Linhas de Transmissão: Conceitos, Impedância e Tipos

Onda Guiada e Não Guiada

Onda Guiada: O transporte é feito através de estruturas físicas, como fio paralelo, coaxial ou fibra óptica.

Onda Não Guiada: O transporte não obedece a nenhuma estrutura física, como as ondas de rádio lançadas na atmosfera.

Linha Paralela

Constituída por dois condutores de diâmetro (d) paralelos entre si e com espaçamento (e) constante entre condutores (para que a impedância característica da linha não varie), preenchida com um material dielétrico.

Constantes Elétricas e Impedância

Constantes Elétricas: Aplicáveis em corrente alternada (caso dos sinais de radiofrequência).

Impedância da LT: Resistência à passagem de corrente elétrica (efeito da resistência dos condutores e efeitos de capacitância).

Impedância Característica da LT (Z0): Valores de tensão e corrente constantes em qualquer ponto ao longo da linha.

Casamento e Descasamento de Impedâncias

Casamento de Impedâncias: Quando a impedância de carga (ZL) é igual à impedância característica (Z0), toda a energia é transportada para a carga, sem perdas (denominada de LT Plana).

Descasamento: Quando ZL ≠ Z0, nem toda a energia é transferida para a carga. Parte da energia incidente na carga é refletida no sentido do gerador devido à quebra de continuidade da impedância, ocasionando uma interferência destrutiva entre a onda incidente e a onda refletida pela carga.

Onda Estacionária: Fenômeno resultante do descasamento.

Coeficiente de Reflexão (ρ): Relação entre a amplitude da onda refletida (Vr) e a amplitude da onda incidente na carga (Vl).

OBS: Para linha em curto (ZL=0) ou em circuito aberto (ZL=∞), ρ=1, indicando reflexão total da onda incidente na carga.

Características da Linha Paralela

Vantagens:

• Custo muito baixo de implantação.

Desvantagens:

• Limite prático da ordem de 200 MHz.
• Irradiação do sinal pela própria linha, causando perdas adicionais e distorcendo o diagrama de irradiação das antenas.
• Instabilidade das características elétricas devido a variações das condições atmosféricas.
• Dificuldade na instalação da LT Paralela com dielétrico a ar, em função de se ter que manter o espaçamento entre os condutores constante.

Cabo Coaxial

Formado por dois condutores concêntricos preenchidos por material dielétrico. O afastamento entre condutores é constante. Nos cabos com dielétrico a AR, são utilizados espaçadores de material isolante.

Vantagens:

• Pode ser instalado em qualquer lugar sem receber influência de campos externos.
• Limite prático de utilização da ordem de 2 GHz.
• Baixo coeficiente de reflexão.
• Baixa atenuação por comprimento de cabo utilizado.

Desvantagens:

• Maior custo.
• Dificuldade de instalação dos cabos com dielétrico rígido.
• Dificuldade de fabricação (principalmente com dielétrico a ar, que utiliza espaçadores em forma de disco ou espiral em material isolante).
• Não apresenta padrão de polarização, porque o campo elétrico não tem posição definida no interior do cabo em relação à superfície da terra.