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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Código: |
Período/Série: |
Turma: |
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Carga Horária: |
Natureza: |
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Teórica: |
Prática: |
Total: |
Obrigatória: |
Optativa: |
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Professor(A): |
Ano/Semestre: |
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Observações: |
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:
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Objetivos Específicos: |
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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
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: antenas2020
Contatos: ersilva@ufu.br
Atividades assíncronas (Microsoft Teams®) e síncronas são discriminadas a seguir. Essas serão realizadas em salas virtuais via plataforma Microsoft Teams®.
A primeira atividade síncrona (26/10 às 16:50 h) será realizada na plataforma Conferência Web da RNP. Para entrar na sala, basta acessar: https://conferenciaweb.rnp.br/webconf/ederson-rosa-da-silva
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.
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.)
Para utilização do Microsoft Teams® 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, 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.
Cronograma de Atividades
Semana |
Módulos |
Atividades Assíncronas Previstas |
Carga-Horária |
Atividades Síncronas Previstas |
Carga-Horária / Data |
01 |
Início Etapa 2 Fundamentos de Antenas |
- Atividade 1 Cap. 1: Exercícios - Leitura básica (Cap. 1: slides 1 a 52) |
2 horas 1 hora |
- Análise plano de ensino preliminar em encontro virtual no ConferênciaWeb RNP - Encontro virtual para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplo 1.1 |
1 hora (26/10)
1,5 horas (27/10) |
02 |
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® |
1 hora 1,5 horas 1 hora 1,5 horas
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- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução do exemplo 1.2
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1,5 horas (03/11) |
03 |
Sistemas Simples de Radiação |
- Leitura básica (Cap. 2: slides 1 a 36) - Atividade 3 Cap 2: Exercícios - Preparação seminários
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0,5 hora 2 horas 2 horas |
- Questionário interativo Cap. 1 - Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução do exemplo 2.1 - Questionário interativo Cap. 2 - Direcionamento seminários |
1 hora (09/11)
1,5 horas (10/11) |
04 |
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 - Preparação seminários
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1 hora 1,5 horas 1,5 horas 1,5 horas |
- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 3.1 a 3.6 - Questionário interativo Cap. 3 - Direcionamento seminários
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1 hora (16/11)
1,5 horas (17/11) |
05 |
Antenas Filamentares |
- Leitura básica (Cap. 4: slides 1 a 89) - Atividade 5 Cap. 4: Exercícios - Atividade Prática 4 Cap. 4: CST STUDIO Suite® - Atividade Prática 5 Cap. 4: Simulação antena Yagi-Uda - Preparação seminários |
1 hora 2 horas 1,5 horas 1 hora 2 horas |
- Encontro virtual na plataforma para esclarecimento de dúvidas e resolução dos exemplos 4.1 e 4.2 - Questionário interativo Cap. 4 - Direcionamento seminários |
1 hora (23/11)
1,5 horas (24/11) |
06 |
Antenas Faixa Larga |
- Atividade 6 Cap. 5: Exercícios - Leitura básica (Cap. 3: slides 79 a 168) - Preparação seminários
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2 horas
1 hora
2 horas |
- 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
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1 horas (30/11)
1,5 horas (01/12) |
07 |
Noções sobre propagação de ondas Seminários |
Vídeo de autoria dos alunos sobre os temas: - Propagação no espaço livre de ondas diretas; - Propagação em dielétricos e condutores imperfeitos; - Ondas refletidas na superfície - Ondas de superfície |
