Largura de Feixe de Antena
Estima a largura de feixe de meia potência (−3 dB) de uma antena parabólica, θ = 70·λ ÷ D, a partir do comprimento de onda λ (de λ = 0,3/f, com f em GHz) e do diâmetro do refletor D (m). O resultado, em graus, é o ângulo dentro do qual a antena concentra a maior parte de sua energia: pratos maiores e frequências mais altas produzem feixes mais estreitos e, portanto, antenas mais diretivas e de maior ganho, porém com apontamento mais crítico. O fator ~70 vale para refletores parabólicos típicos. Informe o diâmetro do refletor e a frequência.
Resultado
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Largura de feixe de antena
O ganho de uma antena diretiva e a largura do seu feixe são duas faces da mesma moeda: concentrar a energia num ângulo menor (feixe estreito) é exatamente o que produz ganho alto. A largura de feixe de meia potência (−3 dB) de uma antena parabólica — o ângulo entre os dois pontos onde a potência cai à metade do máximo — é estimada por θ ≈ 70·λ ÷ D, com λ o comprimento de onda (de λ = 0,3/f, f em GHz) e D o diâmetro do refletor (m), resultando em graus. A relação mostra o mesmo princípio do ganho: pratos maiores e frequências mais altas (λ menor) geram feixes mais estreitos. Um prato de 1 m a 10 GHz tem feixe de cerca de 2°; um de satélite geoestacionário pode ter frações de grau. Essa diretividade extrema é uma faca de dois gumes: maximiza o ganho e rejeita interferências de outras direções, mas exige apontamento preciso — alguns décimos de grau de desalinhamento já degradam o sinal, por isso antenas de feixe muito estreito precisam de suportes rígidos e, às vezes, rastreamento ativo. O fator ~70 é típico de refletores parabólicos com iluminação usual (varia de ~58 a ~70 conforme a distribuição de iluminação da abertura). Informe o diâmetro do refletor e a frequência.
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Ganho de Antena Parabólica
Calcula o ganho de uma antena parabólica, G = 10·log₁₀(η·(π·D ÷ λ)²), a partir da eficiência de abertura η (tipicamente 0,5–0,7), do diâmetro do refletor D (m) e do comprimento de onda λ (calculado de λ = 0,3/f, com f em GHz). O resultado, em dBi, mostra que o ganho cresce com o quadrado do diâmetro e da frequência: pratos maiores e frequências mais altas concentram a energia em feixes mais estreitos e diretivos. É o cálculo fundamental no projeto de antenas de micro-ondas, radar e comunicação por satélite. Informe a eficiência, o diâmetro e a frequência.
Raio da Zona de Fresnel
Calcula o raio da primeira zona de Fresnel, r = 17,31·√(d₁·d₂ ÷ (f·(d₁+d₂))), a partir das distâncias de cada extremidade ao ponto considerado d₁ e d₂ (km) e da frequência f (GHz). O resultado, em metros, define o elipsoide ao redor da linha de visada direta que deve ficar livre de obstáculos para que um enlace de rádio funcione sem perdas por difração. Regra prática: pelo menos 60% da primeira zona de Fresnel deve estar desobstruída. É essencial no projeto de enlaces ponto a ponto, micro-ondas e Wi-Fi de longa distância. Informe as distâncias e a frequência.
Potência da Onda
Estima o fluxo de potência de uma onda oceânica por metro de frente de onda, P ≈ 0,5 × H² × T, a partir da altura da onda H (m) e do período T (s), em águas profundas (água do mar). O resultado, em kW/m, é a potência disponível por metro de largura da frente de onda — indicador-chave do potencial de energia das ondas para conversores (WECs). Litorais expostos a swells oceânicos (costa atlântica europeia, Pacífico) chegam a 30-70 kW/m, recurso energético renovável significativo. A potência cresce com o quadrado da altura e linearmente com o período. Informe a altura e o período da onda.
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