Como Funcionam as Antenas (TEL170)

De que depende a qualidade de imagem de seu televisor ou de som de seu FM? Somente da marca do aparelho ou também de outros fatores? Veja neste artigo que tanto a imagem que você tem em seu TV, como 0 som de seu FM, dependem muito mais do modo como os sinais são captados e levados ao aparelho, do que propriamente da marca ou do custo. A existência de uma boa antena, corretamente instalada e ligada de maneira precisa ao aparelho é fundamental para se obter o melhor som e a melhor imagem.

Obs. Este artigo é de 1982 quando ainda não existia a TV digital, mas os conceitos abordados são válidos para a recepção de FM.

 

As antenas coletivas, que hoje são utilizadas em grande parte dos edifícios de apartamentos, estão sujeitas aos fenômenos observados nas antenas comuns e exigem maiores cuidados, tanto na colocação, como na manutenção.

Veja neste artigo, o que é uma antena e, principalmente, como tratar do caso específico das antenas coletivas.

O que é uma antena? Como são produzidos os sinais de TV e FM? Por que a antena é tão importante na recepção de TV e FM?

Quando se adquire um caro aparelho de som com sintonizador de FM ou ainda um sofisticado aparelho de TV em cores, pouco se preocupa com um elemento mais barato, mas de fundamental importância para o desempenho do conjunto.

De nada adianta o melhor televisor do mundo, ou o melhor FM do mundo, se ele for colocado em local de má recepção de sinais e sem uma antena apropriada ou corretamente instalada.

A antena é um elo fundamental na cadeia que tem início na estação transmissora e que termina no televisor ou no receptor de FM.

Escolher uma boa antena, instalar corretamente uma antena e finalmente ligar bem a antena, são atributos importantes do praticante profissional da eletrônica.

Na verdade, a preocupação com a antena não é muito bem explorada atualmente, de modo que quem souber explorá-la, sem dúvida, terá um sucesso muito maior na sua atividade de técnico.

E, mesmo os que não são realmente técnicos formados, mas que desejam aprender como realizar uma instalação correta de antenas simples ou coletivas podem lucrar muito com isso.

Serviço bem feito é sempre bem pago, não importando quem o faça!

A finalidade deste artigo é justamente levar aos nossos leitores um pouco sobre antenas de TV e FM. Seus princípios básicos de funcionamento, colocação e ligação, serão explorados de maneira simples, ajudando o profissional e o amador.

Trataremos, neste artigo, da instalação de antenas coletivas, que a cada dia que passa são instaladas em número crescente de prédios de apartamentos.

 

O QUE É UMA ANTENA

Os leitores sabem certamente que o som e a imagem obtidos em televisores e aparelhos de FM são transmitidos por uma estação e viajam pelo espaço transportados por ondas eletromagnéticas.

As ondas eletromagnéticas que transportam os sinais de som e imagem são da mesma natureza das ondas luminosas, que são mais curtas, ou das ondas de rádio comuns, que são mais longas.

Todas, entretanto, viajam pelo espaço a uma velocidade de aproximadamente 300 000 quilômetros por segundo.

A produção das ondas na estação transmissora se dá de um modo simples.

O transmissor da estação faz circular pelos condutores que formam a antena uma corrente de alta frequência, na mesma frequência do sinal que se deseja produzir.

A circulação desta corrente produz então campos elétricos e magnéticos que se propagam pelo espaço, na forma de ondas. (Figura 1)

 

Figura 1 – As ondas eletromagnéticas
Figura 1 – As ondas eletromagnéticas

 

Para receber estas ondas, em princípio, não é necessário nenhum dispositivo especial. Qualquer condutor que intercepte estas ondas, ou seja, que seja colocado em seu caminho, sofrerá uma indução, aparecendo em seus extremos uma tensão que corresponda em frequência às ondas emitidas pelo transmissor. (Figura 2)

 

Figura 2 – Interceptando as ondas
Figura 2 – Interceptando as ondas

 

Mas, se qualquer condutor capta as ondas, eles não o fazem do melhor modo sempre. Para captar as ondas com o maior rendimento possível nesta tarefa, temos de usar condutores de formas e disposições apropriadas.

