Por PY2BW – Egon Boehm – Boletim CWSP nº 161, Abril de 2000.
Onda refletida
Agora nós já sabemos que as ondas refletidas em HF dependem da ionização das camadas da ionosfera em diferentes alturas e que a intensidade dessa ionização depende da atividade solar, vamos tentar fazer algumas correlações entre a atividade solar e a propagação propriamente dita.
Por definição, HF abrange as freqüências compreendidas entre 3 e 30 MHz, ou seja, as bandas de 80 a 10 metros. A banda de 160 metros é considerada LF, e tem mecanismos de propagação próprios. Para os amantes das baixas freqüências eu recomendo ler o capitulo I do livro Low-band Dxing do nosso colega belga, John Devoldere, ON4UN. A banda de 6 metros também tem mecanismos próprios de propagação e é considerada uma banda de VHF. Tem igualmente mecanismos de propagação peculiares.
MUF e FOT
Do inglês “maximum usable frequency”, é definida como a freqüência mais alta em que é possível manter a comunicação entre dois pontos. A MUF varia com a hora e com a localização geográfica das estações. Varia com o horário enquanto depende da iluminação solar direta e com a localização. A região do equador é mais iluminada que as regiões polares. A região polar que está no verão é mais iluminada do que aquela que está no inverno.
Em um determinado horário e local, a ionização depende fortemente da atividade solar propriamente dita. Para medir a atividade solar existe uma série de laboratórios espalhados pelo mundo e que registram constantemente o fluxo solar. O fluxo é expresso pelo número de manchas solares ou pelo fluxo solar resultante dessa atividade solar. Os registros dos números de manchas são feitos desde 1848. Ao longo desses anos observou-se que a atividade solar tem ciclos com máximos e mínimos. Esses ciclos têm aproximadamente onze anos de duração. Agora, nos anos 2000/2001, passamos justamente por um máximo de atividade solar, embora seja um dos mais baixos máximos dos últimos 60 anos.
O fluxo é medido por observatórios em freqüências muito elevadas (entre 2,8 e 15 GHz) e expressado em potências de 10 a menos 22 Joules por segundo/metro2/Herz. As emissões da WWV (em 5, 10, 15 ou 20 MHz) levam ao ar boletins horários contendo as informações de fluxo.
Dados de propagação da WWV
Exatamente aos 18 minutos de cada hora a WWV emite um boletim de dados de propagação. São transmitidos, o fluxo solar, o índice geomagnético A, o índice de Boulder K e um resumo das atividades solar e geomagnética, referentes às últimas 24 horas e a previsão para as 24 horas seguintes.
O índice A só muda uma vez ao dia, no boletim das 18:18 UTC. As demais informações são atualizadas a cada três horas, começando às 00:18.
O período de rotação do Sol é de 27,5 dias (dos nossos). Isto é importante para prever a ocorrência de distúrbios magnéticos, que então irão repetir-se a cada quatro semanas.
Uma ionização intensa cria uma corrente elétrica mais intensa ao redor da terra que por sua vez gera um campo magnético mais intenso, provocando o aparecimento de variações do campo magnético. Dependendo do grau dessas variações, teremos os distúrbios magnéticos e depois, os distúrbios de propagação.
Para aproveitar melhor essas informações e realmente utilizar os dados com utilidade para fazer previsões é importante registrar os dados diariamente e obter uma série de ocorrências das quais se possa extrair alguma informação.
O índice K é atualizado a cada três horas e é a informação mais perto da realidade possível de se obter. Quando o índice K aumenta, teremos probabilidade de má propagação, principalmente nas latitudes maiores que 35 graus. Quando atingir valores maiores que 3 ou 4 poderemos prever fenômenos de aurora polar dificultando sobremaneira as comunicações através dos pólos (por exemplo para a Austrália) para freqüências abaixo dos 20 MHz.
A estação da ARRL, W1AW também emite boletins diários de propagação.
O ângulo de tiro da antena.
