28 de abr de 2011

Que onda é esta? – Parte 1

Nós radioamadores adoramos uma onda, mesmo sem ser surfistas adoramos as ondas do rádio, mas vamos entender um pouco mais sobre estas ondas e a sua propagação, assim vamos conseguir melhorar as nossas condições de transmissão e recepção
PROPAGAÇÃO DE ONDA é uma força invisível que permite que o homem se comunique sobre longas distâncias. A transmissão de ondas pode assumir várias formas como LUZ, SOM, e RÁDIO.
LUZ é uma forma de movimento de ondas que pode ser vista. O calor normalmente não pode ser visto, porém pode ser sentido. Já as ondas de rádio não podem ser vistas ou sentidas.
MOVIMENTO DE ONDA pode ser visto em ação quando se atira uma pedra em uma lagoa com água parada. As ondulações que se movem em direção às margens da lagoa mostram a teoria da PROPAGAÇÃO.
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A ONDA TRANSVERSAL é um tipo de movimento de ondas. Rádio, luz e calor são exemplos de ondas transversais.
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A ONDA LONGITUDINAL é um outro tipo de movimento de onda. A onda sonora é o único exemplo de onda longitudinal dado neste texto.
FONTE, MEIO E DETECTOR (RECEPTOR) são os três requerimentos para todo movimento de onda.
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Uma FONTE pode ser qualquer coisa que emita ou despenda energia (ondas)
O MEIO é o veículo que transporta as ondas de um ponto a outro. Água, ar, metal, espaço vazio, etc., são exemplos de meios. O espaço vazio é considerado um meio para ondas eletromagnéticas, mas não um meio para ondas sonoras.
O DETECTOR DE SOM absorve as ondas emitidas pela fonte. O ouvido humano é um exemplo de detector.
O HERTZ, cuja abreviatura é Hz, é usado em lugar de “ciclos por segundo” quando nos referimos a freqüências de rádio.
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO é a velocidade (ou taxa) na qual o cume de uma onda se move através de um meio. A velocidade pode ser calculada através da formula:  V = lf
Onde v é a velocidade de propagação e é expressa em pés (ou metros) por segundo. l (lambda) é o comprimento da onda em pés (ou metros), e f é a freqüência em hertz.
REFLEXÃO ocorre quando uma onda atinge um objeto e é rebatida de volta (em direção à fonte). A onda que se move a partir da fonte em direção ao objeto é chamada de ONDA INCIDENTAL e a onda que se move para longe do objeto é chamada de ONDA REFLETIDA.
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A LEI DA REFLEXÃO é a seguinte:
O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
REFRAÇÃO ocorre quando uma onda que viaja através de dois meios diferentes passa pelo LIMITE entre os dois meios e se desvia de sua direção NORMAL.
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DIFRAÇÃO pode ser considerada como a habilidade das ondas AM de rádio (devido a sua baixa freqüência) viajar sobre uma montanha, enquanto ondas de FM ou TV (devido a sua alta freqüência) são bloqueadas.
O EFEITO DOPPLER é a aparente mudança na freqüência de uma fonte de sinal, à medida que ela se move em direção ou para longe de um detector. Ele pode afetar a operação do equipamento utilizado para medir e detector a energia da onda.
SOM pode ser audível ao ouvido humano ou estar fora da faixa audível do ouvido humano.
RUÍDO E NOTAS são os dois grupos gerais que classificam de forma global TODOS os sons.
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ALTURA(PITCH), INTENSIDADE E QUALIDADE são as três características básicas do som. A altura descreve a freqüência do som. A Intensidade descreve quanta energia é transmitida, e qualidade  nos permite distinguir um som de outro.
A DENSIDADE de um MEIO, a TEMPERATURA, e a  PRESSÃO ATMOSFÉERICA afetam a velocidade do som. Se a temperatura, densidade ou pressão aumentam, a velocidade do som aumenta e vice-versa.
ACÚSTICA é a ciência que estuda o som e está relacionada com o sentido da audição.
ECO é um exemplo de reflexão. Ecos sonoros são usados em um sonar e detectores de profundidade para determinar ou medir a distância de um objeto ou a profundidade do oceano.