Para haver o máximo rendimento na captação de um sinal, entra em jogo o fenômeno da “ressonância".

Quando batemos num cálice vemos que ele tende a produzir sempre o mesmo som, que é inerente à natureza do material de que ele é feito e principalmente às suas dimensões. (Figura 3)

 

Figura 3 – Ressonância
Figura 3 – Ressonância

 

Do mesmo modo, um condutor tende a captar com muito mais facilidade as ondas eletromagnéticas cujas características correspondam ao seu formato e às suas dimensões.

Assim, podemos cortar e montar condutores de formatos especiais, de modo que eles possam captar com muito mais facilidade as ondas de determinadas naturezas, ou seja, frequências, e ainda apresentar propriedades adicionais importantes como a polarização, diretividade, etc.

Estas disposições de condutores especialmente feitas para captar ondas eletromagnéticas de rádio, TV, FM, etc., são denominadas “antenas". (Figura 4)

 

Figura 4 – Uma antena
Figura 4 – Uma antena

 

O tamanho de uma antena, ou seja, de seus elementos, está diretamente relacionado com a frequência do sinal que devemos captar.

Isso acontece porque à cada frequência, levando-se em conta a velocidade de propagação da onda, associa-se um comprimento de onda. (Figura 5)

 

Figura 5 – Comprimento de onda
Figura 5 – Comprimento de onda

 

A tabela dada a seguir nos dá uma ideia da variação das frequências e dos comprimentos de onda que são usados nos diversos sistemas de comunicações.

 


 

 

As frequências utilizadas na emissão dos sinais de TV e FM situam-se na faixa de VHF e µHF.

 

AS CARACTERISTICAS DA ANTENA

Captar, da melhor maneira possível, os sinais emitidos pelas estações é a finalidade básica de uma antena.

O modo como uma antena se comporta na captação dos sinais é dado pelas suas características. Estas são:

a) Ganho: é a qualidade de uma antena de “captar" com maior ou menor eficiência os sinais transmitidos por uma estação, ou ainda, no caso de uma antena emissora, de transferir energia para o espaço na forma de ondas. O ganho é expresso em uma unidade chamada dB (Decibel) e é medido em relação a uma antena tomada como padrão.

b) Diretividade: é a qualidade que uma antena tem de captar melhor a energia numa certa direção. (Figura 6)

 

Figura 6 - Diretividade
Figura 6 - Diretividade

 

Esta característica é muito importante, pois permite que se concentre os “esforços" da antena numa certa direção no sentido de “ignorar" os sinais que venham de outras direções e que possam prejudicar a recepção do TV ou FM.

 

c) Relação antero-posterior (frente-costas) - é a diferença de rendimento que existe entre um sinal que seja captado na direção de maior eficiência e a direção oposta. Maior esta diferença, melhor será a antena, pois ela capta muito mais energia pela frente do que por trás, evitando-se assim que sinais indesejáveis, vindo de outras direções que não a da estação, interfiram na recepção.

d) Adaptação: como qualquer gerador, para que a antena transfira a energia captada ao receptor de TV ou FM, deve haver um perfeito “casamento” de características.

 

O SINAL PRECISA CHEGAR

Entre a estação e o seu aparelho de TV ou FM, os sinais fazem um percurso pelo espaço, em que muitas coisas podem acontecer. Estas coisas justamente influem na imagem que você terá ou na qualidade do som, e portanto exigem cuidados especiais de todo possuidor de um aparelho de TV.

No percurso da estação até sua casa os sinais podem refletir em obstáculos, ser absorvidos por objetos grandes como prédios e morros, ou ainda sofrer influências que diminuem sua intensidade. (Figura 7)

 

Figura 7 – Como o sinal é afetado
Figura 7 – Como o sinal é afetado

 

Mesmo depois de chegar até sua antena, se você não conseguir captar esses sinais convenientemente e levá-los até o seu aparelho, mais uma série de coisas desagradáveis pode acontecer.

