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Calculadora de antena dipolo de meia onda

Calcule o comprimento físico, comprimento de onda, ganho, resistência à radiação e 50Ω VSWR para uma antena dipolo de meia onda em qualquer frequência. Suporta fator de velocidade para fio isolado.

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Fórmula

L_{\lambda/2} = \frac{v_f \cdot c}{2f}, \quad Z_{in} \approx 73.1\,\Omega, \quad G = 2.15\,\text{dBi}

Referência: Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", 4th ed., Chapter 4

L_{λ/2} — Half-wave dipole total length (m)
v_f — Velocity factor of the wire
c — Speed of light (299 792 458 m/s) (m/s)
f — Operating frequency (Hz)
Z_{in} — Input impedance (radiation resistance) (Ω)
G — Antenna gain (dBi)

Como Funciona

Uma antena dipolo de meia onda é um elemento radiante de RF fundamental que consiste em um fio ou haste condutora com precisão de meio comprimento de onda. A antena opera com mais eficiência quando seu comprimento físico corresponde exatamente à metade do comprimento de onda da frequência alvo. As antenas dipolares exibem padrões de radiação omnidirecional no plano perpendicular, com radiação máxima em ângulos retos com o eixo da antena. A física fundamental se baseia na interação entre as ondas eletromagnéticas e o comprimento de ressonância da antena, criando padrões de ondas estacionárias que permitem uma radiação de energia eficiente. Na ressonância, a antena apresenta uma impedância quase ideal de 73,1Ω, que é ligeiramente incompatível com as linhas de transmissão padrão de 50Ω, causando uma relação de onda estacionária de tensão modesta (VSWR).

Exemplo Resolvido

Considere um dipolo de meia onda para aplicativos Wi-Fi de 2,4 GHz. Usando a velocidade da luz (c = 3 × 10 ^ 8 m/s) e um fator de velocidade de 0,96, calculamos o comprimento da antena da seguinte forma: λ = 3 × 10 ^ 8/(2,4 × 10 ^ 9) = 0,125 m. O comprimento da antena de meio comprimento de onda se torna 0,0625 m ou 62,5 mm. Nessa frequência, a antena terá um ganho de aproximadamente 2,15 dBi e uma resistência à radiação de 73,1Ω. Quando conectado a uma linha de transmissão de 50Ω, o coeficiente de reflexão (Γ) será de aproximadamente 0,188, resultando em um VSWR de 1,46.

Dicas Práticas

  • ✓Use condutores de alta qualidade com corte preciso para obter um comprimento ressonante preciso
  • ✓Considere fatores ambientais como constante dielétrica ao determinar o comprimento da antena
  • ✓Implemente um plano de aterramento adequado ou um contrapeso para um desempenho ideal

Erros Comuns

  • ✗Negligenciando o fator de velocidade ao calcular o comprimento da antena
  • ✗Falha em contabilizar os efeitos finais que alteram ligeiramente o comprimento real da ressonância
  • ✗Assumindo uma combinação perfeita de impedância 1:1 sem considerar as características da linha de transmissão

Perguntas Frequentes

O comprimento da antena é inversamente proporcional à frequência. Frequências mais altas resultam em comprimentos de onda mais curtos e elementos de antena correspondentemente mais curtos.
Essa é uma característica fundamental dos dipolos de meia onda alimentados centralmente, representando a impedância teórica onde ocorre a radiação de potência máxima.
Um dipolo de meia onda é de banda estreita e funciona perfeitamente em sua frequência de projeto. Mudanças de frequência significativas comprometerão o desempenho.
2,15 dBi representa o ganho da antena em relação a um radiador isotrópico, que é a antena omnidirecional teórica perfeita.
A precisão do comprimento da antena é fundamental. Mesmo pequenos desvios podem impactar significativamente a ressonância, o VSWR e a eficiência geral da radiação.

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