Antena Yagi vs. Omnidirecional: Qual é a melhor?

As antenas estão no centro de qualquer sistema de commelecomunicações. Desempenham o papel fundamental de transmitir e receber sinais entre a fonte e os destinos. Existem muitos tipos de antenas com tamanhos diferentes e caraterísticas de desempenho únicas. Este artigo tem como objetivo fornecer uma compreensão aprofundada das antenas omnidireccionais e das antenas yagi e como se comparam umas com as outras.

Visão geral das antenas

Uma antena é um dispositivo utilizado para converter energia eléctrica em ondas electromagnéticas e vice-versa. Transmitem e recebem sinais e actuam como dispositivos de ligação nos sistemas de comunicação co1TP14. A antena desempenha um papel importante na determinação do desempenho de um sistema de comunicação co1TP14. As antenas têm diferentes estruturas físicas, gamas de frequências de trabalho, ganho, directividade, polaridade, etc., e são classificadas em diferentes tipos com base nelas. De seguida, descrevem-se sucintamente alguns dos tipos de antenas mais comuns.

Antena periódica de registo: Este tipo de antena é constituído por uma série de dipolos colocados ao longo do eixo da antena em diferentes intervalos de tempo seguidos de uma função logarítmica da frequência. São direcionais e têm uma largura de feixe estreita. Estas antenas são normalmente utilizadas para aplicações em que é necessária uma largura de banda variável, juntamente com o ganho e a directividade da antena.

Antenas de fio: Um dos tipos mais simples e mais comuns de antenas que são utilizadas numa grande variedade de contextos. Utilizam fios condutores para transmitir e receber sinais de rádio. Podem ser antenas dipolo ou monopolo. Normalmente, são antenas omnidireccionais e são utilizadas em aplicações como radiodifusão, comunicação sem fios e aplicações de rádio ou montadas em veículos, navios, edifícios, etc.

Antenas de abertura: Este tipo de antena tem uma ou mais aberturas numa superfície condutora para admitir sinais. Podem ser antenas de ranhura ou antenas de corneta. São normalmente utilizadas em frequências de micro-ondas e podem ser utilizadas em aplicações como satélites, radares, aeronaves e naves espaciais.

Antenas reflectoras: Este tipo de antena é altamente direcional e utiliza uma superfície reflectora curva para concentrar as ondas de rádio ou outras ondas electromagnéticas numa direção. Podem ser antenas parabólicas ou antenas de canto. São utilizadas principalmente como antenas de alimentação e são utilizadas em aplicações como comunicações por satélite, sistemas de radar, etc.

Antenas de microfita: Trata-se de uma antena plana que consiste numa placa metálica impressa num substrato fino. Normalmente, são pequenas e compactas, leves e fáceis de integrar em dispositivos electrónicos. São utilizadas em dispositivos móveis, routers, etc.

Antenas de matriz: Este tipo tem várias antenas pequenas dispostas de uma forma específica, de modo a que cada antena funcione para reforçar e melhorar a qualidade do sinal. A antena Yagi é um dos tipos de antenas de matriz mais procurados. Estas são facilmente personalizáveis e, por conseguinte, utilizadas para aplicações de elevado ganho que necessitam de controlar o padrão de radiação. São utilizadas em radiodifusão, redes sem fios, etc.

O que é uma antena omnidirecional?

As antenas omnidireccionais são antenas que podem transmitir e receber sinais em todas as direcções de forma igual. Isto torna-as ideais para aplicações em que a antena precisa de se comunicar com vários dispositivos em diferentes direcções ou em que a direção do sinal do dispositivo alvo varia ou é imprevisível. As antenas omnidireccionais são utilizadas tanto em aplicações portáteis como fixas. São utilizadas em veículos em movimento, como navios e autocaravanas, e também em redes WiFi em locais como restaurantes, salas de conferências, parques de campismo, estâncias, etc. Nas zonas urbanas, onde o espaço entre duas torres de sinal é limitado, são utilizadas antenas omnidireccionais.  

O que é uma antena Yagi?

Uma antena yagi é uma antena direcional potente. Tem elementos parasitas paralelos que funcionam numa estrutura de barra única. Um dipolo actua como elemento de condução e os elementos parasitas irradiam novamente os sinais numa fase ligeiramente diferente da do elemento de condução. Isto proporciona uma elevada potência direcional, reforçando o sinal em algumas direcções e cancelando-o noutras. São normalmente utilizados para comunicações ponto-a-ponto e aplicações de longo alcance.

Principais diferenças entre as antenas omnidireccionais e as antenas Yagi

Conceção e estrutura: As antenas omnidireccionais são concebidas de modo a terem um padrão de radiação em forma de donut com uma antena no centro. Estão disponíveis em diferentes modelos, como monopolo, dipolo, plano de terra e antenas coaxiais. As antenas Yagi têm vários elementos diretores dispostos em paralelo em ambos os lados de uma estrutura de feixe numa matriz linear, juntamente com um elemento de condução e um refletor.

Princípio de funcionamento: Numa antena omnidirecional, à medida que as ondas de rádio passam através da antena, os elementos radiantes captam-nas e direcionam-nas num círculo completo, permitindo assim que a antena transmita e receba sinais de todas as direcções simultaneamente perpendicularmente ao eixo, variando a potência com o ângulo do eixo e diminuindo até zero no eixo. Numa antena Yagi, o elemento de condução gera ondas electromagnéticas e o elemento refletor colocado atrás do elemento de condução reflecte essas ondas para a frente, de modo que os diretores colocados na frente dirigem e focam as ondas reflectidas para a frente.

