Em Luxun Electroniconde concebemos e fabricamos antenas de ponta para 5G, IoT, segurança pública e infra-estruturas sem fios, o nosso trabalho está profundamente enraizado numa das realizações mais elegantes da física: Equações de Maxwell.
Enquanto nomes como Faraday, Tesla e Edison são mais familiares ao público em geral, James Clerk Maxwell é o génio silencioso que unificou a eletricidade e o magnetismo - e lançou as bases teóricas para todo o mundo sem fios em que vivemos hoje.
O que torna o Maxwell tão importante para as comunicações sem fios?
Maxwell foi o primeiro a fazê-lo:
- Prever a existência de ondas electromagnéticas,
- Provar que a própria luz é um fenómeno eletromagnético,
- Combinar a eletricidade e o magnetismo numa única teoria de campo unificada.
Sem a visão de Maxwell, não haveria Wi-Fi, nem comunicações móveis, nem antenas, nem a era sem fios.
Assim, da próxima vez que navegar no seu telemóvel, participar numa videochamada ou depender de um sinal de GPS, lembre-se: tudo isto assenta em quatro equações elegantes.
As quatro equações de Maxwell - Num relance
| Nome | Forma Diferencial | Forma integral |
| Lei de Gauss (Eléctrica) | ∇-E = ρ / ε₀ | ∮ E - dA = Q / ε₀ |
| Lei de Gauss (Magnética) | ∇-B = 0 | ∮ B - dA = 0 |
| Lei de Faraday | ∇×E = -∂B/∂t | ∮ E - dl = -dΦᴮ/dt |
| Lei de Ampère-Maxwell | ∇×B = μ₀J + μ₀ε₀ ∂E/∂t | ∮ B - dl = μ₀I + μ₀ε₀ dΦᴱ/dt |
Onde:
- E = Campo elétrico
- B = Campo magnético
- ρ = Densidade de carga
- J = Densidade da corrente
- ε₀, μ₀ = Constantes de vácuo
- Φᴮ, Φᴱ = Fluxo magnético/elétrico
O que significam?
1. Lei de Gauss (Campos Eléctricos)
As cargas geram campos eléctricos. Quanto mais carga houver numa região, mais fortes serão as linhas de campo elétrico que dela irradiam.
2. Lei de Gauss para o Magnetismo
Não existem pólos magnéticos isolados (não existem "monopólos" magnéticos). As linhas de campo magnético formam sempre laços fechados.
3. Lei da Indução de Faraday
A a alteração do campo magnético cria um campo elétrico-o princípio subjacente aos transformadores e geradores eléctricos. É isto que permite que as antenas receber ondas electromagnéticas.
4. Lei de Ampère-Maxwell
A a alteração do campo elétrico cria um campo magnético-uma descoberta de Maxwell. Quando os campos elétrico e magnético se induzem continuamente um ao outro, nasce uma onda electromagnética-a base de toda a transmissão sem fios.
Esses símbolos estranhos (∇-, ∇×) explicados
Se os símbolos matemáticos o assustam, aqui está um guia rápido:
- ∇- (divergência) diz-nos o quanto um campo se "espalha" a partir de um ponto (como a densidade de carga).
- ∇× (curvatura) mostra o quanto um campo "gira" em torno de um ponto (como a indução electromagnética).
Estes operadores vectoriais descrevem o comportamento dos campos eléctricos e magnéticos no espaço e no tempo.
Porque é que isto é importante para as antenas?
Em Luxun ElectronicQuando concebemos antenas para 617-6000 MHz ou desenvolvemos matrizes de alto ganho e dupla polarização com controlo RET, estamos a aplicar as equações de Maxwell todos os dias.
Cada antena - seja para estações de base, DAS interiorou MIMO LTE - funciona através da criação e receção de ondas electromagnéticas. Essas ondas são descritas, previstas e controladas através da elegante estrutura criada por Maxwell há 150 anos.
Desde o ganho e a polarização até à direção do feixe e à correspondência de impedância - tudo está relacionado com estas quatro equações.