Uma das características mais importantes da comunicação é o ângulo de ataque da antena, isto é, o ângulo em relação ao solo que a antena despeja seu máximo de energia.
Suponha que você tivesse uma antena que irradia diretamente na vertical. A onda seria refletida pela ionosfera e voltaria exatamente para você, ou para locais muito próximos do seu transmissor. Inclinando a antena você iria atingir uma distância maior até o ponto onde a antena estivesse exatamente irradiando na horizontal. À ida da onda até a ionosfera e sua volta à terra nós chamamos de salto.
Depois de a onda completar um salto, a onda é refletida na terra para um segundo salto e assim por diante.
Para atingir grandes distâncias ocorrem vários saltos, as vezes 7 ou 8 ou até ainda mais.
A onda atravessa várias regiões da terra, com diferentes graus de iluminamento e diferentes MUFs. A MUF final é sempre menor ou no máximo igual à MUF correspondente ao salto de menor MUF no caminho da onda entre o transmissor e o receptor.
Concluímos que para distâncias curtas devemos usar ângulos de tiro grandes e para longas distâncias, ângulos baixos.
Na literatura especializada encontramos muitas referências, estudos e formulários acerca deste assunto.
Uma vez que você aprenda todas as fórmulas matemáticas, saiba calcular e transformar coordenadas geográficas em azimutes, calcular exatamente as alturas das diversas camadas da ionosfera e seus coeficientes de absorção para as diferentes freqüências, consultar os diversos índices A e K para várias horas, saiba calcular as diferenças de fuso horário entre as estações, entenda um pouco de estatística para aplicar cálculos de probabilidades, estará então em condições de começar a projetar seus contatos de DX em todas faixas, horários e ângulos e direções de antena.
Se você não entendeu bem tudo até aqui, não faz mal Para você guiar bem seu automóvel você precisa entender profundamente de motores?
É claro que não! Você precisa saber alguns princípios de funcionamento e o resto o automóvel fará por si.
Felizmente para o cálculo de propagação é a mesma coisa.
Temos hoje excelentes programas de computador que podem ser adquiridos a preços que variam entre US$ 50 e US$ 200 e fazem todo o serviço por nós.
Basta você entrar com os seus dados de localização e atualizar os índices de fluxo, A e K e escolher o lugar com o qual você quer falar. Em alguns segundos o programa calcula os diversos modos de propagação para as 24 horas do dia e para várias faixas de radiomador. Pronto, é só falar…
Será mesmo ?
Não é bem assim. Todos os cálculos utilizam a técnica estatística de probabilidades. Assim, você pode calcular chances maiores ou menores de falar com a outra estação. Mas não terá nunca certeza que fará o QSO. E os QRMs ? E os QRNs ? Será que o outro operador acordou e está lá para nos escutar ?
É essa incerteza que torna o radioamadorismo tão fascinante.
Vamos agora resumir o que vimos nos últimos seis artigos:
- Podemos receber as ondas por via direta, refletida ou onda de terra.
- As ondas de terra servem para comunicações a curtas distâncias em freqüências baixas.
- As ondas diretas servem para comunicações em termos de um horizonte rádio, um pouco maior do que o horizonte visual.
- As ondas refletidas serão utilizadas para comunicados a longas distâncias em HF ou mo- dos especiais de reflexão.
- sinal presente no receptor deve ser tal que ultrapasse o nível dos ruídos térmicos dos equipamentos e ultrapasse também os ruídos externos.
- A qualidade da comunicação é medida pela relação sinal/ruído atingida.
- Programas de computador para calcular a propagação.
Bibliografia:
- ! Richtfunkverbindungen – Helmut Carl – SEL- Fachbuchreihe – 1964
- ! Microwave System Design – Kurokawa, Otsuki e Matsumoto – Giken Co. – 1966
- ! The ARRL Handbook for Radioamateurs – ARRL – 1994
- ! Low-Band Dxing – John Devoldere – ARRL – 1995
de PY2BW – Egon