Fundamentos de Propagação de Ondas e Antenas

Onda Celeste e Variação Diurna/Noturna

Por que ocorre variação na propagação da onda celeste entre dia e noite?

Durante o dia, a ionosfera absorve grande parte da energia da onda, impedindo que ela se refrate e retorne à Terra. Por isso, é difícil receber estações distantes durante o dia. À noite, os íons se recombinam, permitindo a reflexão das ondas e facilitando a recepção.

O Ciclo Solar e a Propagação de Ondas

Há alguns anos, o Sol tem apresentado uma atividade anormal, emitindo partículas eletrizadas que perturbam a ionosfera. Isso pode interromper comunicações a longas distâncias devido à ausência ou instabilidade das ondas celestes.

Conceitos Fundamentais de Propagação

• Reflexão: Ocorre quando a onda "bate e volta" em uma superfície.
• Refração: Desvio da onda ao passar de um meio para outro.
• Difração: Ocorre quando a onda contorna um obstáculo.

Antenas: Conceitos e Tipos

A antena é responsável por receber e transmitir o sinal, convertendo energia elétrica em ondas eletromagnéticas e vice-versa. A direção de propagação do sinal é definida pela antena.

Tipos e Características de Antenas:

• Antena Isotrópica: Um modelo teórico que irradia sinal para todas as direções igualmente, como o Sol. Quanto mais longe da fonte, menor a potência do sinal.
• Diretividade de uma Antena: Medida em dBi (decibéis isotrópicos), compara a potência real irradiada em uma direção específica com a potência que seria irradiada por uma antena isotrópica. Quanto maior o dBi, maior a concentração da potência em uma direção.
• Ganho de Antena: A antena não amplifica o sinal. O ganho de antena refere-se à sua capacidade de concentrar a potência irradiada em uma direção específica, em vez de distribuí-la igualmente em todas as direções. A amplificação do sinal é realizada por dispositivos eletrônicos e pelo circuito que produz a onda.
• Antena Dipolo: Comum em rádios e Wi-Fi, irradia o sinal em 360° no plano horizontal, sem ir para cima ou para baixo.
• Antena Yagi: Conhecida por seu alto ganho direcional, concentrando o sinal em uma direção específica.

Terminologia de Antenas:

• Largura de Feixe (ou Abertura Horizontal): É uma medida da capacidade da antena de concentrar a energia irradiada em um ângulo específico.
• Azimute de uma Antena Omnidirecional: Uma antena omnidirecional irradia em 360 graus no plano horizontal.
• Polarização: Indica a posição relativa do campo elétrico e do campo magnético da onda eletromagnética.

Aplicações e Desafios

Qual a solução mais adequada para um link ponto-a-ponto entre dois prédios: adotar uma antena de 2,2 dBi ou uma antena de 24 dBi?

A antena de 24 dBi é a mais adequada. Devido à sua arquitetura (geralmente parabólica), quando direcionada de um ponto para outro, o sinal fica concentrado, otimizando a transmissão e recepção e minimizando a propagação para outras direções, o que é crucial para links ponto-a-ponto.

Frequência (FRQ) e Alcance do Sinal: Quanto maior a frequência, maior a sensibilidade a obstáculos e menor o alcance efetivo sem linha de visada.

A propagação de ondas eletromagnéticas no ar é tridimensional, não se limitando apenas ao plano horizontal. O sentido de propagação do sinal é determinado pela fonte e pelo direcionamento da antena.

Outras Características Importantes da Antena:

• Frequência de Ressonância: É a frequência ideal para a antena, onde ocorre a máxima transferência de potência.
• Faixa de Operação: É o intervalo entre as duas frequências onde a potência máxima é reduzida pela metade (3 dB).
• Largura de Banda (Faixa de Passagem): Pode ser expressa como a razão f2 / f1 ou a porcentagem (f2 – f1) / f0 x 100%, onde f0 é a frequência central.