A atenuação do sinal no fio de ligação, a baixa eficiência de uma antena ou a sua localização indevida, podem introduzir problemas que prejudicam bastante a imagem que você terá.

Igualmente, se você compartilha de uma antena coletiva, a ligação correta de seu aparelho a esta, assim como os demais, e o posicionamento desta antena, são fundamentais para a obtenção de uma imagem perfeita.

Quais são os fatores que influem numa boa imagem e de que modo a antena influi nisso? Como obter melhor som de FM?

Para ter uma boa recepção de TV ou FM em sua localidade, antes de tudo, o sinal precisa chegar até ela. Conforme sugere a figura 8, para você "pegar" o sinal de uma emissora é preciso que este sinal chegue até o local em que está sua antena.

 

Figura 8 – O sinal deve chegar
Figura 8 – O sinal deve chegar

 

Diversos fatores podem contribuir para que o sinal da estação não chegue bem até sua casa. A existência de obstáculos, como por exemplo morros ou prédios de grandes dimensões, ou ainda a própria curvatura da terra devida a distância em que você se encontra, são fatores que impedem a chegada do sinal.. (Figura 9)

 

Figura 9 – Influência da curvatura da terra
Figura 9 – Influência da curvatura da terra

 

Ainda se um pouco de sinal chega à sua localidade, a utilização de uma antena capaz de apresentar um excelente rendimento é essencial, pois se o sinal for muito fraco, ele é mais sensível a ruídos que interferirão na recepção, prejudicando o som e a imagem.

Existe entretanto um limite para a intensidade do sinal que chega à sua localidade. Se ele for excessivamente fraco, nem mesmo com a utilização de antenas especiais ou de amplificadores você conseguirá uma boa recepção, pois neste caso, o nível do sinal e do ruído são quase iguais, o que significa que captando ou amplificando um você também estará captando e amplificando o outro.

O resultado disso na recepção de TV é uma imagem cheia de chuviscos como mostra a figura 10.

 

Figura 10 – Imagem com chuviscos (TV analógica)
Figura 10 – Imagem com chuviscos (TV analógica)

 

No FM o resultado é um “chiado"contínuo e mesmo a incapacidade de separação de sinais nos sistemas estereofônicos.

 

A ESCOLHA DA ANTENA

A escolha da antena está diretamente ligada às condições de recepção dos sinais na localidade visada.

Uma antena para a recepção de sinais fortes em locais sem problemas é diferente de uma antena para a recepção de sinais fracos em localidades que apresentem problemas de obstáculos ou ruídos.

O instalador de antenas deve saber avaliar as condições de recepção de uma localidade levando em conta sua posição geográfica (distância da estação; existência de morros na localidade, no percurso do sinal; etc.), como também pelas próprias antenas usadas pelas residências próximas.

Para as localidades de recepção fácil, uma única antena para todos os canais com rendimento não muito alto é suficiente para se garantir uma boa imagem.

Já para as localidades com dificuldades de recepção, a utilização de antenas separadas para os diversos canais, ou mesmo uma para cada canal, é recomendável, e o seu rendimento deve ser o maior possível na sua frequência de operação.

Veja o leitor que, conforme explicamos no início, o dimensionamento de uma antena está diretamente ligado à frequência dos sinais que ela deve captar.

Os canais de TV ocupam uma faixa de frequência determinada, relativamente ampla, o que quer dizer que existe uma diferença muito grande entre a frequência do canal mais baixo e do canal mais alto.

É, portanto, muito difícil conseguir dimensionar uma antena de modo que ela se comporte do mesmo modo com todos os canais captados, de modo que, na prática, as antenas apresentam um comportamento médio para as estações que desejamos captar.

O ideal seria uma antena para cada canal, mas em localidades como São Paulo em que existem 6 estações, teríamos um problema econômico. (Figura 11)

 

Figura 11 – Uma antena para cada canal
Figura 11 – Uma antena para cada canal

 

Na prática, as antenas podem ser projetadas para ter um rendimento bom em todos os canais, que são as antenas multi-bandas ou multi-faíxas, ou então ter rendimentos bons em determinados grupos de canais, como por exemplo, para os canais baixos (2 à 6) ou os canais altos (7 à 13).

