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<BODY>
<DIV><FONT face=Verdana size=2>
<P align=center><U><I><B><FONT face="Arial Narrow"
color=#000080></FONT></B></I></U> </P>
<P align=center><U><I><B><FONT color=#000080>Propagação na Atmosfera Das Ondas
de Rádio Transmissão</FONT></B></I></U></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ao contrário do que sucede com as ondas
rádio no espaço, as ondas de rádio ao atravessarem a atmosfera terrestre sofrem
muitas influências por parte desta. Todos já experimentamos problemas com ondas
de rádio, causados por certas condições atmosféricas, estes problemas são
causados pela falta de uniformidade da atmosfera terrestre.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Vários factores podem influenciar as
condições de propagação, tanto positiva como negativamente. Alguns destes
factores são a altitude, localização geográfica, e tempo (dia, noite, estação,
ano).</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Para compreendermos o fenómeno da
propagação de ondas rádio, temos de conhecer a atmosfera terrestre. A atmosfera
está dividida em três regiões separadas, ou camadas. São a troposfera, a
estratosfera e a ionosfera. Estas camadas estão ilustradas na figura
seguinte.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p1.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=93 alt="Camadas atmosféricas"
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p1_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Troposfera</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quase todos os fenómenos meteorológicos
ocorrem na troposfera. A temperatura nesta região decresce rapidamente com a
altitude. Formam-se nuvens, e pode existir muita turbulência devido a variações
na temperatura, pressão e densidade. Estas condições podem ter um efeito
pronunciado sobre a propagação de ondas de rádio, como será explicado mais
adiante.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Estratosfera</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A estratosfera situa-se entre a troposfera
e a ionosfera. A temperatura nesta região é quase sempre constante, e existe
muito pouco vapor de água. Como é uma camada relativamente calma e a com poucas
variações de temperatura, esta camada quase não influencia a propagação de ondas
rádio.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Ionosfera</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Esta é a camada mais importante da
atmosfera terrestre para as comunicações via rádio a longa distância. Como a
existência da ionosfera depende directamente da radiação emitida pelo sol, o
movimento da terra em relação ao sol, ou mudanças na actividade solar podem
resultar em variações na ionosfera. Estas variações podem classificar-se em dois
tipos:</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>1) as que ocorrem em ciclos mais ou menos
regulares, e consequentemente, podem ser previstas com alguma precisão; e <BR>2)
as que são irregulares e que resultam de um comportamento anormal do sol, e
portanto, não podem ser previstos. Tanto as variações regulares como irregulares
têm efeitos importantes na propagação de ondas rádio. Como as variações
irregulares não podem ser previstas, vamos concentrar-nos nas variações
regulares.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080> Variações Regulares</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>As variações regulares podem ser divididas
em quatro grandes classes: diárias, 27 dias, sazonais e de 11 anos. Vamos
debruçar-nos sobre as variações diárias, já que têm uma grande influência no
nosso passatempo. Variações diárias na ionosfera produzem quatro camadas de
átomos de gases carregados electricamente chamados iões, que possibilitam que as
ondas de rádio sejam propagadas a grandes distâncias à volta da terra. Os iões
são produzidos por um processo chamado ionizarão.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ionizarão</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>No processo de ionizarão, raios
ultravioleta de alta energia vindos do sol periodicamente atingem a ionosfera,
colidem com átomos de gás electricamente neutros, e removem um ou mais electrões
de cada átomo. Quando estes electrões ficam livres, os átomos ficam carregados
positivamente (iões positivos) e permanecem no espaço, juntamente com os
electrões livres. Os electrões livres absorvem parte de energia ultravioleta que
os libertou e formam uma camada ionizada.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Como a atmosfera é bombardeada com raios
ultravioleta de diferentes frequências, várias camadas são formadas a diferentes
altitudes. Os raios ultravioleta de frequência mais alta penetram mais fundo,
produzindo camadas ionizadas na parte mais baixa da ionosfera. Reciprocamente,
os raios ultravioleta de frequência mais baixa penetram menos, e formam camadas
ionizadas nas regiões mais altas da ionosfera.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Um factor importante na determinação da
densidade destas camadas ionizadas é o ângulo de elevação do sol. Como este
ângulo varia com frequência, a altitude e espessura das camadas
ionizadas varia, dependendo da hora do dia e da estação do ano. Outro factor
importante na determinação da densidade da camada é conhecido como
recombinação.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Recombinação</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Recombinação é o processo oposto à
ionizarão. Ocorre quando electrões livres e iões positivos e electrões livres
colidem, combinam-se, resultando átomos electricamente neutros. Tal como a
ionizarão, a recombinação depende da hora do dia. Entre o inicio da manhã e o
fim da tarde, o ritmo de ionizarão excede o ritmo de recombinação. Durante este
período as camadas ionizadas atingem a máxima densidade e exercem a maior
influencia nas ondas rádio. No entanto, ao anoitecer, o ritmo de recombinação
excedo o de ionizarão, causando a diminuição da densidade das camadas ionizadas.
