Propagação

ct4rkPretende-se com este artigo dar uma panorâmica sobre a propagação e os fenómenos que a ela estão directamente ligados, sem recorrer a exaustivos cálculos matemáticos, e de uma maneira geral, de uma forma simples e compreensiva.

Estes apontamentos são dirigidos especialmente aos colegas que por vezes se interrogam sobre diversos fenómenos com que se confrontam nas suas comunicações, não encontrando a resposta adequada. Não sendo um artigo de alto rigor cientifico, procuro no entanto dar uma ideia o mais exacta possível sobre alguns temas da propagação.

As Camadas da Ionosfera

Camada F2

Esta é a mais alta das camadas ionosfericas, existindo entre os 200 e os 400km. Esta camada representa o principal meio de reflexão ionosferica para comunicações em ondas curtas a distancias muito elevadas, distancia esta que pode variar ao longo do dia, com a época do ano e ainda com o ciclo solar. Estas variações são provocadas pelo grau de ionização assim como também com a altitude da camada. A camada F2 aparece cerca do nascer do sol quando a camada F se decompõe para dar origem à F2 e à F1. Nesta altura é notório um aumento brusco da frequência critica de trabalho. As características de reflexão atingem o máximo aproximadamente quando o sol atinge a máxima elevação no horizonte, altura em que depois inverte a tendência e começa a diminuir as suas características reflectoras por via de uma diminuição da ionização, que ocorre até esta se fundir na camada F1 e dar origem a uma só camada, a “F” como já foi dito.

Camada F1

Esta camada existe logo abaixo da camada F2 e como a F2 também ela só existe durante as horas diurnas. Por vezes esta camada pode servir de reflectora a determinadas frequências., mas normalmente a energia electromagnética que atravessa a camada E também atravessa esta, acabando por se reflectir na camada F2. O mais normal é esta camada provocar uma absorção adicional nos sinais que atravessam a “E” antes de se reflectirem na F2.

Camada E

Esta camada situa-se por baixo das camadas F2 e F1 e praticamente só existe durante as horas diurnas, desaparecendo praticamente durante a noite. Todavia e muito raramente podem-se observar vestígios dela durante a noite. A altitude desta camada é entre os 80 e os 100km.

O máximo de actividade da camada é ao quando os raios solares incidem perpendicularmente à superfície da mesma. Esta camada possibilita as comunicações em HF a medias distancias, e também é responsável pela propagação das frequências abaixo de 1,5 MHz durante a noite a distancias consideráveis.

Todavia esta camada é famosa entre os amadores por possibilitar comunicações em frequências acima de 50MHz a distancias que podem ultrapassar facilmente os 2000Km. Neste caso diremos que estamos em presença de uma “esporádica E”. A esporádica E acontece quando durante determinado tempo (especialmente na altura da primavera) existem zonas fortemente ionizadas por condições anómalas de actividade solar, possibilitando a reflexão de sinais de frequências muito elevadas. A altitude a que se situa a nuvem ionizada e a densidade da ionização determinam distancia do salto para um determinado ângulo de incidência.

Uma das formas mais simples de verificar que estamos perante uma esporádica “E”, e como tal boas possibilidades de fazer mais uma longínqua quadrícula é o aparecimento de estações de radiodifusão em FM que estão localizadas por vezes a mais de 1500km.

Durante a existência de uma esporádica é normal escutar em Portugal estações de FM Italianas Francesas e Alemãs entre outras.

Camada D

Esta é a mais baixa de todas as camadas situando-se entre os 50 e os 80 km e a que aparentemente apresenta mais absorção à energia radioeléctrica durante o período da sua existência e que se situa praticamente apenas durante as horas diurnas desaparecendo com o por do sol. É também a mais desconhecida de todas as camadas ionosféricas e a que menos grau de ionização apresenta. Acredita-se que esta camada é a responsável pela absorção das ondas de rádio em HF e MF durante as horas diurnas.

Perturbações ionósfericas

Todas as variações que acontecem na ionósfera são mais ou menos previsíveis e dependem principalmente da actividade solar e do grau de ionização que as radiações solares provocam na ionósfera. Deste modo pode-se com os conhecimentos actuais prever as condições de propagação dentro de certos limites.

Todavia por vezes o comportamento normal da ionósfera é alterado por determinados fenómenos que ocorrem na superfície solar como sejam explosões solares que libertam “flares” com muitos milhares de km de comprimento e a uma velocidade espantosa que pode atingir 2000km por segundo. Estas explosões emitem raios X e uma grande quantidade de partículas especialmente protões. Se as flares acontecerem na direcção da Terra, então esta chuva protónica atinge a Terra provocando forte perturbação das camadas ionosfericas ionizando-as na região dos pólos dando origem às espectaculares Auroras Boreais. http://www.spaceweather.com Durante o período em que a terra está exposta a estas anomalias as características das diversas camadas é alterada e severas perturbações ocorrem nos sistemas de comunicação, provocando mesmo o bloqueio total das comunicações por reflexão ionosferica. Nesta altura o receptor parece que está avariado pois apenas se escuta um ligeiro ruído de fundo. Apenas se poderão escutar estações que estejam perto e que deste modo usem a propagação por onda terrestre.

Estas perturbações dividem-se em duas categorias: Perturbações ionosfericas repentinas e tempestades solares.

As perturbações ionosféricas repentinas tem origem em erupções solares mais ou menos repentinas e atinge a terra cerca de 15 minutos depois de se ter dado a erupção, e só afecta a superfície da terra que está voltada para o Sol. Estas perturbações tem uma duração limitada e atingem principalmente as frequências de entre 0s 2 e os 30 MHz. A atenuação dos sinais durante o fenómeno pode atingir os 40dB e demora normalmente menos de uma hora.

Por outro lado as tempestades solares apesar de não serem tão acentuadas, apresentam maiores problemas para as comunicações devido à sua duração ser bastante maior. Durante uma tempestade solar os sinais que utilizem a ionosfera para se propagar diminuem drasticamente de intensidade e podem até se extinguir durante vários dias, e ocorrer em todo o globo, mesmo nos locais em que seja noite. nestas condições a camada F aumenta anormalmente a sua altitude e a atenuação das ondas é de uma maneira gerar aumentada dando origem ao que se denomina por “flutter fading”.

Por: CT4RK – Carlos Mourato

Referências Bibliográficas:

ARRL HANDBOOK FOR RADIO AMATEURS

THE ARRL MICROWAVE EXPERIMENTERS MANUAL