UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902
Telefone: (34) 3239-4701/4702 - www.feelt.ufu.br - feelt@ufu.br
  

Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Antenas e Propagação

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT)

Código:

FEELT31613

Período/Série:

6

Turma:

T

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

Éderson Rosa da Silva

Ano/Semestre:

2020/2

Observações:

As atividades síncronas ocorrerão as terças entre 14:50 e 15:40 h (50min) e quintas entre 14:50 e 16:30 h (1h40min) de forma remota.

 

EMENTA

Características básicas e de projeto de antenas. Propagação de ondas eletromagnéticas.

JUSTIFICATIVA

Preparar os estudantes de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações para o desenvolvimento de temas pertencentes ao núcleo específico de conhecimento, necessário aos profissionais destas áreas da Engenharia. A área de antenas é dinâmica, sendo um dos elementos mais críticos em sistemas de comunicação sem fio. Neste contexto, o projeto de antenas adequado permite atender requisitos de sistemas e melhorar o desempenho geral. Adicionalmente, o estudo da propagação de ondas eletromagnéticas é essencial para o entendimento de como se dá basicamente uma comunicação sem fio. Ressalta-se que as técnicas aprendidas nesta disciplina incluem várias aplicações, faixas de frequência, modelos de propagação, entre outros.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

  1. Utilizar técnicas de avaliação, projeto e análise de sistemas de enlaces de propagação, perdas de sinais e características de antenas;
  2. Demonstrar possuir noções básicas a respeito de sistemas radiantes;
  3. Dimensionar um sistema de antenas.

Objetivos Específicos:
  1. Apresentar os principais tipos de antenas, bem como os conceitos fundamentais (Equações de Maxwell, diagrama de radiação, entre outros) que caracterizam um sistema radiante;
  2. Compreender as técnicas de projeto dos tipos de antenas básicos normalmente utilizados;
  3. Avaliar e diferenciar os principais modelos de propagação de ondas, além das técnicas de cálculo do sinal recebido;
  4. Desenvolver a análise de sistemas de enlaces de propagação, perdas de sinais e projetos de antenas;
  5. Conhecer as principais técnicas utilizadas nos sistemas de antenas mais recentes.

PROGRAMA

1.                    Fundamentos de antenas

1.1.     Mecanismos de radiação

1.2.     Soluções das Equações de Maxwell para o problema de radiação

1.3.     Dipolo ideal

1.4.     Ganho e diretividade

1.5.     Impedância da antena

1.6.     Polarização da antena

1.7.     Antenas em enlaces de comunicações

 

2.                    Sistemas simples de radiação

2.1.     Dipolo curto

2.2.     Dipolo meia onda

2.3.     Antenas acima da superfície da terra

 

3.                    Conjuntos de antenas

3.1.     Fator conjunto de um sistema linear

3.2.     Conjunto linearmente espaçado e excitado uniformemente

3.3.     Largura do feixe e feixe principal

 

4.                    Antenas filamentares

4.1.     Antenas dipolos

4.2.     Dipolo em V

4.3.     Dipolo dobrado

4.4.     Antenas Yagi-Uda

 

5.                    Antenas faixa larga

5.1.     Modo normal

5.2.     Radiação do modo axial

5.3.     Antenas log-periódica

 

6.                    Antenas em abertura

6.1.     Radiação de uma abertura

6.2.     Abertura retangular

6.3.     Antenas cornetas

6.4.     Antenas em abertura circular

 

7.                    Noções sobre propagação de ondas

7.1.     Mecanismos de propagação

7.2.     O espectro de frequência

7.3.     Propagação no espaço livre

7.4.     Atenuação de ondas propagando em um meio condutor imperfeito

7.5.     Ondas refletidas na superfície da terra

 

8.                    Propagação de ondas de superfície

8.1.     Propriedades elétricas das ondas de superfície

8.2.     Ondas de superfície sobre terra plana com antenas de transmissão e recepção elevadas com respeito ao solo

8.3.     Propagação sobre terra plana, com antenas colocadas diretamente na interface

8.4.     Propagação sobre superfície não homogênea e refração costeira

8.5.     Problema da terra esférica

8.6.     Curvatura da terra

8.7.     Propagação sobre terra homogênea esférica e suave

 