Ao longo da noite, a densidade continua a diminuir, atingindo o ponto mínimo
mesmo antes do nascer do sol. É importante compreender que este processo de
ionizarão e recombinação varia, dependendo da camada da ionosfera e da hora do
dia. Os parágrafos seguintes explicam as quatro camadas (ou regiões) da
ionosfera.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Camadas da Ionosfera</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A ionosfera é composta por três camadas
distintas, designadas por D, E e F sendo a D a que se encontra a mais baixa
latitude, como se pode ver na figura seguinte. A camada F ainda está dividida em
duas camadas F1 (mais baixa) e F2 (mais alta).</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p2.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=57
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p2_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A presença ou ausência destas camadas na
ionosfera e a sua altitude varia com a posição do Sol. Ao meio dia, a radiação
na ionosfera é máxima, enquanto à noite é mínima. Quando a radiação
desaparece a maior parte das partículas que estavam ionizadas recombinam-se. No
espaço de tempo entre estas duas condições, a posição e número de camadas
ionizadas da ionosfera mudam.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Como a posição do Sol varia diária, mensal
e anualmente relativamente a um determinado ponto na Terra, o exato número de
camadas presentes é extremamente difícil de determinar. No entanto, as seguintes
proposições sobre estas camadas podem ser feitas.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080><B>Camada D</B> - Esta camada está presente
entre 50 e 90 km acima da terra. A ionizarão na camada D é baixa porque sendo a
camada mais baixa é a que menos radiação recebe. Para frequências muito baixas,
a camada D e o solo actuam como uma gigantesca guia de ondas, tornando possível
a comunicação através do uso de grandes antenas e emissores muito potentes. A
camada D absorve as frequências médias e baixas, limitando o alcance diurno para
cerca de 400 km. A partir do 3 MHz, a camada D começa a perder as
características absorventes. Comunicação a longa distância é possível para
frequências até 30 MHz. Ondas de rádio com frequências acima deste valor
atravessam a camada D sendo no entanto atenuadas. Após o pôr do sol, a camada D
desaparece por causa da rápida recombinação dos iões. Comunicações em baixa e
média frequência tornam-se possíveis. É por esta razão que as estações em AM,
onda média se comportam de forma diferente à noite. Sinais que atravessem a
camada D não são absorvidos mas são propagados pelas camadas E e
F.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080><B>Camada E</B> - A camada E situa-se entre
90 e 140 km de altitude aproximadamente. A recombinação ionosferica é bastante
rápida após o pôr do sol, causando a sua desaparição a meio da noite. A camada E
permite comunicações a média distância para frequências situadas no intervalo
entre baixa e muito alta. Para frequências acima de 150 MHz, as ondas de rádio
atravessam a camada E.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Por vezes explosões solares causam a
ionizarão nocturna desta camada sobre determinadas áreas. A propagação
proporcionada por esta camada nestas condições chama-se "SPORADIC-E". O alcance
proporcionado através de SPORADIC-E por vezes excede os 160 km, mas o alcance
não é tão grande como através da camada F.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Camada F - A camada F encontra-se entre 140
e 390 km de altitude. Durante o dia, a camada F separa-se em dias camadas, F1 e
F2. Geralmente durante a noite, a camada F1 desaparece. A camada F produz o
máximo de ionizarão após o meio dia, mas os efeitos do ciclo diário são menos
pronunciados que nas camadas D e E. Os átomos da camada F permanecem ionizados
por um longo período após o pôs do sol, e durante o pico de actividade solar,
podem permanecer ionizados durante toda a noite.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Dado que a camada F é a mais alta da
ionosfera, é também a que maior alcance permite. Para ondas horizontais, o
alcance obtido num único salto (hop) pode ser de 5000 km. Para que os sinais se
propaguem a distâncias maiores, são necessários vários saltos. A camada F é
responsável pela maior parte das comunicações HF de longa distância. A
frequência máxima que a camada F reflecte depende do ponto do ciclo solar em que
estamos. No pico do ciclo solar, a camada F pode reflectir sinais até 100 MHz.
