Conceitos e Mecanismos de Propagação de Ondas de Rádio

Conceitos Fundamentais de Ondas

Frente de Onda: Superfície esférica em torno de uma fonte onde as intensidades e fases dos campos elétrico e magnético são as mesmas em todos os pontos.

Onda Plana: Região suficientemente distante da fonte onde as superfícies esféricas são tão grandes que podem ser consideradas planas e os campos elétrico e magnético possuem valores constantes.

Onda Guiada e Onda Não Guiada: As ondas guiadas carregam energia ao longo de linhas de transmissão ou outras estruturas que orientam o seu trajeto. As ondas não guiadas carregam energia através do espaço aberto.

Polarização da Onda Eletromagnética (OEM)

Polarização da OEM: Maneira como os campos elétrico e magnético se orientam no espaço onde as ondas já podem ser consideradas planas.

Tipos de Polarização

• Linear:
  • Horizontal: Campo elétrico paralelo à superfície da Terra.
  • Vertical: Campo elétrico perpendicular à superfície da Terra.
• Circular ou Não Polarizada: Campo elétrico girando em relação à superfície da Terra.

Propagação das Ondas de Rádio

Mecanismo utilizado para transportar a onda de um ponto para outro, ou seja, desde sua transmissão até sua recepção.

Classificação das Ondas de Rádio

Onda Celeste

Onda que sofre influência da ionosfera e que é irradiada na direção da ionosfera, onde se reflete ou refrata para retornar à superfície da Terra.

Onda Terrestre

Onda que não sofre influência da ionosfera e está classificada de duas maneiras:

Onda Superficial

Onda que tende a acompanhar a curvatura da Terra, não se prendendo somente à superfície, mas diminuindo a intensidade de campo com a distância da fonte e com a altitude, porque parte da energia é absorvida pela Terra.

Onda Direta

É transmitida da seguinte forma:

• A partir de um ponto para todas as direções através de antenas omnidirecionais.
• A partir de um ponto para uma determinada região da troposfera, através de antenas diretivas ou direcionais.
• A partir de um ponto para outro com visibilidade entre eles, através de antenas diretivas.

Propagação por Reflexão Ionosférica

A ionosfera e a superfície da Terra se comportam como paredes de um condutor perfeito, onde a onda de rádio fica confinada e, por reflexões sucessivas nestas paredes, vai se propagando de um ponto para outro. Ângulos maiores do que o ângulo crítico fazem com que a onda penetre na ionosfera e se perca no espaço.

Distância de Salto

Distância da antena Tx até a primeira reflexão no solo ou entre duas reflexões sucessivas da mesma onda na superfície da Terra.

Propagação por Refração Ionosférica

Semelhante ao da reflexão ionosférica, tendo como diferença a penetração da onda celeste na ionosfera, combinando os efeitos da onda celeste com os da onda superficial.

Zona de Silêncio

Região entre o ponto de recepção da onda celeste e o limite de influência da onda de superfície, onde não há sinal útil.

Relações entre Ângulo e Frequência

Ângulo de Irradiação Constante e Frequência Variável

f?=d?; f?=d?; f??=X

Frequência Constante e Ângulo de Irradiação Variável

Ø?=d?; Ø?=d?; Ø??=x

Mecanismo da Onda Superficial

A superfície da Terra, com certo valor de condutividade e constante dielétrica, se comporta como um guia de onda de uma só parede, proporcionando que a onda de rádio se propague em contato com a superfície. Tem bom desempenho em solos com alta condutividade (água do mar, solo úmido), proporcionando um alcance maior.

Mecanismo da Difração

É o desvio da onda direta em torno de um obstáculo opaco (morro, prédio, árvore), fazendo com que ela mude de direção ao passar por este obstáculo. Seu efeito prático é a diminuição da energia recebida, pois parte dela contorna o obstáculo e outra parte é bloqueada por ele.

Área de Sombra

Região imediata ao obstáculo onde não há recepção de sinal.