9.                    Propagação troposférica

9.1.     Regiões de Fresnel

9.2.     Propagação sobre montanhas

9.3.     Propagação sobre gume de faca

9.4.     Propagação sobre múltiplos obstáculos

9.5.     Efeito da troposfera nas ondas de rádio

9.6.     Traçado do perfil altímetro do terreno levando em consideração o índice de refração da troposfera

9.7.     Ruído térmico

9.8.     Figura de ruído

9.9.     Potência de recepção

 

10.                 Propagação ionosférica

10.1.  Introdução

10.2.  Densidade Eletrônica na Ionosfera

10.3.  Propagação em um gás ionizado homogêneo

10.4.  Velocidade de Grupo e de Fase

10.5.  Campo Magnético terrestre

10.6.  Reflexão desprezando o campo magnético terrest. e a freq. de colisões

 

METODOLOGIA

Técnicas de Ensino e Ferramentas Tecnológicas

O plano de ensino ficará disponível por meio do ambiente virtual de aprendizagem (AVA) oficial da UFU: o Moodle (www.moodle.ufu.br).

Identificação da disciplina no moodle: FEELT31613 Antenas e Propagação

A chave de inscrição (método referente a auto inscrição) será: antenas2021

Contatos: ersilva@ufu.br

 

A primeira atividade síncrona (13/07 às 14:50 h) será realizada na plataforma Conferência Web da RNP. Para entrar na sala, basta acessar: https://conferenciaweb.rnp.br/webconf/ederson-rosa-da-silva

 

A definição da plataforma das atividades assíncronas (Microsoft Teams® ou outra) e síncronas (Microsoft Teams® ou outra) será discutida na primeira atividade síncrona em conjunto com os discentes.

 

Na primeira atividade síncrona será disponibilizado contato WhatsApp como opção adicional de comunicação e cadastros dos alunos da equipe do Microsoft Teams®, se for o caso.

As atividades síncronas ocorrerão todas as terças entre 14:50 e 15:40 h (50min) e quintas entre 14:50 e 16:30 h (1h40min) de forma remota.

Para utilização do Microsoft Teams® (caso utilizado) é necessário que todos os discentes estejam cadastrados na plataforma utilizando, preferencialmente, o e-mail institucional UFU. Além disso, na plataforma Microsoft Teams® as aulas podem ser gravadas e disponibilizadas apenas para participantes da disciplina, desde que todos os alunos concordem.

Material de apoio, slides, apostila, lista de exercícios e descrição de cada atividade serão disponibilizados via plataforma.

Recursos necessários: instalação do software CST Studio Suite - Edição de estudante (https://edu.3ds.com/en/software/cst-studio-suite-student-edition) para execução das atividades práticas.

Atividades assíncronas e síncronas são discriminadas a seguir. Essas serão realizadas em salas virtuais via plataforma.

 

Cronograma de Atividades

Semana

Módulos

Atividades Assíncronas Previstas

Carga-Horária

Atividades Síncronas Previstas

Carga-Horária / Data

01

(3ª e 5ª)

Início Etapa 2

Fundamentos de Antenas

- Atividade 1 Cap. 1: Exercícios

- Leitura básica (Cap. 1: slides 1 a 52)

1 hora

 

0,5 hora

- Análise plano de ensino preliminar em encontro virtual no ConferênciaWeb  RNP

Entrar na sala

- Encontro virtual para esclarecimento de dúvidas e

resolução dos exemplo 1.1

1 hora

(13/07)

 

 

 

 

1,5 horas

(15/07)

02

(3ª e 5ª)

Diagrama de Radiação, Ganho, Diretividade, Impedância e Polarização de uma antena

- Leitura básica (Cap. 1: slides 52 a 120)

- Atividade 2 Cap. 1: Exercícios

- Atividade Prática 1 Cap. 1: Pesquisa de características de uma antena

- Atividade Prática 2: CST STUDIO Suite®

 

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

0,25 hora

 

 

 

0,75 hora

 

 

 

 

 

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução do exemplo 1.2

- Questionário interativo Cap. 1

 

1 hora

(20/07)

 

 

 

 

1,5 horas

(22/07)

03

(3ª e 5ª)

Sistemas Simples de Radiação

- Leitura básica (Cap. 2: slides 1 a 36)