Durante o sopé do ciclo solar a frequência máxima utilizável pode descer até 10
MHz.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Propagação Atmosférica</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Na atmosfera, as ondas de rádio podem ser
reflectidas, refractadas, e difractadas. Nos próximos capítulos discutiremos
essas formas de propagação.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Refracção</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Uma onda de rádio transmitida através de
camadas ionizadas é sempre refractada, ou dobrada. Esta dobragem das ondas de
rádio chama-se refracção. Repare na onda de rádio na figura abaixo, atravessando
a atmosfera terrestre com um a velocidade constante. À medida que e a onda entra
na camada ionizada mais densa, a parte superior da onda move-se mais depressa
que a parte inferior. Este aumento abrupto de velocidade da parte superior da
onda faz com que a onda seja desviada em direcção à Terra. Este desvio é sempre
em direcção ao meio de propagação onde a velocidade de propagação seja
menor. </FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p3.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=54
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p3_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A quantidade de refracção que uma onda de
rádio sofre depende de três factores principais:</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>1. A densidade de ionizarão da
camada</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>2. A frequência da onda de rádio</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>3. O ângulo de incidência na
camada</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p4.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=67
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p4_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Densidade da Camada</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>A figura acima mostra a relação entre as
ondas de rádio e densidade de ionizarão. Cada camada ionizada possui uma região
intermédia onde a ionizarão é mais densa, entre duas regiões onde a ionizarão é
menor. Uma onda de rádio ao entrar numa região onde a ionizarão é
progressivamente maior, a velocidade aumenta causando o seu desvio em direcção à
Terra. No interior da região mais densamente ionizada, a refracção ocorre a um
ritmo menor porque a densidade é uniforme. Quando a onda atinge a região
superior menos ionizada, a velocidade da parte superior da onda diminui e a onda
é desviada da Terra.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Frequência</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quanto menor for a frequência de uma onda
de rádio, mais rapidamente essa onda é refractada por um determinado grau de
ionizarão. A figura seguinte mostra três ondas de diferentes frequências
entrando na ionosfera com o mesmo ângulo. Podemos ver que a onda de 5 MHz
refractada de forma bastante vincada, enquanto a onda de 20 MHz é refractada de
forma mais suave e retorna à Terra a uma distância maior do que a onda de 5 MHz.
É de notar que a onda de 100 MHz é perdida no espaço. Para qualquer camada
ionizada, existe uma frequência para a qual a energia transmitida verticalmente
é perdida no espaço. A frequência imediatamente abaixo desta é a frequência
critica. Neste exemplo, a onda de 100 MHz é maior que a frequência critica para
esta camada ionizada.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p5.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=61
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p5_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A frequência critica de uma camada
depende da sua densidade. Se uma onda passa através de uma determinada camada,
pode ainda ser refractada por uma camada superior, se a frequência for inferior
à frequência critica da camada superior. </FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ângulo de Incidência e Ângulo
Crítico</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quando uma onda de rádio encontra uma
camada da ionosfera, essa onda é devolvida à Terra num ângulo (aproximadamente)
igual ao ângulo de incidência. A figura seguinte mostra três ondas de rádio com
a mesma frequência, atingindo uma camada com ângulos de incidência diferentes. O
ângulo de incidência da onda A é muito próximo da vertical para ser refractado
de volta à Terra. No entanto, a onda B é refractada de volta à Terra. O ângulo
entre a onda B e a Terra é chamado ângulo crítico. Qualquer onda, numa dada
frequência, que deixe a antena com um ângulo de incidência superior ao ângulo
crítico será perdida no espaço. é por esta razão que onda A não foi refractada.
A onda C parte da antena com o ângulo mais baixo que permite a sua refracção de
volta à Terra. O ângulo crítico para ondas de rádio depende da densidade da
camada ionizada e do comprimento de onda do sinal. </FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p6.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=54
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p6_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>À medida que a frequência de uma onda de
rádio aumenta, o ângulo crítico deve ser reduzido para que ocorra refracção.
