Princípios de Propagação e Obstruções em Radioenlaces

Obstrução do Raio Refletido em Obstáculos Naturais

Deve-se procurar atenuar ao máximo o feixe refletido. Um dos recursos empregados é o dimensionamento da altura das antenas, de forma a bloquear, total ou parcialmente, a onda refletida em obstáculos naturais existentes no perfil.

Pode-se também utilizar antenas altamente diretivas, exercendo grande efeito de concentração no feixe irradiado, de modo que, na direção do raio que se reflete, a antena irradie mais fracamente do que na direção da onda direta, diminuindo assim a intensidade do feixe refletido.

Princípio de Huygens

Temos uma antena transmissora (TX) irradiando uma onda eletromagnética. As antenas (ou obstáculos) que ficam entre TX e RX são citadas no Princípio de Huygens, irradiando cada uma sua contribuição, parte da qual será recebida pela antena RX. Teremos trajetos cada vez maiores em relação ao raio direto, de forma que ocorrerá uma defasagem crescente, passando por reforços e cancelamentos, cuja soma de todos estes pequenos sinais constitui o campo recebido.

Elipsoide de Fresnel

Formado pelo percurso feito pela onda de rádio concentrada da antena TX para a antena RX, descrevendo uma elipse que terá raio dependente da frequência de operação, da distância entre as antenas e das distâncias dos obstáculos em relação às antenas.

Obstáculo "Gume de Faca"

É um obstáculo afilado (ponta aguda) e aproximadamente plano no sentido transversal ao sentido da propagação, que permite o estudo da variação de energia recebida por obstrução variada, sem introduzir efeitos de onda refletida chegando na antena RX.

Região de Sombra

O obstáculo interrompe a linha de visada.

Topo do Obstáculo Tangente à Linha de Visada

Obstrução da metade inferior do elipsoide de Fresnel, acarretando uma redução de 6 dB em relação à potência de espaço livre.

Grau de Desobstrução do Elipsoide de Fresnel

Obstruções de uma parcela maior do que 42% do elipsoide de Fresnel produzem atenuações frequentes, inviabilizando o projeto do sistema rádio.

Desvanecimento (Fading)

Caracteriza o fenômeno da existência de variações aleatórias, ao longo do tempo, da intensidade do sinal recebido. As causas do fading se encontram no meio de propagação; ou seja, tal fenômeno não existiria se entre as antenas TX e RX não houvesse mudanças nas suas características.

Fading Lento

Apresenta-se através de uma redução lenta e gradativa do nível do sinal recebido, cuja duração pode persistir por horas e até mesmo dias, afetando todos os canais de rádio simultaneamente.

Fading Rápido

Apresenta-se através de uma sequência de variações mais ou menos profundas e rápidas do nível do sinal recebido.

Fórmulas e Parâmetros

• λ (Comprimento de onda): 3x10⁸ / frequência (m)
• H (Altura média de irregularidade): λ / 8sen(grau) (m)
• A₀ (Atenuação em espaço livre): 20log F(MHz) + 20log d(km)
• D1, D2: Distâncias da transmissão/recepção ao ponto de reflexão (km)
• D: Comprimento do enlace (distância TX a RX) (km)
• h1, h2: Altura das antenas TX e RX (m)
• R1 (Raio da 1ª zona de Fresnel): Calculado com λ em milímetros e F em MHz (m)