- Atividade 3 Cap 2: Exercícios

 

 

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

 

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução do exemplo 2.1

- Questionário interativo Cap. 2

1 hora

(27/07)

 

 

1,5 horas

(29/07)

04

(3ª e 5ª)

e

05

(3ª)

Conjuntos de Antenas

- Leitura básica (Cap. 3: slides 1 a 50)

- Atividade 4 Cap 3: Exercícios

- Atividade Prática 3 Cap. 3: animações conjunto de antenas

 

 

0,5 hora

 

 

1 hora

 

0,5 hora

 

 

 

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 3.1 a 3.6

- Questionário interativo Cap. 3

1 hora

(03/08)

 

1,5 horas

(05/08)

 

1 hora

(10/08)

05

(5ª)

e

06

(3ª e 5ª)

Antenas Filamentares

- Leitura básica (Cap. 4: slides 1 a 89)

- Atividade 5 Cap. 4: Exercícios

- Atividade Prática 4 Cap. 4: CST STUDIO Suite®

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

1 hora

 

 

 

 

 

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 4.1 e 4.2

- Questionário interativo Cap. 4

1,5 horas

(12/08)

 

1 hora

(17/08)

 

1,5 horas

(19/08)

07

(3ª e 5ª)

Antenas Faixa Larga

- Atividade 6 Cap. 5: Exercícios

- Leitura básica (Cap. 3: slides 79 a 168)

- Preparação seminários

 

0,5 hora

 

0,5 hora

 

 

0,5 hora

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4

- Questionário interativo Cap. 5

- Direcionamento seminários

 

1 hora

(24/08)

 

1,5 hora

(26/08)

 

08

(5ª)

Noções sobre Propagação de Ondas

 

- Leitura básica (Cap. 1: slides 1 a 36)

- Atividade 7 Cap. 1: Exercícios

- Preparação seminários

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

0,5 hora

 

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 2.1 e 2.2

- Direcionamento seminários

1,5 horas

(02/09)

 

 

09

(4ª e 5ª) e

10

(3ª)

Propagação em Dielétricos e Condutores Imperfeitos

- Leitura básica (Cap. 2: slides 1 a 54)

- Atividade 8 Cap. 2: Exercícios

- Atividade Prática 5 Cap. 2: Propagação Condutores Imperfeitos

 

0,5 horas

 

 

1 hora

 

1 hora

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 2.1 a 2.7

- Direcionamento seminários

1 hora

(08/09)

 

1,5 horas

(09/09)

 

1 hora

(14/09)

10

(5ª)

e

11

(3ª e 5ª)

Propagação de Ondas de Superfície

- Leitura básica (Cap. 3: slides 1 a 95)

- Atividade 9 Cap. 3: Exercícios

- Preparação seminários

0,5 hora

 

 

1 hora

 

0,5 hora

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 3.1 a 3.13

1,5 horas

(16/09)

 

1 hora

(21/09)

 

1,5 horas

(23/09)

12

(3ª)

e

13

(3ª e 5ª)

Propagação de Ondas Troposféricas

- Leitura básica (Cap. 4: slides 1 a 65)

- Atividade 10 Cap. 4: Exercícios

- Preparação seminários

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

1 hora

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 4.1 a 4.9

1 hora

(28/09)

 

1 hora

(05/10)

 

1,5 horas

(07/10)

14

(5ª)

e

15

(3ª)

Propagação de Ondas Ionosférias

- Leitura básica (Cap. 5: slides 1 a 73)

- Atividade 11 Cap. 5: Exercícios

- Preparação seminários

0,5 hora

 

 

0,5 hora

 

1 hora

- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 5.1 a 5.6

1,5 horas

(14/10)

 

1 hora

(19/10)

15

(5ª)

e

16

(3ª, 5ª e 6ª)

Seminários

Vídeo de autoria dos alunos sobre temas relacionados a antenas e propagação

 

 

 

 

1 hora

 

 

 

- Questionário interativo Propagação

- Encontro virtual na plataforma para discussão sobre os seminários

1,5 horas

(21/10)

 

1 hora

(26/10)

 

1,5 hora

(28/10)

 

1 hora

(29/10)

17

(5ª)

