ARLA/CLUSTER: Antena: Componente reactivo e resistivo por Luiz Amaral, PY1LL/AC2BR.

[João Costa > CT1FBF]

Uma antena, em seu ponto de alimentação, possui no caso geral duas
componentes, uma reativa e outra resistiva. A componente reativa
indica que a antena não está ressonante e a resistiva tem duas partes.
A primeira, responsável pela radiação (que nos interessa) e que,
quando estiver sendo relacionada ao ponto de máxima corrente da
antena, é chamada de resistência de radiação e outra que reflete na
antena todas as perdas (térmicas) da própria antena e do ambiente,
como os condutores das proximidades incluindo a própria terra. Nas
antenas (dipolo) de comprimento λ/2 (meio comprimento de onda) no
espaço livre, a resistência de radiação é de ≈ 73Ω. Se mais próxima da
terra, esse valor cai. Nas antenas curtas (<λ/2), a resistência de
radiação é menor, mas pode se conseguir aumentar seu valor usando-se
carga indutiva ou carga de topo ou de ponta. Como as duas partes
resistivas estão em série, isto é, por elas passa a mesma corrente, o
que se procura é aumentar a relação entre a componente de radiação e a
de perdas, aumentando a potência que é irradiada.

A componente reativa aumenta a impedância do circuito, diminuindo a
corrente que passa nas resistivas, que sempre deve ser máxima. Assim,
ao contrário do que muitos pensam, um irradiante ressonante não
irradia ‘mais’ do que um não ressonante por ser ressonante. O que
acontece é que, para aumentar a corrente no irradiante (corrente é que
gera irradiação), devemos diminuir a impedância total entre o gerador
e a antena. Como não podemos mexer nas componentes resistiva, a
colocação NO CAMINHO da corrente (não necessariamente no próprio
irradiante) de uma reatância (capacitiva ou indutiva) de sentido
oposto à da antena faz "zerar" a reatância total e, assim, a
impedância total, aumentando a corrente. Isto significa se obter a
ressonância sim, mas NÃO do irradiante, mas do conjunto.

Por exemplo, uma antena vertical curta (capacitiva) isolada da terra,
terá máxima radiação quando se põe uma indutância no circuito, mas
esta pode simplesmente ficar em série com a linha de transmissão
(circuito resonante com irradiante não ressonante) ou entre a antena e
a terra (circuito ressonante com o irradiante ressonante). Mas porque
quase não se usa o primeiro caso e muito mais o segundo? É que, no
primeiro caso, apesar de se ter reatância total nula, a componente
resistiva não fica necessariamente casada com o cabo. No segundo caso,
a indutância na base da antena é usada para compensar a reatância
capacitiva da antena e também, por um tap, casar a componente
resistiva pela relação de espiras do autotransformador criado pelo
tap.

Uma antena de 1/4 de onda vertical contra a terra tem resistência de
radiação MENOR que a impedância do cabo (50Ω) e, assim, um tap
(impedância ainda menor) não consegue casar o cabo. Uma antena de 5/8
λ é maior que λ/2 (meia onda), apresenta uma reatância capacitiva (por
ser menor que 3/4 λ) e resistência de radiação MAIOR que 50Ω e, assim,
pode-se casar o cabo num tap do indutor. Essa é a principal razão
porque se usa 5/8 λ em antenas verticais (em planos de terras
horizontais). Essas antenas ainda têm maior rendimento por ter a
resistência de radiação em maior proporção da resistência total.

Fonte: Publicado 05. Feb, 2015 por PY2JF - João Roberto no site do
CRAM - Clube dos Radioamadores de Americana