REVERBERAÇÃO são múltiplas reflexões de ondas sonoras. O estrondo prolongado de um trovão é causado por reverberações. Com equipamentos sonoros sub-aquáticos, a reverberação de objetos próximos pode interferir com os ecos de alvos reais.
INTERFERÊNCIA acontece quando duas ondas movem-se simultaneamente através de um meio. Elas podem interferir construtiva ou destrutivamente, ou produzirem uma resultante zero.
RESSONÂNCIA acontece quando um objeto vibra (ou ressoa) em sua freqüência natural. Quando freqüências diferentes são produzidas em uma cavidade, o som proveniente da cavidade soa mais alto em sua freqüência ressonante do que todas as outras freqüências.
RUÍDO é qualquer distúrbio que confunde ou distorce a qualidade do som.
Um FÓTON  é a menor unidade de energia radiante que compõe ondas de luz e de rádio.
A unidade ÂNGSTROM é utilizada para medir o comprimento de onda da luz. Um angstrom = 1055-10 m.
O ESPECTRO VISÍVEL contém todas as cores entre infravermelho e ultravioleta. INFRAVERMELHO e ULTRAVIOLETA são invisíveis ao olho humano.
As CORES PRIMÁRIAS da luz são vermelho, verde e azul. Essas primárias podem ser misturadas para fazer qualquer cor entre vermelho e violeta. Se as três cores forem misturadas igualmente, elas vão produzir luz branca.
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As CORES COMPLEMENTARES da luz são magenta, amarelo e ciano. Elas são produzidas misturando-se quaisquer duas das cores primárias em feixes que se sobrepõem.
A VELOCIDADE DA LUZ no espaço vazio (vácuo) é considerada como sendo 186.000 milhas por segundo (ou 300.000.000 metros por segundo). Essa velocidade varia em diferentes meios, mas a constante de 186.000 milhas é sempre usada como a velocidade da luz.
O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO é a faixa completa de freqüências de 3 kHz até além dos 300.000 THz. Freqüências de áudio (15 Hz até 20 kHz) são energia não-eletromagnética e não estão incluídas no espectro eletromagnético.
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O CAMPO ELETROMAGNÉTICO consiste de um CAMPO ELÉTRICO e um CAMPO MAGNÉTICO. Esses campos são responsáveis pela transmissão e recepção de energia eletromagnética através do espaço livre.
O CAMPO DE INDUÇÃO contém um campo E e um campo H, e fica localizado próximo da antena. Os campos E e H do campo de indução ficam 90 graus fora de fase entre si.
O CAMPO DE RADIAÇÃO contém campos E e H que são propagados da antena para o espaço na forma de ondas eletromagnéticas. Os campos E e H do campo de radiação ficam em fase entre si.
Uma FREQÜÊNCIA HARMÔNICA é qualquer freqüência que é um número múltiplo de uma freqüência básica. Por exemplo, uma onda de radio transmitida na freqüência fundamental de 3000 hertz pode ter um segundo harmônico a 6000 hertz, um terceiro harmônico a 9000 hertz, etc., transmitidos ao mesmo tempo.
Uma ANTENA POLARIZADA VERTICALMENTE transmite uma onda eletromagnética com o campo E perpendicular à superfície da Terra. Uma ANTENA POLARIZADA HORIZONTALMENTE transmite uma onda de rádio com o campo E paralelo à superfície da Terra.
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A FRENTE DE ONDA é uma pequena seção de uma esfera de energia irradiada em expansão, e é perpendicular à direção pela qual a onda viaja a partir da antena.
ONDAS DE RÁDIO são ondas eletromagnéticas que podem ser refletidas, refratadas, e difratadas na atmosfera, assim como ondas de luz e calor.
ONDAS DE RÁDIO REFLETIDAS são ondas que foram refletidas por uma superfície e estão 180 graus fora de fase com a onda inicial.
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A atmosfera terrestre é dividida em três camadas separadas: TROPOSFERA, ESTRATOSFERA e IONOSFERA.
A TROPOSFERA é a região da atmosfera onde virtualmente todos os fenômenos climáticos acontecem. Nessa região, a energia de radiofreqüência é grandemente afetada.
A ESTRATOSFERA tem uma temperatura constante e pouco efeito nas ondas de rádio.
