em A, impedância de saída baixa; em B, alta. | Clique na imagem para ampliar |

 

 

 


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