Seminários

Vídeo de autoria dos alunos sobre temas relacionados a antenas e propagação

 

 

 

 

 

- Encontro virtual na plataforma para discussão sobre os seminários

1,5 horas

(04/11)

 

 

Total

 

Atividades Assíncronas

21 horas

Atividades Síncronas

39 horas

 

AVALIAÇÃO

Sistema de Avaliação

Serão distribuídos 100 pontos no decorrer do semestre letivo (datas definidas em conjunto com os discentes) da seguinte forma:

Semana

Módulos

Atividades Avaliativas

Pontuação

01

(3ª e 5ª)

Início Etapa 2

Fundamentos de Antenas

- Atividade 1 Cap. 1: Exercícios

Início da atividade: 15/07/2021

Entrega da atividade: 27/07/2021

2 pontos

02

(3ª e 5ª)

Diagrama de Radiação, Ganho, Diretividade, Impedância e Polarização de uma antena

- Atividade 2 Cap. 1: Exercícios

Início da atividade: 20/07/2021

Entrega da atividade: 27/07/2021

 

- Atividade Prática 1 Cap. 1: Pesquisa de características de uma antena

Início da atividade: 22/07/2021

Entrega da atividade: 03/08/2021

 

- Atividade Prática 2: CST STUDIO Suite®

Início da atividade: 22/07/2021

Entrega da atividade: 03/08/2021

 

2 pontos

 

 

 

1,5 pontos

 

 

 

 

 

3 pontos

03

(3ª e 5ª)

Sistemas Simples de Radiação

- Atividade 3 Cap 2: Exercícios

Início da atividade: 27/07/2021

Entrega da atividade: 05/08/2021

 

- Questionário interativo Cap. 1

Início da atividade: 27/07/2021

Entrega da atividade: 27/07/2021

 

- Questionário interativo Cap. 2

Início da atividade: 05/08/2021

Entrega da atividade: 05/08/2021

 

4 pontos

 

 

 

3,5 pontos

 

 

 

3,5 pontos

04

(3ª e 5ª)

e

05

(3ª)

Conjuntos de Antenas

- Atividade 4 Cap 3: Exercícios

Início da atividade: 05/08/2021

Entrega da atividade: 17/08/2021

 

- Atividade Prática 3 Cap. 3: animações conjunto de antenas

Início da atividade: 10/08/2021

Entrega da atividade: 17/08/2021

 

- Questionário interativo Cap. 3

Início da atividade: 12/08/2021

Entrega da atividade: 12/08/2021

4 pontos

 

 

 

2 pontos

 

 

 

 

3,5 pontos

05

(5ª)

e

06

(3ª e 5ª)

Antenas Filamentares

- Atividade 5 Cap. 4: Exercícios

Início da atividade: 12/08/2021

Entrega da atividade: 24/08/2021

 

- Atividade Prática 4 Cap. 4: CST STUDIO Suite®

Início da atividade: 17/08/2021

Entrega da atividade: 24/08/2021

 

- Questionário interativo Cap. 4

Início da atividade: 19/08/2021

Entrega da atividade: 19/08/2021

4 pontos

 

 

 

4 pontos

 

 

 

 

3,5 pontos

07

(3ª e 5ª)

Antenas Faixa Larga

- Atividade 6 Cap. 5: Exercícios

Início da atividade: 24/08/2021

Entrega da atividade: 02/09/2021

 

- Questionário interativo Cap. 5

Início da atividade: 26/08/2021

Entrega da atividade: 26/08/2021

4 pontos

 

 

 

3,5 pontos

08

(5ª)

Noções sobre Propagação de Ondas

- Atividade 7 Cap. 1: Exercícios

Início da atividade: 02/09/2021

Entrega da atividade: 09/09/2021

3 pontos

09

(4ª e 5ª) e

10

(3ª)

Propagação em Dielétricos e Condutores Imperfeitos

- Atividade 8 Cap. 2: Exercícios

Início da atividade: 08/09/2021

Entrega da atividade: 21/09/2021

4 pontos

10

(5ª)

e

11

(3ª e 5ª)

Propagação de Ondas de Superfície

- Atividade 9 Cap. 3: Exercícios

Início da atividade: 16/09/2021

Entrega da atividade: 30/09/2021

4 pontos

12

(3ª)

e

13

(3ª e 5ª)