Reparar na figura abaixo que a onda de 2 MHz atinge a ionosfera no ângulo
critico e é refractada. Apesar de a onda de 5 MHz (a tracejado) atingir a
ionosfera num ângulo menor, atravessa a camada e é perdida no espaço. Ao baixar
o ângulo de incidência até ao ângulo critico, a onda é refractada de volta à
Terra.</FONT></P><B>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p15.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=54
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p15_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Zona e Distância de Silêncio
(SKIP)</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ao emitirmos uma onda de rádio, esta vai
propagar-se de duas formas, por onda terrestre e por onda ionosferica. De posse
deste conceito podemos discutir o limite exterior da zona de silêncio (skip
distance) e a zona de silêncio (skip zone).</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Limite Exterior da Zona de Silêncio
(Skip Distance)</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A Limite Exterior da Zona de Silêncio
(Skip Distance) é a distância desde o transmissor e o ponto onde a onda
ionosferica atinge a terra pela primeira vez. Esta distância depende da
frequência e ângulo de incidência, e do grau de ionizarão. </FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p16.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=59
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p16_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Zona de Silêncio</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>A zona de silêncio, é a zona compreendida
entre o ponto onde a onda terrestre é demasiado fraca para ser recebida e o
ponto onde a onda ionosferica volta à terra pela primeira vez. O limite externo
da zona de silêncio varia consideravelmente, dependendo da frequência, a hora, a
estação do ano, a actividade solar, e direcção de transmissão.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A frequências muito baixas, baixas, e
médias, a zona de silêncio nunca está presente. No entanto em HF, a zona de
silêncio está sempre presente.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>À medida que a frequência aumenta, a zona
de silêncio aumenta até um ponto em que o limite externo da zona de silêncio
pode estar a milhares de quilómetros. Para frequências acima de um determinado
valor deixa mesmo de haver propagação através da zona F. Por vezes a onda
ionosferica retorna à terra dentro da zona coberta pela onda terrestre. Neste
caso, podemos sofrer um desvanecimento (QSB) bastante grande, causado pela
diferença de fase, entre as duas ondas (a onda ionosferica percorre um caminho
mais longo).</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Reflexão</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>A reflexão ocorre quando as ondas de rádio
são reflectidas por uma superfície plana. Basicamente podemos considerar
dois tipos de reflexão: terrestre e ionosferica. A figura seguinte mostra duas
ondas reflectidas pela superfície terrestre. As duas ondas são reflectidas de
forma semelhante à reflexão da luz num espelho. É de notar que após a reflexão
as duas ondas estão desfasadas cerca de 180º.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p7.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=51
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p7_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>O grau de desfasamento que ocorre não é
constante. Varia, dependendo da polarização da onda e do ângulo de incidência na
superfície reflectora. Como a reflexão não é constante, ocorre desvanecimento
(fading). Em condições normais, ondas de rádio reflectidas em fase produzem
sinais mais fortes, se forem reflectidas desfasadas produzem um sinal mais fraco
ou variável.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A reflexão ionosferica acontece quando
certas ondas de rádio atingem uma fina e altamente ionizada camada da ionosfera.
Apesar de na realidade as ondas serem refractadas, algumas delas retornam à
terra de forma tão rápida que parece tratar-se de reflexão. Para que a reflexão
ionosferica aconteça, a espessura da camada ionizada não pode ser maior que um
comprimento de onda. Como as camadas ionizadas geralmente têm vários km de
espessura, a reflexão ionosferica acontece com ondas longas.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Difracção</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Difracção é a capacidade de as ondas
contornarem obstáculos e "dobrarem esquinas". Na figura seguinte vemos que a
difracção produz uma mudança de direcção da onda de rádio fazendo com que esta
contorne as arestas do obstáculo. Se o comprimento de onda for maior que o
diâmetro do obstáculo esta contorna facilmente o mesmo. No entanto à medida que
a o comprimento de onda decresce, a atenuação aumenta, até que para VHF surge
uma zona de sombra. A zona de sombra é uma área oposta ao obstáculo na direcção
do emissor.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A difracção pode aumentar o alcance para
além da linha do horizonte. Recorrendo a alta potência e frequências baixas, as
ondas de rádio acompanham a curvatura terrestre por difracção.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p8.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=78
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p8_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Efeitos da atmosfera na
propagação</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Como já foi dito antes, mudanças na
ionosfera podem produzir mudanças dramáticas na propagação de ondas rádio. Em
alguns casos, o alcance é estendido de forma extraordinária. Outras vezes, o
alcance é reduzido ou nulo. Os parágrafos seguintes tentam explicar os problemas
causados pelo desvanecimento e desvanecimento selectivo.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080><B>Desvanecimento (Fading)</B></FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Um dos problemas mais frustrantes na
recepção de sinais rádio é a variação na intensidade do sinal, fenómeno
conhecido como fading (ou em português desvanecimento). São várias as condições
que produzem o fading. Quando uma onda rádio é refractada pela ionosfera ou
reflectida pela superfície terrestre, podem ocorrer mudanças aleatórias na
polarização da onda. Antenas montadas horizontal ou verticalmente, foram
concebidas para receber respectivamente ondas polarizadas horizontal ou
verticalmente. Por isso, mudanças na polarização causam mudanças na intensidade
do sinal recebido.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A absorção de <SPAN
class=470234216-10012007>RF</SPAN> na ionosfera também causa fading. A maior
parte dessa absorção ocorre na parte inferior da ionosfera onde a densidade de
ioniza<SPAN class=470234216-10012007>ç</SPAN>ão é mais elevada. Ao atravessar a
ionosfera, as ondas de rádio perdem alguma da sua energia para os electrões
livres e iões aí existentes. Como o grau de absorção varia em função da
densidade das camadas ionizadas, não existe nenhuma relação definida entre a
distância e a intensidade do sinal na propagação ionosferica. O fading causado
por absorção estende-se por um período mais longo que para outros tipos de
fading, já que a absorção ocorre lentamente. Sob certas condições, a absorção é
tão elevada que comunicações para lá da linha de vista se tornam muito
difíceis.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Embora o fading causado por absorção seja o
tipo de fading com mais grave, o fading na propagação ionosferica resulta
sobretudo da propagação por percursos múltiplos ou em inglês
multipath.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Multipath Fading</FONT></P></B><I>
<P align=justify><FONT color=#000080>MULTIPATH </FONT></I><FONT color=#000080>é
um termo usado para descrever os múltiplos percursos que uma onda de rádio pode
percorrer entre o emissor e o receptor. Estes percursos de propagação incluem a
onda terrestre, refracção ionosferica, re<SPAN
class=470234216-10012007>-</SPAN>irradiação pelas camadas ionosfericas, reflexão
terrestre ou por várias camadas ionosferica, e por aí fora. A figura abaixo
mostra alguns dos percursos que o sinal rádio pode percorrer entre dois pontos.
