Lição 4 – Propagação ionosférica em múltiplos saltos

Na aula anterior, foi estudada a transmissão ionosférica de um salto, que alcança a distância máxima de 4000 km quando a antena transmite paralelamente ao solo.

As antenas apresentam limitações na sua configuração, denominadas efeito direcional, que restringe a faixa de operação (longitude de onda) a ser utilizada. Para minimizar estas limitações, o sinal deve ser emitido na forma de um feixe com abertura de até 20° (figura 5). Isto permite usar a mesma antena para alcances de 1500 a 4000 km. São necessárias antenas com diferentes diagramas de radiação para cobrir distâncias mais próximas e o ângulo de incidência variável também exige que se escolha a frequência de transmissão porque o efeito refletor da camada ionizada, também depende do ângulo de incidência que está diretamente relacionado com a longitude de área coberta da camada ionizada. Quanto maior é esta região, mais eficaz pode ser a ação refletora.

Sinal em forma de feixe com até 20° de abertura

Na aula anterior, citou-se que a radiopropagação ionosférica de um único salto alcança a distância máxima de 4000 km, quando a antena transmissora emite um sinal paralelamente à superfície terrestre ou ligeiramente para cima.

Distâncias de mais de 4000 km não podem ser alcançadas com uma transmissão de salto simples, para isto é necessária a transmissão de múltiplos saltos. O sinal rebate entre a superfície e a ionosfera (figura 6) e seu alcance será limitado não apenas pela absorção e pela difusão a que é submetido, mas também pela atenuação nas camadas inferiores da ionosfera. A superfície terrestre é um ótimo refletor de ondas curtas, mas seu efeito fica limitado na superfície oceânica. Se não houvesse absorção do sinal de rádio, este poderia circular por um longo tempo ao redor da Terra.

Transmissão de múltiplos saltos

A absorção reduz consideravelmente a potência do sinal. Um sinal moderadamente potente, de 100 kW, por exemplo, dificilmente alcançaria a distância de 20000 km, ou seja, o outro lado do mundo. O sinal teria que dar 5 saltos de 4000 km para alcançar a área. É uma distância tão grande que não poderia ser alcançada em condições desfavoráveis.

Nem todas as transmissões de rádio em ondas curtas são destinadas a 20000 km de distância. Transmissões destinadas a alcançar 10000 km são mais comuns e para este alcance, consideram-se 3 saltos. Uma dúvida que surge é: qual a frequência de ondas curtas que se deve utilizar para este alcance?

Esta frequência recebe o nome de frequência máxima utilizável, FMU, ou MUF em inglês, e vale para sinais irradiados em direção paralela ou quase paralela em relação ao solo. Às vezes, pode ser definida de forma mais rigorosa como FMU F2 4000, indicando a camada a qual se destina e a distância a ser coberta num único salto. Existe também a frequência mínima utilizável.

A frequência escolhida que pode levar as transmissões para o alcance determinado, encontra-se compreendida entre as frequências máxima e mínima utilizável nos pontos de controle. Para isso, usando um mapa ou globo terrestre, encontram-se dois pontos de controle, um a 2000 km do transmissor (primeiro ponto de reflexão) e a 2000 km da área de recepção (último ponto de reflexão).

Na próxima lição, entenderemos como os movimentos da Terra influenciam a propagação em ondas curtas.