Propagação de Ondas Troposféricas

- Atividade 10 Cap. 4: Exercícios

Início da atividade: 30/09/2021

Entrega da atividade: 14/10/2021

 

- Questionário interativo Propagação

Início da atividade: 21/10/2021

Entrega da atividade: 21/10/2021

4 pontos

 

 

 

4 pontos

14

(5ª)

e

15

(3ª)

Propagação de Ondas Ionosférias

- Atividade 11 Cap. 4: Exercícios

Início da atividade: 14/10/2021

Entrega da atividade: 26/10/2021

3 pontos

15

(5ª)

e

16

(3ª, 5ª e 6ª)

e

17

(5ª)

 

 

 

Noções sobre propagação de ondas

Seminários

- Seminários

Início da atividade: 02/09/2021

Entrega seminário: 26/10/2021

 

Discussão Seminários, questões elaboradas: 28/10/2021 e 29/10/2021

Discussão Seminários, questões elaboradas e entrega avaliação discentes: 29/10/2021 e 04/11/2021

30 pontos

1 – A frequência das atividades síncronas será realizada no momento da atividade via plataforma.

2 – A assiduidade das demais atividades será avaliada com as entregas atividades dentro dos prazos estipulados no quadro em referência. O percentual de pontuação da atividade corresponderá à mesma proporção de frequência. Por exemplo, uma atividade de 10 pontos equivale a 10% da pontuação total, o que representará 10% da carga-horária de 21 h das demais atividades.

3 – A entrega das atividades será de acordo com a plataforma definida na primeira atividade síncrona (13/07) respeitando as datas definidas (e que serão discutidas na primeira atividade síncrona) na tabela do sistema de avaliação.

4 – Avaliação dos seminários: 20% de participação nas demais apresentações (discentes deverão avaliar cada um dos seminários), 40% baseado na avaliação do professor (apresentação deve ser enviada ao professor) e 40% resultante da avaliação dos demais alunos.

5 – As atividades deverão ser entregues feitas à mão sempre que especificado (pode-se tirar foto ou escanear a atividade) e via a plataforma definida no primeiro encontro síncrono.

BIBLIOGRAFIA

Básica

[1] BALANIS, C. A. Teoria de antenas: análise e síntese, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009. Tradução de: Antenna theory : analysis and design, 3ª Ed. (621.396.67 B171aP 3.ed.)

[2] STUTZMAN, W. L.; THIELE, G. A. Antenna Theory and Design, John Wiley, 3ª Ed., 2012. (621.396.67 S937a 3.ed)

[3] Ribeiro, J. A. J. Propagação das Ondas Eletromagnéticas: Princípios e Aplicações, Érica, 2ª Ed., 2008. (537.8.029 R484p 2.ed.)

[4] Alencar, M. S. de; Queiroz, W. J. L. Ondas eletromagnéticas e teoria de antenas, Érica, 2010. (621.396.67 A368o)

Complementar

[1] Ribeiro, J. A. J. Engenharia de Antenas: Fundamentos, Projetos e Aplicações, Érica, 1ª Ed., 2012. (621.396.67 R484e)

[2] Rios, L. G.; Perri, E. B. Engenharia de antenas, E. Blucher, São Paulo, 2001 (621.396.67 R586e 2.ed.)

[3] SAAKIAN, A. Radio Wave Propagation Fundamentals, Artech House, 1ª Ed., 2011.

[4] Sizun, H. Radio Wave Propagation for Telecommunication Applications, Springer, 2004.

[5] Hayt Jr., W. H.; Buck J. A. Eletromagnetismo, Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro, 6ª Ed., 2003. (537.8 H426eP 6.ed.)

[6] NOTAROS, B. M. Eletromagnetismo, Pearson Education do Brasil, São Paulo, 2012. (537.8 N899eP)

[7] DOLUKHANOV, M. Propagation of Radio Wave, MIR, Moscow, URSS, 1971.

[8] Ramo, S.; Whinnery, J. R.; van Duzer, T. Fields and waves in communication electronics, J. Willey, New York, 1965. (621.391:537.8.029 R175f ).

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Ederson Rosa da Silva, Professor(a) do Magistério Superior, em 23/06/2021, às 16:16, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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