Um percurso, XYZ, é a onda terrestre. Outro percurso, XFZ, refracta a onda na
camada F e passa-a para o receptor no ponto Z. No ponto Z, o sinal recebido é a
combinação entre a onda terrestre e a onda ionosferica. Estes dois sinais tendo
percorrido caminhos diferentes chegam ao ponto Z em tempos diferentes. Por isso
a ondas que chegam podem ou não estar em fase. Uma situação semelhante acontece
no ponto A. Outro percurso, XFZFA, resulta de um ângulo de incidência elevado e
duas refracções na camada F. Uma onda que percorra esse caminho e outra que
percorra XEA podem ou não atingir o ponto A em fase. Ondas de rádio que
recebidas em fase reforçam-se e produzem um sinal mais forte, enquanto que as
recebidas fora de fase produzem um sinal fraco ou desvanecente (fading).
Pequenas alterações no percurso podem alterar a relação de fase entre os dois
sinais, causando fading periódico.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p9.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=44
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p9_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Fading Selectivo</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>O fading resultante da propagação através
de percursos múltiplos (multipath) varia com a frequência dado que cada
frequência atinge o receptor através de um percurso diferente. Se um conjunto de
frequências diferentes for transmitida simultaneamente, o fading em cada uma
será diferente. A esta variação chama-se fading selectivo. Quando isto acontece,
as frequências do sinal transmitido não mantêm o faseamento original e as
amplitudes relativas. Este tipo de fading produz uma séria distorção do
sinal.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A tabela seguinte tenta resumir as
características das diversas camadas da ionosfera.</FONT></P>
<P><FONT color=#000080></FONT> </P>
<DIV align=center>
<CENTER>
<TABLE borderColorDark=#666666 width="100%" borderColorLight=#cccccc border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD width="50%"><FONT color=#000080><FONT size=2><B>Camada D :
</B>reflecte ondas VHF<B> </B>para comunicações a longa distância;
refracta <SPAN class=470234216-10012007>IF</SPAN> e <SPAN
class=470234216-10012007>MF</SPAN> para comunicações a curta distância;
desaparece à noite.</FONT></FONT></TD>
<TD width="50%" rowSpan=5>
<P align=center><FONT color=#000080 size=2><IMG height=346
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p10.gif" width=188
border=0></FONT></P></TD></TR>
<TR>
<TD width="50%"><FONT color=#000080><FONT size=2><B>Camada E: </B>Depende
do ângulo do sol: refracta <SPAN class=470234216-10012007>HF</SPAN>
durante o dia até 20 MHz para distâncias até 3400 km; muito reduzida à
noite</FONT></FONT></TD></TR>
<TR>
<TD width="50%"><B><FONT color=#000080 size=2>Camada F: </FONT></B><FONT
color=#000080 size=2>estrutura e densidade dependentes da hora do dia e
ângulo do sol: consiste numa camada durante a noite e separa-se em duas
durante o dia.</FONT></TD></TR>
<TR>
<TD width="50%"><FONT color=#000080><FONT size=2><B>Camada F1: </B> a
densidade depende do ângulo do sol; o seu maior efeito é a absorção de
ondas <SPAN class=470234216-10012007>HF </SPAN>que passam para a
camada F2.</FONT></FONT></TD></TR>
<TR>
<TD width="50%"><FONT color=#000080><FONT size=2><B>Camada F2: </B>permite
comunicações <SPAN class=470234216-10012007>HF</SPAN> a longa
distância; muito variável; altitude e densidade variam com a hora do dia,
estação, e actividades
solar.</FONT></FONT></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></DIV><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Outros fenómenos que afretam as
comunicações</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Embora as variações diárias na ionosfera
tenham o efeito mais pronunciado nas comunicações, outros fenómenos também
