Por PY2BW – Egon Boehm – Boletim CWSP nº 160, Março de 2000.
Onda refletida
Em fevereiro tratamos da propagação das ondas pelo modo direto e por onda de terra. Este mês vamos falar das ondas refletidas.
Podemos ter reflexões em meios naturais (atmosfera, lua) ou em dispositivos construídos (espelhos refletores) ou ainda a retransmissão dos sinais via estações repetidoras (satélites, repetidores).
A retransmissão de sinais através de estações repetidoras não é na verdade uma reflexão do mesmo sinal senão a recepção do sinal pela estação repetidora e a posterior retransmissão desse sinal em outra freqüência. Compõe, pois, de dois caminhos de propagação que podem ser enquadrados no modo direto.
A reflexão lunar ganha cada vez mais adeptos no mundo. Transmitimos um sinal em direção à lua e esta reflete as ondas de volta à Terra. Para tornar isso possível lançamos mão de antenas de alto ganho e transmissores potentes. Para saber se um contato por reflexão lunar é possível torna-se necessário calcular o valor de sistema.
O valor de sistema – veja em mês anterior, onda direta – é dado em dB e tem como valores positivos a potência do transmissor, os ganhos das antenas transmissora e receptora e o ganho do receptor. Temos como valores negativos a atenuação do sinal no caminho de propagação, as perdas nos cabos alimentadores, filtros ou outros dispositivos no caminho do sinal. O resultado líquido dos valores positivos menos as perdas deve ser igual ou maior que o mínimo de sinal na entrada do receptor capaz de proporcionar uma inteligibilidade aceitável, isto é, para superar os ruídos próprios e/ou aqueles exteriores. De todos os fatores citados, na prática poderemos atuar apenas no ganho das antenas, potência do transmissor e ganho do receptor. Existem no mercado algumas empresas especializadas em componentes para montar a sua estação de “moon bounce” ou seja, reflexão lunar.
As reflexões utilizando espelhos são utilizadas em SHF para transpor obstáculos. Ao invés de instalar uma repetidora, conforme o projeto o permita, pode ser instalado um espelho (refletor passivo) constituído de um painel metálico e colocado em cima de um morro. O espelho deve ser orientado de tal maneira que realmente o sinal que vem do transmissor seja refletido para a estação receptora.
O tamanho desse espelho varia com a freqüência utilizada, sendo tanto maior quanto mais baixa for a freqüência.
A onda refletida em HF
Os conceitos de reflexão também se aplicam quando falamos em freqüências de HF, com as seguintes diferenças fundamentais:
- Nas comunicações por onda direta podemos calcular as perdas no caminho da propagação com relativa precisão e esse valor se mantém estável dentro de limites previsíveis. Na comunicação em HF a atenuação no caminho da propagação é variável o tempo todo.
- Nas comunicações em HF, o ruído local (industrial), o ruído atmosférico e a interferência de outras estações são as principais limitações. Nas freqüências mais altas o ganho do próprio sistema é o principal limitante.
- As estações para reflexão lunar, operação com satélites e comunicações por onda direta são em geral mais elaboradas. Em HF, com um simples dipolo feito de fio de luz você pode estar no ar e fazer comunicados internacionais.
As ondas emitidas pela sua antena “batem” no espelho da ionosfera e são refletidas de volta para a Terra. Muito bem. Até aí nada de novo !
O que acontece de fato é que esse espelho, que reflete as nossas ondas, tem alterada a sua altura em relação à Terra e tem alterado o seu poder de reflexão de uma maneira nada previsível.
O espelho refletor
Em uma região entre 60 e 300 quilômetros acima da superfície da Terra encontramos elétrons e íons livres em quantidades suficientes para afetar a direção de propagação das ondas. A essa região chamamos de ionosfera.
O sol emite quantidades muito grandes de energia e particularmente apresenta atividade concentrada em determinadas regiões onde ocorrem explosões. Essas explosões às vezes são tão violentas que matéria solar é jogada no espaço e vem atingir a terra. Essa energia do sol excita a camada da ionosfera da terra criando então uma camada que reflete as ondas de rádio. É exatamente essa camada ionizada que vai servir como nosso espelho refletor e é graças a ele que podemos fazer nossos comunicados em HF.
Essa camada ionizada varia de densidade e de altura de acordo com:
- a) A intensidade da energia vinda do sol. A atividade solar não é constante. Durante muitos anos os cientistas observaram o sol e concluíram que esta atividade é periódica. Esse período é de aproximadamente onze anos. Estamos exatamente em um máximo de atividade solar nos anos 2000/2001. Quando a atividade solar é grande, o espelho é melhor.
- b) A hora do dia. O sol ilumina a parte da terra em que é dia claro. O outro lado, o da noite, não recebe luz diminuindo a ionização.
- c) As estações do ano. No verão o sol ilumina mais tempo e com maior intensidade.
- d) A posição em relação ao equador. O sol atinge mais diretamente as regiões equatoriais e menos as regiões polares.
Na verdade não temos apenas um espelho, ou seja, uma camada simples, mas várias camadas em diferentes alturas. Quanto maior a intensidade da radiação solar mais profundamente a ionização ocorre, ou seja, mais perto ela chega da superfície. Então podemos concluir que durante o dia, onde a ionização é maior, o espelho desce e durante a noite ele sobe. A qualidade do espelho varia também de freqüência para freqüência.
As camadas mais baixas contem mais elétrons e os íons se recombinam mais rapidamente do que nas camadas altas. As camadas baixas, mais densas, absorvem muito mais as ondas de baixa freqüência. Por essa razão as bandas de 160, 80 e 40 sofrem fortemente a influência da ionização.
Continua…
73 DE PY2BW – Egon