Gama de frequências e largura de banda: As antenas omnidireccionais e direcionais estão disponíveis numa vasta gama de frequências. As antenas omnidireccionais estão geralmente disponíveis na gama de frequências entre 100 MHZ e 6 GHz, enquanto as antenas Yagi estão disponíveis entre 30 e 3000 MHz. As antenas omnidireccionais têm um padrão de radiação amplo e uma largura de feixe larga, enquanto as antenas Yagi têm um padrão de radiação estreito e uma largura de feixe focada.

Ganho e directividade: As antenas omnidireccionais produzem um ganho inferior ao das antenas Yagi, que são direcionais. As antenas omnidireccionais, como o nome indica, direcionam os sinais em todas as direcções num campo de 360 graus, enquanto as antenas Yagi são direcionais e, por isso, focam os sinais num ângulo de cerca de 45 graus a 90 graus.

Instalação e portabilidade: As antenas omnidireccionais são simples de instalar devido ao seu padrão de 360 graus. São instaladas em estações de base, locais de telemóveis e pontos de acesso sem fios. São utilizadas para aplicações portáteis e fixas. As antenas Yagi também são fáceis de instalar, mas exigem uma consideração cuidadosa da localização e da orientação. As antenas Yagi são normalmente usadas como antenas estacionárias, mas podem ser personalizadas.

Tamanho e envio: Tanto as antenas omnidireccionais como as Yagi estão disponíveis em diferentes tamanhos. As antenas omnidireccionais são normalmente compostas por uma estrutura semelhante a uma haste ou por uma estrutura simplista e, por isso, são fáceis de embalar e enviar. As antenas Yagi são mais volumosas do que as antenas omnidireccionais e podem ser bastante longas se for necessário um ganho elevado. Mas a maioria das antenas Yagi modernas pode ser desconstruída nos seus elementos e embalada, pelo que pode ser convenientemente expedida.

Vantagens e desvantagens das antenas Yagi

Vantagens:

• Alto ganho e altamente direcional
• Maior alcance de cobertura do que as antenas omnidireccionais
• Mais potentes do que as antenas Omni
• Mais tolerante a interferências

Desvantagens:

• A antena é bastante longa para ganhos mais elevados.
• Mobilidade limitada
• A instalação é mais complexa do que a das antenas omnidireccionais

Vantagens e desvantagens das antenas omnidireccionais

Vantagens:

• Versátil para aplicações fixas e móveis
• Instalação fácil
• Pode ser utilizado com vários operadores de diferentes torres de telemóveis
• Excelente para aumentar o sinal 4G/5G

Desvantagens:

• Gama de cobertura inferior
• Ganho inferior
• Suscetível a interferências de diferentes direcções

Como escolher a antena correta

Requisitos de desempenho: As frequências de funcionamento, a largura de banda, o ganho da antena, a polarização, a área de cobertura, etc. são alguns dos principais parâmetros de desempenho que devem ser considerados. Para aplicações que requerem um maior alcance de receção mas uma distância relativamente mais curta e que necessitam de trabalhar com vários fornecedores de rede, as antenas omnidireccionais são mais adequadas. No entanto, se a cobertura for necessária para um campo ou direção mais concentrados, uma antena yagi é mais adequada. As antenas Yagi são mais potentes e, por isso, adequadas para transmissões de longo alcance do que as antenas omnidireccionais.

Constrangimentos físicos: É importante ter em conta o espaço disponível e as opções de montagem. As antenas omnidireccionais são compactas e, por isso, ocupam apenas um espaço limitado. Como têm um padrão de radiação de 360 graus, são fáceis de colocar e não necessitam de reajustes, mesmo que os fornecedores de sinal ou as torres de telemóveis mudem de local. As antenas Yagi ocupam relativamente mais espaço e podem ser bastante longas se for necessário um ganho mais elevado. A instalação de antenas yagi é comparativamente mais complexa, uma vez que requerem uma colocação e orientação precisas para um desempenho ótimo.

Factores ambientais: Com base na colocação da antena, as condições ambientais, como o vento, a temperatura, a humidade, etc., podem afetar o desempenho da antena. As antenas Yagi com uma forma triangular e elementos estendidos em cada lado podem ser mais afectadas por condições como ventos fortes. As antenas omnidireccionais, com a sua estrutura mais simples, são mais resistentes a condições ambientais adversas.

Análise de custos: O custo é um fator importante a considerar na seleção de antenas. O custo inicial de aquisição e instalação, o custo de funcionamento e o retorno do investimento são os principais factores a considerar. Tanto as antenas yagi como as antenas omnidireccionais estão facilmente disponíveis no mercado e, por conseguinte, podem ser obtidas a preços acessíveis.

Conclusão

As antenas desempenham um papel fundamental nos sistemas de comunicação comm e o seu desempenho terá um efeito importante no desempenho global do sistema de comunicação comm. As antenas omnidireccionais e yagi são utilizadas commapenas para aplicações interiores e exteriores. A escolha entre estes dois tipos de antenas é exclusiva da aplicação específica e depende de factores como parâmetros de desempenho, condições ambientais, facilidade de instalação e manutenção, etc. A escolha da antena correta ajudará a otimizar o sistema de comunicação comm.