1 hora 1 hora 1 hora 1 hora
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- Encontro virtual na plataforma para discussão sobre os seminários |
1 hora (07/12)
1,5 horas (08/12) |
08 |
Seminários |
Vídeo de autoria dos alunos sobre os temas: - Efeito da Troposfera nas ondas de rádio - Regiões de Fresnel - Propagação sobre Montanhas e múltiplos obstáculos |
1 hora 1 hora
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- Encontro virtual na plataforma para discussão sobre os seminários |
1 hora (14/12)
1,5 hora (15/12) |
09 |
Seminários |
Vídeo de autoria dos alunos sobre os temas: - Formas de refração - Atenuação na troposfera - Relação entre potência recebia e a potência de ruído |
1 hora 1 hora |
- Encontro virtual na plataforma para discussão sobre os seminários |
1 hora (21/12)
1,5 hora (22/12) |
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 |
Início Etapa 2 Fundamentos de Antenas |
- Atividade 1 Cap. 1: Exercícios Início da atividade: 27/10/2020 Entrega da atividade: 10/11/2020 |
3 pontos |
02 |
Diagrama de Radiação, Ganho, Diretividade, Impedância e Polarização de uma antena |
- Atividade 2 Cap. 1: Exercícios Início da atividade: 03/11/2020 Entrega da atividade: 10/11/2020
- Atividade Prática 1 Cap. 1: Pesquisa de características de uma antena Início da atividade: 03/11/2020 Entrega da atividade: 10/11/2020
- Atividade Prática 2: CST STUDIO Suite® Início da atividade: 03/11/2020 Entrega da atividade: 10/11/2020
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3 pontos
2 pontos
3 pontos |
03 |
Sistemas Simples de Radiação |
- Atividade 3 Cap 2: Exercícios Início da atividade: 10/11/2020 Entrega da atividade: 17/11/2020
- Questionário interativo Cap. 1 Início da atividade: 09/11/2020 Entrega da atividade: 09/11/2020
- Questionário interativo Cap. 2 Início da atividade: 10/11/2020 Entrega da atividade: 10/11/2020
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6 pontos
5 pontos
5 pontos |
04 |
Conjuntos de Antenas |
- Atividade 4 Cap 3: Exercícios Início da atividade: 16/11/2020 Entrega da atividade: 24/11/2020
- Atividade Prática 3 Cap. 3: animações conjunto de antenas Início da atividade: 16/11/2020 Entrega da atividade: 24/11/2020
- Questionário interativo Cap. 3 Início da atividade: 17/11/2020 Entrega da atividade: 17/11/2020 |
6 pontos
2 pontos
5 pontos |
05 |
Antenas Filamentares |
- Atividade 5 Cap. 4: Exercícios Início da atividade: 23/11/2020 Entrega da atividade: 01/12/2020
- Atividade Prática 4 Cap. 4: CST STUDIO Suite® Início da atividade: 23/11/2020 Entrega da atividade: 01/12/2020
- Atividade Prática 5 Cap. 4: Simulação antena Yagi-Uda Início da atividade: 23/11/2020 Entrega da atividade: 01/12/2020
- Questionário interativo Cap. 4 Início da atividade: 24/11/2020 Entrega da atividade: 24/11/2020 |
6 pontos
5 pontos
3 pontos
5 pontos |
06 |
Antenas Faixa Larga |
- Atividade 6 Cap. 5: Exercícios Início da atividade: 30/11/2020 Entrega da atividade: 08/12/2020
- Questionário interativo Cap. 5 Início da atividade: 01/12/2020 Entrega da atividade: 01/12/2020 |
6 pontos
5 pontos |
07
08
09
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Noções sobre propagação de ondas Seminários |
- Seminários Início da atividade: 10/11/2020 Entrega seminário: 07/12/2020
Discussão Seminários, questões elaboradas: 07/12/2020 e 08/12/2020 Discussão Seminários, questões elaboradas: 14/12/2020 e 15/12/020 Discussão Seminários, questões elaboradas e entrega avaliação discentes: 21/12/2020 e 22/12/020 |
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 38,5 h das demais atividades.
3 – A entrega das atividades será de acordo com a plataforma definida na primeira atividade síncrona (26/10) 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 em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações
Documento assinado eletronicamente por Ederson Rosa da Silva, Professor(a) do Magistério Superior, em 09/10/2020, às 17:00, 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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Referência: Processo nº 23117.056272/2020-12 | SEI nº 2314439 |