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Guião de correcção de 2ª avaliação escrita =Sistemas de Antenas= 10 de Junho de 2023 Ano e curso 3º Ano, EET03 Número e nome Classificação valores correspondente a uma apreciação de O docente Assinatura e data A prova dura 120 minutos, sujeito á tolerância consoante os casos. Todas as respostas devem ser escritas em folhas de exame rubricadas pelo docente ou pelo vigilante. É expressamente proibida á consulta e á comunicação entre os estudantes no decurso da prova, o uso de telemóvel, sob pena de anulada a prova nos termos do regulamento em vigor. Esta folha acompanha obrigatoriamente a(s) folha(s) de prova Entregue (s) pelo aluno no fim da avaliação. Vigilante A prova iniciou às : por favor, anote as observações ou ocorrências diversas neste espaço A prova terminou às : Folha de folhas 1/5 I 1– Preencha a tabela abaixo com os valores 0 dB, 3dB e ∞ resultante da atenuação devido á descasamento ou desalinhamento de polarização___2V Tx Rx Circular sentido horário Horizontal Circular sentido anti- horário vertical Vertical 3dB ∞ 3dB 0dB Horizontal 3dB 0dB 3dB ∞ Circular sentido horário 0dB 3dB ∞ 3dB Circular sentido anti-horário ∞ 3dB 0dB 3dB Tabela 1 2 - Observe a figura abaixo, e fale da lei de Snell.___1,5V R/: Em grandes altitudes onde a atmosfera é menos densa, temos uma diminuição do índice de refracção. Isto faz com que o sinal que deixa uma antena transmissora com um ângulo finito em relação à horizontal tende a se curvar de acordo com a lei de Snell da refracção que diz: O produto do seno do ângulo formado entre o raio de luz e a reta normal e o índice de refração do meio deve ser constante. 2/5 Fig. 1 a) De acordo com a relação n=c/v, qual é a tendência da valocidade v quando sai da camada A para D?___1V R/: diminui Fig. 2 Considere uma terra plana e que as antenas ha e hb estão a mesma altura. O ponto especular C não oferece melhores condições para propagar o sinal reflectido. a1) O que será necessário para que o ponto especular seja o D?____1V R - diminuir a altura da antena ha ou aumentar a altura de hb. b1) O que será necessário para que o ponto especular seja o E?____1V R - diminuir a altura da antena hb ou aumentar a altura de ha. c1) Com firmeza, indique algumas condições o projectista deve acautelar para uma boa comunicação entre a estação A e B baseando-se apenas de rd___1V R – libertação da 1ª elipsoide de fresnel; avaliar a distância entre A e B; alinhamento das polarizações; directividade entre as antenas; etc. d1) Sendo uma comunicação bidireccional entre A e B, é possível aplicar a mesma frequência para os dois sentidos do enlance sem criar interferência? Justifique.__1,5V R - Sim. No caso de polarização linear, um sentido deve ter polarização horizontal, no outro Vertical. Se fôr circular, um sentido deve ter sentido horário e outro anti-horário. 3- Em poucas palavras, fale da influência de factores naturais na propagação de ondas electromagéticas (chuva). Pode apoia-se da figura abaixo.___1V R/: As gotas de água absorvem a energia e também a espalham causando atenuação, para além da despolarização. A atenuação aumenta com a frequência( acima de 10GHz). A despolarização é provocada essencialmente por gelo e chuva que são partículas não esféricas. 3/5 A cintilação é consequência da turbulência atmosférica que origina variações do índice de refracção. Daqui resultam perturbações de fase e amplitude na frente de onda que são traduzidas pela antena numa variação de amplitude do sinal em torno do seu valor médio. Fig. 3 4 – Assuma que o objecto B (target σ) tem comportamento absorvente das ondas electromagnéticas. No entanto o receptor C está a recebendo o sinal do emissor A. O princípio que suporta esse fenómeno está baseado em: a)- equação do radar; b)- equação do Snell ou c)- equação do Friis.____2V R/: Friis a) De que depende a viabilidade dessa comunicação? ____1,5V R/: Distância entra A e C, potência emitida, polarização, directividade, eficiência das duas antenas, ganho das duas antenas, coeficiente de reflexão. b) Nas circunstâncias do abordadas no nº 4, qual é a potência transmitida do objecto B para o receptor C?