E, é claro que existem as antenas para a faixa de FM e também aquelas especiais para µHF.

Para as localidades em que existem poucos canais, a escolha de uma antena para cada canal especificamente, com alto rendimento nessa sua recepção também é possível.

Pela tabela dada a seguir o leitor pode ter uma ideia das frequências ocupadas pelos canais de TV em VHF, µHF e em FM, para constatar as diferenças enormes de valores entre os extremos.

 Veja o leitor que o canal mais alto de VHF, que é o 13, tem uma frequência 4 vezes maior do que a do canal mais baixo da mesma faixa, que é o 2.Esta diferença influi bastante no dimensionamento de uma antena para a recepção exclusiva de um ou de outro, e dificulta a obtenção de antenas capazes de receber com qualidade igual os dois.Em suma, o leitor pode ter os seguintes tipos de antena à sua disposição:a) Antenas internas para a recepção em locais sem problemas, com sinais muito fortes (são as antenas tipo “orelha de coelho", conforme mostra a figura 12). Figura 12 – Antena interna

Figura 12 – Antena interna

b) Antenas externas multi-bandas para todos os canais, utilizadas em regiões urbanas e suburbanas sem maiores problemas de recepção. São antenas para todos os canais, com número de elementos que dependem do ganho desejado e das condições específicas de recepção.c) Antenas multi-bandas para longas distâncias, para localidades distantes das estações, mas que não apresentam problemas sérios de recepção.d) Antenas específicas para FM, que são utilizadas em médias e longas distâncias, já que para as distâncias curtas a antena interna normalmente proporciona resultados satisfatórios.e) Antenas específicas para faixas de canais para os casos em que a recepção é mais crítica, ou seja, por longa distância da estação ou ainda por sinal fraco. Neste grupo temos as antenas para os canais baixos e as antenas para os canais altos.f) Antenas direcionais para cada canal, que são antenas construídas especificamente para receber as frequências de cada canal, recomendadas para localidades em que exista apenas um ou dois canais de TV e de recepção não muito fácil.g) Antenas de µHF, que são antenas para as localidades que recebem os sinais de TV por retransmissoras de µHF, ou seja, nos canais que vão de 14 a 83. Estas antenas podem ser do tipo para a faixa toda ou ainda do tipo para uma faixa, havendo normalmente a separação também entre os tipos para os canais baixos e para os canais altos.h) Antenas coletivas para FM, µHF e VHF. Nos edifícios de apartamentos pode-se investir muito mais na compra de uma boa antena que sirva a todos, do que instalar uma antena para cada apartamento, mesmo porque a colocação de diversas antenas próximas também apresenta certos problemas. (Figura 13) Figura 13 – Atena coletiva

Figura 13 – Atena coletiva

As antenas coletivas são projetadas para oferecer um máximo de ganho nas frequências que devem ser recebidas, com características que permitem a distribuição do sinal captado entre diversos receptores através de dispositivos especiais.Para o técnico eletrônico consiste numa excelente fonte de renda a instalação e a manutenção de sistemas coletivas de antenas, principalmente nas grandes cidades dotadas de muitos prédios de apartamento. 

Os dados referentes a esta série foram obtidos: laboratório de Antenas Thevear Ltda.

  

CANAIS DE TV VHF
2 54- 60 MHz
3 60- 66 MHz
4 66- 72 MHz
5 76- 82 MHz
6 82- 88 MHz
FM 88-108 MHz
7 174-180 MHz
8 180-186 MHz
9 186-192 MHz
10 192-198MHz
11 198-204 MHz
12 204~210 MHz
13 210-216 MHz
UHF (14-83) 470 - 890 MHz

Lei
No meio das armas calam-se as leis. (Inter arma silent leges.)
Cícero (106 -43 a.C.) Por Milão - Ver mais frases

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