afe<SPAN class=470234216-10012007>c</SPAN>tam as comunicações, tanto positiva
como negativamente. Estes fenómenos serão brevemente discutidos nos parágrafos
seguintes.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Variações sazonais na
ionosfera</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>As variações sazonais resultam do movimento
de translação da terra em torno do sol, porque a posição relativa do sol muda
com as estações do ano. As variações sazonais das camadas D, E, e F1 estão
directamente relacionadas com a inclinação dos raios solares, sendo a ionizarão
máxima destas camadas durante o Verão. Com a camada F2 sucede o oposto. A sua
ionizarão é máxima durante o Inverno. Por isso as frequências propagadas pela
camada F2 são mais altas no Inverno que no Verão.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080></FONT> </P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Manchas solares</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Uma das mais notáveis ocorrências na
superfície do Sol é o aparecimento e desaparecimento de manchas escuras e
irregulares conhecidas como manchas solares. Crê-se que as manchas solares são
causadas por violentas erupções solares e caracterizam-se por causarem fortes
campos magnéticos. Estas manchas causam variações no grau de ionizarão da
ionosfera. As manchas solares tendem a aparecer em dois ciclos, cada 27 dias e
cada 11 anos.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Ciclo de 27 dias</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>O número de manchas existentes em cada
momento muda constantemente já desaparecem umas e aparecem outras. Como o sol
possuí movimento de rotação, estas manchas são visíveis a intervalos de 27 dias,
que é aproximadamente o tempo que o Sol demora a rodar em torno do seu eixo.
Durante este período, as flutuações da ionizarão variam mais pronunciadas na
camada F2. </FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ciclo de Onze anos</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>As manchas solares podem aparecer em
qualquer altura, e o tempo de vida das mesmas é variável. O ciclo de onze anos é
um ciclo regular de actividade solar com um mínimo e um máximo de actividade que
ocorrem a cada onze anos. Durante o período de máxima actividade, a
densidade da ionização de todas as camadas aumenta. Por causa disto, a
absorção da camada D aumenta e as frequências criticas para a as camadas E, F1 e
F2 é maior. Nesta altura, as frequências mais altas devem ser usadas para
comunicações a longa distância.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>VARIAÇÕES IRREGULARES</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Variações irregulares, são mudanças
imprevisíveis na ionosfera que podem afectar profundamente a nossa capacidade de
comunicar via rádio. As variações mais comuns são: E esporádica. perturbações
ionosfericas e tempestades ionosfericas.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>E Esporádica</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Por vezes formam-se na camada E manchas
irregulares com uma ionização invulgarmente alta, a este fenómeno chama-se E
esporádica (sporadic E). A causa exacta para este fenómeno não é conhecida e a
sua ocorrência não pode ser prevista. No entanto, este fenómeno varia com a
latitude. Nas latitudes mais a norte parece estar relacionada com o fenómeno
aurora boreal.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Esta camada pode ser tão fina que as ondas
de rádio a penetram facilmente e são refractadas pelas camadas superiores, ou
pode ser fortemente ionizada e estender-se por centenas de quilómetros. Estas
condições podem ser benéficas ou prejudiciais para a propagação de ondas rádio.
Por um lado pode eliminar completamente o uso das camadas superiores da
ionosfera, ou causar absorção adicional do sinal rádio nalgumas frequências.
