63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia

CONSTRUÇÃO DE UM KIT PARA ENSINO E COMPREENSÃO DAS ANTENAS DE CELULAR E SUA PROPAGAÇÃO

Anna Kamylla Dantas Marques 1 Albanisa Felipe dos Santos 1,2 Carmonizia da Silva Freire 1 Joabson Nogueira de Carvalho 1,3

1. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba - IFPB 2. Grupo de Telecomunicações e Eletromagnetismo Aplicado – GTEMA, IFPB 3. Prof. Dr./Orientador – Grupo de Telecomunicações e Eletromagnetismo Aplicado – GTEMA, IFPB

INTRODUÇÃO:

A aprendizagem relacionada aos dispositivos que envolvem ondas eletromagnéticas nem sempre é uma tarefa fácil. Uma antena é exemplo de um desses dispositivos, até mesmo conceituar não é uma tarefa simples, segundo Balanis, em seu livro (Antenna Theory: Analysis and Design, 2005), antena é a estrutura de transição entre o espaço livre e um dispositivo de orientação. O dispositivo de orientação ou linha de transmissão pode assumir a forma de uma linha coaxial ou um tubo oco, e é utilizado para o transporte de energia eletromagnética da fonte de transmissão da antena para o receptor. Tais dispositivos são usados em sistemas de celular que depende de todos os elementos que operam com RF (Rádio Frequência), incluindo também filtros e linhas de transmissão. Desde a instalação até a manutenção devem-se ter conhecimento mínimo básico adequado para manter o bom desempenho de todo o sistema. Isso sem contar o projeto, que deve ser cuidadosamente elaborado. Pensando nos ambientes de ensino, tais como escolas técnicas, institutos e universidades que disponibilizam poucos recursos para ensino da prática, foi projetado com baixo custo um kit simples para demonstração de como o sinal de uma antena se propaga, para facilitar a compreensão e o melhor aprendizado dos estudantes em sala de aula.

METODOLOGIA:

Procurando suprir a necessidade de ambiente de ensino com poucos recursos para a prática das teorias aprendidas em sala de aula com uso de antenas, um kit foi elaborado, constituído de materiais reciclados e de baixo custo, tais como, madeira, parafusos, uma lâmpada fluorescente, entre outros. Foram preparadas duas placas de madeira prensada ou platex com dimensões 20X30 cm dispostas em forma de livro (unidas com ângulos variáveis), e com tampo do mesmo material, ao qual fora fixada a lâmpada, para simular um refletor, em seguida essa estrutura foi unida a um cano que na sua base contém um transferidor, também em madeira, para que se pudesse alterar a angulação formada pela abertura da estrutura. Para comprovação da comparação da estrutura montada e uma antena de celular, foi realizado nos laboratório do IFPB, uma medição com o auxilio de um luxímetro digital (Digital Lux Meter – MLM – 1011 - Minipa), que fora colocado em pontos pré estabelecidos dentro de uma sala de 3X3 m, para fazer a leitura da intensidade luminosa do feixe formado pela luz da lâmpada da estrutura de madeira.

RESULTADOS:

A partir dos dados coletados foi possível identificar através de análises gráficas uma semelhança entre o feixe de luz formado pela estrutura de madeira e o diagrama de irradiação de uma antena usada na telefonia móvel celular, chegando à conclusão que o kit pode sim ser utilizado como ferramenta educativa para simulação de uma antena. Além do mais o kit proposto também é visto como uma alternativa simples, pois o operador pode modificar o ângulo e perceber sua propagação com as mais diversas aberturas do refletor equivalente aqui proposto e ter uma idéia inicial de projetos de rádio enlace, usando tal kit. De acordo com a comparação é possível mostrar em sala de aula o funcionamento de uma antena, de uma forma simples e funcional, auxiliando o profissional que ministra conteúdos ligados ao tema aqui proposto, demonstrando que com um pouco de criatividade e materiais de fácil acesso pode-se promover o melhor entendimento de assuntos muitas vezes abstratos para a maioria das pessoas.

CONCLUSÃO:

Uma das vantagens da proposta desenvolvida nesse trabalho foi à utilização de materiais de baixo custo para simular como acontece a propagação de uma antena a partir da luz emitida por uma simulação de refletor, tornando mais fácil o entendimento sobre o proposto, mostrando de uma maneira simples e objetiva, um assunto muitas vezes de difícil compreensão para o alunado da área tecnológica. Sendo ainda usada as mais diversas teorias aprendidas em sala de aula para desenvolver métodos simples para auxiliar o estudo das disciplinas ligadas as engenharias. Entretanto é possível fazer melhoramentos nesse trabalho, que segue como sugestões para desenvolvimentos futuros, de plataformas interativas e desenvolvimento de automatização do kit.

Palavras-chave: Antena, Kit de baixo custo, Ensino em telecomunicações.