ARLA/CLUSTER: Entendendo Weak Signals; por Jose Carlos M da Silva N4IS-PY2DP(continuação)

Sexta-Feira, 20 de Outubro de 2006 - 13:45:02 WEST

Sabemos agora com mais detalhes como uma antena influencia  uma estação de VHF. E que as antenas modernas são medidas não só pelo ganho, mas pelo ruído total que recebe junto com o sinal desejado. Em geral há mais um aspecto muito importante a considerar quanto á escolha do projecto. Nós usamos um pequeno segmento no inicio da faixa de 2 metros,   entre 144.000 a 144.340 e as antenas modernas são optimizadas para melhor desempenho nesse segmento. Para cobrir o segmento de FM a antena precisa de uma banda passante maior. Isso é levado em consideração nos projectos modernos, por exemplo; a  antena da M2 de 5wl ou a 18xxx não trabalham bem acima de 145 MHz. Já a antena  M2  de 9 ele tem um modelo para SSB e um para FM.

Escolher a antena certa  já é um bom começo. Devemos notar que uma antena não muda a sensibilidade do seu receptor. O NF do receptor continua o mesmo , porem  o ganho da antena e o G/T tem grande  influencia  na sensibilidade efectiva do receptor, alem do cabo e conectores. 

Porem não há nada mais fácil do que estragar o desempenho da sua estação,  montando sua  antena na torre no lugar errado!

Uma antena yagi funciona pelos sinais reflectidos por todos os elementos  directores, e pelo reflector, somados no elemento excitador "DRIVEN ELEMENT". Todo o corpo metálico dentro da área de captura da antena de uma forma ou outra reflecte os sinais que a antena está transmitindo, tornando-se parte da antena.

PARA EVITAR ISSO , NENHUM CORPO METALICO NA MESMA POLARIZAÇÃO DA ANTENA PODE FICAR DENTRO DA AREA DE CAPTURA , INCLUINDO O CABO DE ALIMENTAÇÃO.

Uma yagi vertical, só pode ser montada em um mastro metálico na horizontal, ou a antena deve ser montada totalmente na frente do mastro. O mastro no meio da antena com a mesma polarização simplesmente destroi o diagrama de irradiação da antena, o ganho cai muito e os lóbulos laterais crescem muito. O resultado acaba ficando quase o mesmo que usar uma antena vertical omnidireccional.

A regra prática usada para evitar a interacção entre antenas na mesma torre é a seguinte, manter uma distancia de metade do boom da antena de maior frequência. Para as antenas superiores 144Mhz com mais de 6 metros, usar a metade da distancia ideal para empilhamento.

Este cuidado é muito importante e pode ser estudado mais a fundo no site abaixo, recomendo muita atenção nesse assunto.

http://www.ifwtech.co.uk/g3sek/stacking/stacking2.htm

Aproveite para visitar os outros pontos de empilhamento de antenas, também muito importante.

Voltando ao nosso assunto principal de entender os aspectos importantes na comunicação de sinais fracos entre dois pontos,  já estamos saindo da antena receptora e indo para o caminho a ser percorrido pelo sinal, " Path".

Aqui na pratica a teoria é outra..

Para fazer um contacto temos que saber os 3 ingredientes básicos da propagação. Primeiro temos que ter uma irregularidade na atmosfera,  segundo temos que ter ionização dessa irregularidade e em terceiro e o mais importante, temos que saber onde esta essa irregularidade.!

Aqui , realmente na pratica a teoria é outra. Nós temos é que fazer o nosso sinal chegar ate á região de irregularidade para poder reflectir nosso sinal nela. Temos na verdade duas variáveis, direcção da antena e angulo de elevação em relação ao solo.

Uma boa antena de VHF na direcção errada não serve para nada.  Acertar a direcção com o rotor é muito importante, mais, é fácil calibrar o indicador. Mas como você acerta o angulo de elevação.

Aqui vai o segredo da maionese.... De um modo geral é sabido  que quanto mais alto a antena estiver melhor.. mas o caso não é bem esse. Para cada modo de propagação que você está tentando usar  o angulo necessário para atingir a irregularidade  não é o mesmo. 

TROPO......Existe 3 tipos diferentes de tropo, não vou entrar aqui na explicação física dos modos, mas sim em resultados práticos. De uma maneira geral para tropo você têm um angulo muito baixo para poder entrar na zona de reflexão. A tropo pode estar na  superfície ou até a vários quilómetros de altura.

Es ou MS....Os dois fenómenos são encontrados no final da camada E ,  na atmosfera , acima disso tem um grande espaço com poucos átomos até a camada F2. Um verdadeiro buraco. Esse ponto fica entre 85 a 100 km de altitude . A  curvatura da terra  limita os contactos a uma distancia de ~2500 km no caso de meteoros.  O rastro dos meteoros são estreitos, diferente de uma nuvem Es que pode ter quilómetros de extensão.  O meteoro não pode começar a queimar mais alto porque não tem matéria para fazer o atrito. Tudo começa na camada E.

EME.. você quer apontar para a Lua

TEP... Inicio da faixa de TEP na camada E, seguindo a faixa do equador magnético.

Qual o angulo que você precisa para atingir essa área? 

Isso varia com a distancia do ponto onde e você quer comunicar.

Distancia      Angulo de tiro em graus

500 km			18

1000 km			8

1500 km			4

2000 km			1

2500 km			0

Portanto, se você quiser optimizar sua antena para um contacto em Esporádica  ou reflexão por meteoro MS , você quer que o máximo ganho da sua antena seja de 8 graus.

Para maiores informações sobre isso, visite o site abaixo:

http://www.qsl.net/w8wn/hscw/papers/ms_az_el.html

Como controlar o angulo de tiro ou elevação?

Elevar o angulo é fácil, é só levantar a antena, mas para abaixar a coisa é diferente. Aqui vai a boa noticia. Sua antena tem um ganho adicional quando está paralela com a superfície. Isso é o GROUND GAIN. Esse ganho varia com a altura da antena ao solo e o angulo do lóbulo principal também varia..

Esse assunto é muito estudado no artigo do OZ1RH abaixo sobre ground gain e angulo de irradiação para antenas de VHF.

http://www.qsl.net/oz1rh/gndgain/gnd_gain_eme_2002.htm

Antenna heightover flat ground	App. groundgain in dB	Maximum radiationat degrees
½ l 	-1,7	13
1 l 	2,6	11
2 l 	4,8	7
3 l 	5,3	4,5
4 l 	5,4	3,75
5 l 	5,5	3
10 l 	5,2	1,5

Para os 2 metros.. a antena a 20 metros de altura tem um angulo de tiro de 1.5 graus.

Portanto, para a nossa pergunta anterior de um contacto a 1000km que precisava de um angulo de  8 graus, a sua antena deve estar a 4 metros de altura....SURPRESA......

No caso de EME se você não tiver elevação, você vai querer sua antena  bem baixa. Se a sua antena estiver a 20 metros de altura o primeiro lóbulo estaria a 1,5 graus,

Para zero graus sua antena tem que estar lá pelos 40 metros de altura.

Na pratica você dever ter uma antena alta e outra baixa, eu uso uma de 18el a 30 metros e uma de 12 el a 10 metros, e quando vou fazer EME eu  monto um braço na torre á  altura suficiente para o reflector não bater no chão.