Pode também causar problemas por propagação por caminhos múltiplos. Por outro
lado, a frequência crítica desta camada poder o dobro da frequência critica das
camadas normais. Este fato pode permitir comunicações a longa distância a
frequências anormalmente elevadas. Pode também permitir comunicações para locais
que normalmente estariam na zona de silêncio. Esta camada pode surgir e
desaparecer de forma rápida durante o dia ou a noite.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080></FONT> </P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Perturbações Ionosfericas
Repentinas</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Este tipo de perturbações podem acontecer
sem aviso e a sua duração varia entre alguns minutos e algumas horas. Quando
estas perturbações acontecem, as comunicações HF a longa distância tornam-se
praticamente impossíveis. Por vezes parece que o receptor avariou... Este
fenómeno é causado por uma erupção solar que produz uma quantidade anormalmente
alta de radiação ultra violeta que não é absorvida pelas camadas F1, F2 ou E. Em
vez disso, causa o aumento da densidade de ionização da camada D. Como
resultado, frequências acima de 1 ou 2 MHz não conseguem penetrar a camada D e
são completamente absorvidas.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Tempestades Ionosfericas</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Estas tempestades são causadas por
perturbações no campo magnético da terra. Estão associadas a erupções solares e
a o ciclo de 27 dias, ou seja com o movimento de rotação do Sol. Os efeitos das
tempestades ionosfericas são uma ionosfera turbulenta e uma propagação
ionosferica errática. Estas tempestades afectam sobretudo a camada F2, reduzindo
a densidade de ionização e tornando as frequências criticas mais baixas que o
normal. Os efeitos nas comunicações é que o leque de frequências utilizáveis é
menor que o normal e que é só é possível utilizar frequências baixas.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>Meteorologia</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>O vento, a temperatura do ar, e humidade
podem combinar-se para aumentar ou diminuir o alcance das comunicações
rádio. A precipitação influência sobretudo as frequências mais altas. As
frequências de HF e abaixo não sofrem muito com isso.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080><B>CHUVA.- </B>A atenuação causada pelas
gotas de chuva é superior à causada por qualquer outra forma de precipitação.
Pode ser causada por absorção, onde a gota de chuva actua como um mau
dieléctrico, absorve a energia da onda rádio e transforma essa energia em calor;
ou por dispersão (ver figª seguinte). A atenuação causada pela chuva deve-se
mais à dispersão do que à absorção para frequências acima de 100 MHz. Para
frequências acima de 6 GHz, a dispersão ainda é maior.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p11.gif"><FONT
color=#000080><IMG style="WIDTH: 109px; HEIGHT: 67px" height=47
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p11_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>NEVOEIRO.— </FONT></B><FONT color=#000080>A
atenuação causada pelo nevoeiro depende da quantidade de água por unidade de
volume e pelo tamanho das gotículas. A atenuação causada pelo nevoeiro em
frequências abaixo dos 2 GHz é desprezível, mas acima desta frequência a
atenuação por absorção pode ser elevada.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080><B>NEVE.— </B>Dado que a neve possui cerca
de 1/8 da densidade da chuva, e por causa da forma irregular dos flocos, as
perdas por dispersão e absorção são difíceis de calcular, sendo no entanto
menores do que as causadas pela chuva. </FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>GRANIZO— </FONT></B><FONT color=#000080>A
atenuação causada pelo granizo é determinada pelo tamanho das pedras bem como
pela sua densidade. A atenuação A atenuação por dispersão causada pelo granizo é
menor que a causada pele chuva.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>INVERSÃO DE TEMPERATURA</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quando se formam camadas de ar quente por
cima de camadas de ar frio, configura-se uma condição conhecida como inversão de
temperatura. Este fenómeno causa a formação de canais ou condutas de ar frio,
entre a terra e uma camada de ar quente ou entre duas camadas de ar quente. Se
uma antena emissora estiver dentro desse canal, ou se uma onda rádio aí entrar
com um ângulo de incidência muito baixo, as emissões de VHF e UHF podem
propagadas para além da linha do horizonte. Estas longas distancias são
possíveis devido às diferentes densidades e propriedades refractivas do ar
quente e frio. A mudança brusca de densidade quando a onda rádio entra no ar
quente acima da conduta faz com que a onda seja refractada de volta à terra.
Quando a onda atinge a terra ou uma camada de ar quente abaixo da conduta sucede
o oposto e a onda prossegue ao longo da conduta. Um exemplo pode ser visto na
figura abaixo.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p12.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=39
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p12_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>PERDAS DE TRANSMISSÃO</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Todas as ondas de rádio propagadas através
da ionosfera sofrem perdas de energia antes de chegarem ao receptor. Como foi
dito anteriormente, absorção e os efeitos da parte baixa da atmosfera causam a
maior parte da atenuação. Existem ainda dois outros tipos de perdas que também
afectam a propagação. O efeito combinado da perda por reflexão na terra, e
perdas no espaço livre, produzem a maior parte da atenuação
ionosferica.</FONT></P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>PERDA POR REFLEXÃO NA TERRA</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quando a propagação é feita através de
refracção em múltiplas etapas, energia FR é perdida cada vez que é reflectida
pela superfície terrestre. A quantidade de energia perdida depende da
frequência, do ângulo de incidência, da irregularidade do solo, e da
condutividade do solo no ponto de reflexão.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>PERDAS NO ESPAÇO LIVRE</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Normalmente, a maior parte da energia e
perdida por causa do espalhamento da frente de onda. Com o aumento da distância,
a área da frente de onda aumenta, tal como o feixe de luz de uma lanterna. Isto
significa que a quantidade de energia contida numa área da frente de onda
diminui em função da distância. Quando a energia chega à antena receptora, a
frente de onda está tão espalhada que a antena atinge apenas uma pequena porção
da frente de onda. A figura seguinte mostra este efeito.</FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p13.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=58
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p13_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>SELECÇÃO DA FREQUÊNCIA A USAR
</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A selecção da frequência correcta para
determinadas condições exige um bom conhecimento dos mecanismos de propagação.
