ARLA/CLUSTER: Influência do solo no rendimento da antena por Luiz Amaral, PY1LL/AC2BR.

[João Costa > CT1FBF]

O campo eletromagnético de uma antena possui duas componentes
diferentes: a primeira que tem intensidade relativamente baixa, cai
lentamente com a distância indo ao infinito e é, por isso, chamado de
campo de radiação; a segunda com intensidade muito alta, caindo
rapidamente com a distância (a poucos comprimentos de onda de
distância pode ser desprezado) e é o campo próximo ou reativo. Este
fica trocando energia entre o espaço e a antena e, para bom
rendimento, o espaço tem de devolver toda a energia que ele recebeu.

Uma antena horizontal de fio comum (uma dipolo, p. ex.) a baixa altura
(em relação ao comprimento de onda) sobre uma terra ruim (baixo
coeficiente de reflexão e perdas altas) apresenta um rendimento muito
baixo. A razão disso é que, além de ficar mais susceptível a
obstáculos, a terra está mergulhada no campo próximo e o espaço que
circunda a antena não consegue devolver toda a energia reativa que lhe
foi entregue porque grande parte se dissipa na terra. Quanto a esse
problema, quanto maior a altura melhor. Para nós radioamadores, em HF
baixo, isto é, de 40m para baixo, uma altura de 1/4 de onda é o mínimo
aceitável. Abaixo disso a eficiência cai rapidamente. Assim, tentar
transmitir em 160m com uma antena a 15m de altura não dá bons
resultados. Aliás, é essa a principal razão pela qual os
radioamadores, mesmo com espaço para esticar uma dipolo de 80m ou
160m, sempre reclamam da baixa eficiência das mesmas (1/4 de onda em
160m são 40m e, em 80m, 20m !).

Quando a terra é boa condutora (e por isso boa refletora), mesmo com
antena baixa, a energia que vai para baixo se reflete e se soma (o
resultado depende da altura) à irradiada para cima e a eficiência pode
ser razoável. Com a terra ruim e a antena baixa, a energia para baixo
apenas contribui para ‘aquecer a terra’, gerando uma resistência
equivalente de perda em série com a de radiação na antena.

A tentativa de se colocar um fio com 5% mais longo que o dipolo,
abaixo dele perto da terra para ‘criar uma yagi de 2 elementos para
cima’ é ingênua e NÃO funciona. A yagi usa um princípio que se baseia
na anulação dos campos para trás do refletor, mas sem dissipação. Isto
faz com que, para trás, não haja radiação e a energia que iria para
trás, vai para a frente. Se a energia que for para trás se dissipar,
ela NÃO vai para a frente e portanto a yagi não opera como tal. É o
caso da antena baixa na terra ruim. A única maneira de se resolver o
problema, se não se puder melhorar a terra, é subir a antena.

Isto está dito no ARRL Antenna Book, mas sem explicar porque. Eu fiz
experiências cuidadosas pondo e retirando instantaneamente (para
evitar o fading) um refletor embaixo de uma antena dipolo 1/2 onda
para 80m. Com ou sem ele, o sinal (de AM para se medir a portadora
estável) em nada mudou para todos os colegas da rodada, como eu já
esperava. Terra boa, mas com antena horizontal baixa, tem bom
rendimento, mas irradia como NVIS que, para DX, p. ex., não serve.

Fonte: CRAM - Clube dos Radioamadores de Americana