A IONOSFERA contém quatro camadas parecidas com nuvens, carregadas de íons, o que auxilia em comunicações de longa distância.
ONDAS DO SOLO e ONDAS CELESTES são os dois tipos básicos de ondas de radio que transmitem energia a partir da antena transmissora para a antena receptora.
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ONDAS DE SOLO são compostas por duas ondas separadas: a ONDA DE SUPERFÍCIE e a ONDA DO ESPAÇO.
ONDAS DE SUPERFÍCIE viajam ao longo do contorno da Terra por difração.
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ONDAS DO ESPAÇO podem viajar através do ar, diretamente para a antena receptora, ou podem ser refletidas pela superfície da Terra.
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ONDAS CELESTES, freqüentemente chamadas de ondas ionosféricas, são irradiadas para uma direção e para cima e retornam para a Terra em algum local distante devido à refração.
HORIZONTE NATURAL é a linha de visão que temos do horizonte.
RÁDIO HORIZONTE é UM TERÇO mais distante do que o horizonte natural.
A IONOSFERA consiste de diversas camadas de íons, formadas pelo processo chamado de ionização.
IONIZAÇÃO é o processo de retirar elétrons livres de seus átomos, assim desestabilizando a neutralidade elétrica.
RECOMBINAÇÃO é o oposto da ionização, isto é, os íons livres se combinam com íons positivos, fazendo com que os íons positivos retornem à sua condição inicial de átomo neutro.
A CAMADA D é a região mais baixa da ionosfera e refrata sinais de baixa freqüência de volta para a Terra.
A CAMADA E está presente durante a luz do dia; refrata sinais tão altos quanto 20 MHz de volta a Terra, e é utilizada em comunicações até 1500 milhas (±2400 km).
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A CAMADA F é dividida nas camadas F1 e F2 durante o dia, mas combinam-se durante a noite em uma só camada. Essa camada é responsável pelas transmissões de longa-distância em altas-freqüências.
A FREQÜÊNCIA CRÍTICA é a freqüência máxima na qual uma onda de radio pode ser transmitida verticalmente e ainda poder ser refratada de volta à Terra.
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O ÂNGULO CRÍTICO é o máximo e/ou mínimo ângulo no qual uma onda de rádio pode ser transmitida e ainda ser refratada de volta à Terra.
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DISTÂNCIA DE SALTO é a distancia entre o transmissor e o ponto onde a onda retorna à Terra pela primeira vez.
ZONA DE SALTO é a zona de silêncio entre o ponto onde a onda de solo se torna fraca demais para recepção e o ponto onde a onda celeste retorna à Terra pela primeira vez.
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FADING é causado por variações na força do sinal, tais como absorção da energia RF pela ionosfera.
FADING DE MÚLTIPLOS-CAMINHOS ocorre quando um sinal transmitido se divide e toma mais que um caminho até um receptor e uma parte dos sinais chega for a de fase, resultando num sinal fraco ou diminuindo gradualmente (fading).
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Algumas PERDAS DE TRANSMISSÃO que afetam a propagação de ondas de rádio são absorção ionosférica, reflexão no solo e perdas no espaço livre.
INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA (emi), seja natural ou criada pelo homem, interfere com comunicações de rádio.
A FREQÜÊNCIA MÁXIMA UTILIZÁVEL é a freqüência mais alta que pode ser utilizada para comunicação entre duas localidades em um dado ângulo de incidência e hora do dia.
A FREQÜÊNCIA MAIS BAIXA UTILIZÁVEL (luf) é a freqüência mais baixa que pode ser utilizada para comunicação entre duas localidades.
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FREQÜÊNCIA ÓTIMA DE TRABALHO (fot) é a freqüência operacional mais prática e aquela em que se confia por apresentar o menor número de problemas.
ATENUAÇÃO POR PRECIPITAÇÃO pode ser causada por chuva, neblina, neve ou granizo, e pode afetar consideravelmente as comunicações em geral.
INVERSÃO TÉRMICA causa canais, ou dutos, de ar frio entre camadas de ar aquecido, os quais podem fazer com que as ondas de rádio viajem além das distâncias normais de linha de visão.
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PROPAGAÇÃO TROPOSFÉRICA usa o princípio da dispersão para chegar além da linha de visão das comunicações de rádio dentro da troposfera.
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