Para o sucesso das comunicações rádio entre dois pontos a determinada hora do
dia, existem uma frequência máxima, mínima e óptima que podem ser
usadas.</FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080></FONT> </P><B>
<P align=justify><FONT color=#000080>FREQUÊNCIA MÁXIMA UTILIZÁVEL
(MUF)</FONT></P></B>
<P align=justify><FONT color=#000080>Quanto mais alta a frequência de uma onda
rádio, menor o grau de refracção causada pela ionosfera. Por isso, para um
determinado ângulo de incidência e hora do dia, existe uma frequência máxima que
pode ser usada na comunicação entre dois pontos. Esta frequência é conhecida
como <B>FREQUÊNCIA MÁXIMA UTILIZÁVEL (MUF)</B>. Ondas rádio com
frequências acima da muf são refractadas mais lentamente e retornam à terra num
ponto para lá do local pretendido ou perdem-se no espaço. Variações na ionosfera
podem baixar ou subir a muf prevista em qualquer altura. Isto é
especialmente verdade na camada F2. </FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>FREQUÊNCIA MÍNIMA UTILIZÁVEL
(LUF)</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Tal como existe a muf também existe uma
frequência mínima que pode ser usada, conhecida como <B>FREQUÊNCIA MÍNIMA
UTILIZÁVEL (LUF)</B>. Ao diminuir a frequência o grau de refracção aumenta.
Então uma onda cuja frequência seja inferior à luf volta à terra num ponto aquém
do desejado, como se pode ver na figura seguinte. </FONT></P>
<P align=justify><A href="http://www.rep.pt/images/wave_p14.gif"><FONT
color=#000080><IMG height=62
src="http://www.multicascos.com.br/wave_p14_small.gif" width=100
border=2></FONT></A></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Ao diminuir a frequência, a absorção da
energia FR aumenta. Uma onda cuja frequência seja muito baixa, é absorvida a
ponto de ser muito débil para ser recebida. O ruído atmosférico é também maior
para frequências baixas. A combinação destes dois efeitos pode resultar numa
relação sinal ruído inaceitável. Por isso na determinação da luf há que ter em
consideração estes factores.</FONT></P>
<P align=justify><B><FONT color=#000080>FREQUÊNCIA DE TRABALHO ÓPTIMA
(FOT)</FONT></B></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>A melhor frequência de operação é a que
permite comunicar com menos problemas. Deve ser suficientemente alta para evitar
problemas de multipath fading, absorção, e ruído encontrados nas frequências
mais baixas; mas não tão alta que possa ser afectada por mudanças bruscas na
ionosfera. Uma frequência que corresponda a estas exigências é a <B>FREQUÊNCIA
DE TRABALHO ÓPTIMA (FOT)</B>. Fot é a abreviatura de "frequente optimum de
travail". A fot é cerca de 85% da muf, mas esta percentagem varia e pode ser
bastante menos que 85%. </FONT></P>
<P align=justify><FONT color=#000080>Após a leitura deste capitulo poderá
compreender mais facilmente os mecanismos da propagação, bem como interpretar as
previsões de propagação dos boletins de propagação.</FONT></P></FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Verdana size=2></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Verdana color=#0000ff size=2><SPAN
class=470234216-10012007><STRONG>CT2JHU</STRONG></SPAN></FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Verdana size=2></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Verdana size=2></FONT> </DIV>
<DIV align=left>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt" align=left><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT color=#0000ff
size=2>Cordiais Cumprimentos</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt" align=left><B
style="mso-bidi-font-weight: normal"><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT
size=2></FONT></SPAN></B> </P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt" align=left><B
style="mso-bidi-font-weight: normal"><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT size=2>Roland
Gomes<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office"
/><o:p></o:p></FONT></SPAN></B></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT size=1>Gestor de
Projectos/Consultor<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT
size=1><EM>OniTelecom/Infra-estruturas Cliente e Gestão de
Projecto<o:p></o:p></EM></FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><B
style="mso-bidi-font-weight: normal"><SPAN
style="FONT-SIZE: 8pt; COLOR: gray; FONT-FAMILY: Verdana"><FONT
size=1><o:p></o:p></FONT></SPAN></B> </P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><SPAN
style="mso-spacerun: yes"><FONT face=Arial size=2></FONT></SPAN> </P></DIV>
<DIV> </DIV></BODY></HTML>