___1,5V R/: 0watts Fig. 4 II 4/5 2.1- Na equação do radar, a potência entregue à antena receptora é dada por: 2 21 rrrtttt cdrcdtr RR44 DDP eeP ),(),( 2.1.1 - Com base na equação acima, os factores que influenciam para o cálculo dessa potência são.__1V a)- R/: eficiência da antena transmissora e da receptora; área do eco; do nível da potência da antena transmissora; directividade das antenas transmissora e receptora e finalmente da atenuação do espaço livre. b)- eficiência da antena transmissora e da receptora; área do eco; do nível da potência da antena transmissora; directividade das antenas transmissora e receptora; frequência do ar e finalmente da atenuação do espaço livre. c)- eficiência da antena transmissora e da receptora; área do eco; do nível da potência da antena transmissora; directividade das antenas transmissora e receptora; impedência e finalmente da atenuação do espaço livre. d) - Todas são válidas 2.2 – Duas ondas são propagadas para superfície C, fig.2. ___1V Uma atinge uma superfície igual ao seu comprimento de onda enquanto a outra atinge uma superfície com tamanho superior ao seu comprimento de onda. Em qual das situações termos a Reflexão, e Espalhamento? a) - R/: Reflexão: uma superfície com tamanho superior ao seu comprimento de onda. b)- R/: Espalhamento: A uma superfície igual ao seu comprimento de onda. c)- Espalhamento: uma superfície com tamanho superior ao seu comprimento de onda. d)-R/: Reflexão: A uma superfície com saliências de comprimento muito, muito menor do o seu comprimento de onda. 2.3- Sobre a importância do conhecimento e domínio dos critérios de libertação da 1ª elipsoide de Fresnel__1V a)- R/: O conhecimento crittérios de libertação da 1ª elipsóide de Fresnel permitem garantir que sinal seja livre de obstruções seja propagado no espaço livre, dado que é no 1º elipsóide de Fresnel que se propaga a maior parte da energia favorável ao campo directo, que é o campo que melhor contribui para o sinal do receptor. b)- O conhecimento crittérios de libertação da 1ª elipsóide de Fresnel permitem garantir que sinal seja livre de obstruções seja propagado no espaço livre, dado que é no 2º elipsóide de Fresnel que se propaga a maior parte da energia favorável ao campo directo, que é o campo que melhor contribui para o sinal do receptor. c) - O conhecimento crittérios de libertação da 1ª elipsóide de Fresnel permitem garantir que sinal seja livre de obstruções seja propagado no espaço livre, dado que é no 3º elipsóide de Fresnel que se propaga a maior parte da energia favorável ao campo directo, que é o campo que melhor contribui para o sinal do receptor. d)- O conhecimento crittérios de libertação da 1ª elipsóide de Fresnel permitem garantir que sinal seja livre de obstruções seja propagado no espaço livre, dado que é no 4º elipsóide de Fresnel que se propaga a maior parte da energia favorável ao campo directo, que é o campo que melhor contribui para o sinal do receptor. 5/5 2.4 - Qual a diferença entre dualidade e reciprocidade dentro do conceito das antenas?___1V a)- Dualidade: capacidade de uma antena transmitir e receber o sinal, reciprocidade: capacidade de uma antena tratar o sinal magnético e eléctrico em simultâneo; b)- R/: Reciprocidade: capacidade de uma antena transmitir e receber o sinal, dualidade: capacidade de uma antena tratar o sinal magnético e eléctrico em simultâneo; c)- Não há diferença entre dualidade e reciprocidade 2.5 - Sobe o raio de Fresnal, decisa: ____1V a) - O cálculopara o raio de Fresnel a 500Mhz obedece a equação: 17,29√ 𝑑1 𝑥 𝑑2 𝐷 𝑥 𝑓 ; b) - O cálculo para o raio de Fresnel a 13Ghz obedece a equação: 547√ 𝑑1 𝑥 𝑑2 𝐷 𝑥 𝑓 ; c) - Nos critérios de libertação da 1ª elipsóide de Fresnel, a margem deve ser sempre inferior o raio de Fresnel. d) - Dependendo do caso, a libertação C pode ser igual a soma de raio de Fresnel e a margem M. Apoie-se da figura 5. R/: - Nenhuma das afirmações são verdadeiras. Figure 5 FIM