Funcionamento e Relações Físicas

Agora que já conhecemos um pouco acerca da história e dos tipos mais comuns de antenas, dissertaremos sobre seu funcionamento.

Vamos considerar uma fonte de tensão conectada à uma linha de transmissão de dois condutores que é conectada à uma antena. A tensão aplicada nos dois condutores cria um campo elétrico entre os dois condutores da linha. O campo elétrico tem associado à ele suas linhas de força as quais são tangentes ao campo elétrico em cada ponto e sua intensidade é proporcional à intensidade do campo elétrico. As linhas de força do campo elétrico possuem uma tendência em atuar nos elétrons livres relacionados aos condutores, forçando estes a se deslocarem. O movimento das cargas cria uma corrente que cria em torno de um campo magnético.

As linhas do campo elétrico desenhadas entre os dois condutores auxiliam a distribuição das cargas. Se tomarmos a fonte de tensão como senoidal, espera-se que o campo elétrico entre os condutores também seja senoidal com o mesmo período da fonte.

A intensidade do campo elétrico apontará a densidade das linhas de força. A criação do campo elétrico e magnético entre os dois condutores forma uma onda eletromagnética que percorre a linha de transmissão. A onda eletromagnética entra na antena e tem associado a ela cargas elétricas e as suas correntes. Se alterarmos o tamanho da antena, ondas no espaço livre podem ser formadas por conexão do final aberto das linhas elétricas. As ondas no espaço livre são periódicas, porém, um ponto de fase constante Po move para fora com velocidade da luz e desloca para uma distância 1/2 (ponto P1) em um tempo de meio período.

A figura representa a criação e deslocamento no espaço livre de ondas no espaço livre de uma antena meio comprimento de onda em instante de tempo t = 0, T/2, T/4, 3T/8. 

As linhas de força partem do campo elétrico partem das cargas positivas para as negativas. Elas também podem partir das cargas positivas e terminar no infinito ou partir do infinito e terminar nas cargas negativas ou formar um loop não partindo nem terminando em nehuma carga.

Normalmente, calcula-se campos eletromagnéticos de dispositivos radiantes onde são notórias as distribuições de correntes. Faz-se uso de uma sequência de hipóteses simplificadoras do modelo. A primeira delas incide em se ponderar a antena emissora locada no espaço homogêneo infinito. Nessa situação, a solução para a equação da onda dá-se conforme a expressão: