As linhas de transmissão são formadas por conjuntos de condutores metálicos com diversas disposições. Conforme a disposição destes condutores e o meio que exista isolando-os a linha apresentará comportamentos elétricos específicos. Assim, na prática encontramos diversos tipos de linhas de transmissão cujas características vão determinar o modo como elas são utilizadas na prática. Veja neste artigo as características de algumas linhas de transmissão comuns
Para descrever uma linha de transmissão em termos de suas características usamos termos como:
Impedância de entrada (Zin), sendo definida como a relação entre a tensão de entrada e a corrente de entrada (Ein/Iin).
Impedância de saída (Zout), sendo definida como a relação entre a tensão de saída e a corrente de saída (Ein/Eou).
Para uma linha de transmissão de comprimento infinito é utilizado o termo “impedância característica”. Lembramos que a unidade de impedância é o ohm. Mais informações sobre impedância, o leitor encontrará no livro Eletrônica Básica de Newton C. Braga.
É comum usar a notação V ou E para tensões. No nosso caso, como é comum em Telecom, usaremos E para tensões, I para correntes e Zpara impedâncias.
Linha Paralela
Um dos tipos de linha de transmissão mais conhecidos é o formado por dois condutores que correm paralelos, mantidos a uma distância constante através de espaçadores feitos de material isolante, conforme mostra a figura 1.
A separação entre os condutores varia, dependendo do tipo de aplicação e também do tipo de sinal que deve ser conduzido. As aplicações mais comuns em telecomunicações são em linhas telefônicas e telegráficas rurais e eventualmente usadas para conectar um transmissor a um sistema de antenas.
A principal desvantagem no uso deste tipo de linha de transmissão está na sua perda por irradiação, além da possibilidade de captação de ruídos, já que não existe blindagem.
Uma variação desta linha de transmissão é a fita paralela, muito comum na conexão de antenas a televisores, conforme mostra a figura 2.
Neste tipo de linha paralela temos dois condutores separados por um material isolante (dielétrico) de baixa perda.
Par Trançado
Outro tipo de linha de transmissão formada por dois fios de mesmas características é a formada por um par de condutores trançados, conforme mostra a figura 3.
Bastante usada em telefonia, este tipo de linha de transmissão não é indicada para a transmissão de sinais de frequências elevadas, dadas suas perdas. Além disso, suas características mudam quando a linha está molhada.
Par Blindado
Nesta linha de transmissão temos dois fios condutores paralelos, isolados por um material dielétrico e em torno deles existe uma blindagem metálica, formada por uma tela de condutores finos. Em torno desta tela pode ou não existir um isolante externo, conforme mostra a figura 4.
A grande vantagem deste tipo de linha de transmissão está no fato de que os condutores podem ser mantidos balanceados em relação ao terra de modo que a capacitância se mantém constante ao longo de seu comprimento. Outra vantagem está no fato de haver uma imunidade a captação de ruídos devido à blindagem que também evita as perdas por irradiação.
Os leitores não devem confundir este tipo de linha de transmissão com os cabos ou linhas coaxiais que veremos a seguir.
Cabo Coaxial
Existem dois tipos de cabos coaxiais. Os cabos coaxiais rígidos que possuem como dielétrico o ar e os cabos coaxiais flexíveis que usam uma substância sólida como dielétrico.
Na figura 5 temos o cabo coaxial rígido.
Conforme podemos ver pela figura, o condutor interno é mantido a uma distância constante do condutor externo (que funciona como blindagem) através de arruelas isolantes. As arruelas são espalhadas ao longo do cabo, mantendo uma separação constante entre elas.
A grande vantagem deste tipo de linha está no fato de que o campo magnético do condutor interno não consegue sair de seu interior devido à presença da blindagem. Este fato também impede que o condutor interno capte interferências.
Um problema prático que este tipo de linha encontra está na dificuldade em se manter a separação entre os condutores quando se necessita de uma trajetória curva. Além disso, ela é sensível à umidade, pois em seu interior existe ar, o que pode mudar suas características causando perdas e são caras. Limitando suas aplicações a percursos pequenos.
Nos casos em que existe a sensibilidade a umidade pela entrada de ar, os espaços internos são preenchidos por um gás inerte como o hélio ou mesmo o argônio sob pressão.
Um tipo muito mais usado e melhor é o cabo coaxial flexível em que, em lugar do ar como dielétrico é usada um material sólido como plásticos escolhidos de acordo com suas propriedades, de modo a causar um mínimo de perdas. Na figura 6 temos um cabo coaxial deste tipo.
Neste tipo de cabo, o isolador interno é normalmente feito de diversos tipos de polietileno.
Guias de onda
Nos cabos que vimos, os sinais se propagam como corrente de altas frequências através de condutores metálicos. No entanto, existe um tipo de linha de transmissão que opera segundo um princípio diferente.
Sinais de rádio de frequências muito altas, ou seja, microondas, podem ser conduzidos por meios físicos que se comportam como “encanamentos” dirigindo os sinais para os pontos desejados.
Os sinais que se propagam através destas linhas são, portanto, ondas eletromagnéticas, de uma forma semelhante aquela que ocorre no caso das fibras ópticas, o que poderia nos levar a classificá-los num grupo intermediário entre os que usam o espaço livre (no caso no interior do cabo) e os meios condutores.
Conforme o nome sugere, as guias de onda são tubos que podem ter o contorno cilíndrico ou retangular e que são capazes de conduzir os sinais de altas frequências. Na figura 7 temos dois tipos comuns de guias de ondas.
