PU1UTC – Radioescuta, DX e Telecomunicações

Enquanto a descoberta do eletromagnetismo por Oersted trouxe surpresa a comunidade científica internacional, e que pavimentou o caminho para o desenvolvimento de aplicações da eletricidade, foi Micheal Faraday que nos mostrou a chave para a geração prática de eletricidade : indução eletromagnética.

Faraday descobriu que uma tensão (voltagem) poderia ser gerada através de um fio de determinado tamanho que é exposto a um fluxo de campo magnético perpendicular a variação da intensidade.

Uma forma simples de criar um campo magnético de intensidade variável é mover um magneto (ímã) próximo a um fio ou bobina de fio. Mas lembre-se: o campos magnético deve aumentar ou diminuir de intensidade de forma perpendicular ao fio (de forma que as linhas de fluxo atravessem o fio condutor), do contrário nenhuma tensão (voltagem) será induzida:

Faraday foi capaz de matematicamente relacionar a taxa de variação do fluxo do campo magnético com a tensão (voltagem) induzida (repare no uso da letra “e” minúscula para a unidade de tensão, isto se deve a referência de tensão instantânea, ou tensão em um específico momento no tempo, ao invés de tensão estabilizada):

e = tensão induzida em Volts (instantânea)
N = número de voltas de fio em uma bobina
ϕ = fluxo magnético em Webers
t = tempo em segundos

O termo “d” é o padrão adotado para notação de cálculo, representando a taxa de variação do fluxo através do tempo. O “N” significa o número de voltas, da bobina do fio (assumindo que o fio é enrolado no formato de uma bobina para obter o máximo de eficiência eletromagnética).

Este fenômeno é colocado em prática de forma óbvia na construção de geradores elétricos, os quais usam energia mecânica para mover um campo magnético através de bobinas de fio para gerar tensão (eletricidade). Entretanto, isto não é o único meio prático utilizado para este princípio.

Se lembrarmos que o campo magnético produzido por um fio transportando corrente será sempre perpendicular a este fio, e que a intensidade do fluxo do campo magnético variado com a quantidade de corrente através deste, nós podemos constatar que este fio é capaz de induzir uma tensão (voltagem) ao longo de seu próprio comprimento simplesmente devido a uma variação na corrente através deste. Este efeito é chamado auto-indução: um campo magnético variável produzido por mudanças na corrente através de um fio induzindo tensão ao longo do comprimento do próprio fio.

Se o fluxo do campo magnético é melhorado através do enrolamento do fio na forma de uma bobina, e este envolvido com um material de alta permeabilidade, como um núcleo de ferrite por exemplo, o efeito da tensão auto-induzida será mais intenso. Um dispositivo construído para obter vantagem deste efeito é chamado indutor, que é um dos componentes mais comuns utilizados em circuitos eletrônicos em aplicações de telecomunicações.

Por Sarmento Campos

Estamos aqui para falar sobre radiodifusão de ondas curtas, explorando os aspectos técnicos sobre a recepção de emissoras de rádio.

Este é programa produzido pela sua Guaruja Paulista em parceria com o DX Clube do Brasil, que é uma entidade fundada há mais de 22 anos e é dedicada a divulgação do hobby da radioescuta e dxismo, que consiste na pratica de se sintonizar emissoras muito distantes, em especial nas ondas curtas.

Hoje vamos falar sobre um dos aspectos mais críticos a recepção de sinais de rádio, que é a propagação das ondas de rádio e a sua relação com as estações do ano.

Em encontros anteriores falamos que em ultima instância, é o Sol, o principal astro de nosso sistema solar, que é o responsável pelo que podemos ouvir e quando podemos.

E estamos saindo do mês de julho em pleno inverno no hemisfério sul de nosso planeta Terra, o que nos traz algumas possibilidades de escutas bem interessantes não só em ondas curtas, como também em ondas médias, também conhecido popularmente como AM.

Ao contrário do que chegam a afirmar alguns livros, o inverno que é associado as temperaturas mais baixas, não é devido ao nosso planeta Terra estar mais longe do SOL, o que por sua vez implicaria que no verão a Terra estivesse mais próxima do SOL

Imagine a mesa a sua frente, e que no centro desta, está o SOL brilhando com toda sua imponência. E em ponto próximo do SOL, está o nosso planeta Terra girando ao redor do SOL, em um processo denominado de revolução ou translação.

Ou seja, em um intervalo de um ano, o nosso planeta completa uma volta ao redor do SOL, em uma órbita denominada elíptica, que na realidade, podemos enxergar como um circulo quase perfeito, porém, com um leve achatamento. No caso da órbita do planeta terra, este achatamento é em torno de 3 graus, o que significa que a distancia entre a Terra e o SOL varia muito pouco durante uma revolução, ou seja um ano.

Logo, podemos já imaginar que não é devido ao afastamento da Terra em relação ao SOL que ocorre o inverno.

Mas o ouvinte deve estar se perguntando, o que esta questão de astronomia tem haver com o rádio de ondas curtas e a recepção das emissoras que estão nesta faixa ?

Já chegaremos lá, pois este é um dos aspectos bem interessantes da propagação das ondas de rádio e que necessariamente precisamos conhecer como veremos a seguir.

Pois bem, voltando a nossa mesa que está a nossa frente, tendo o SOL no centro e o planeta Terra em algum ponto em seu movimento de translação ao redor do SOL, em cima da mesa, existe a explicação para a existência da alternância das estações do ano, em especial quanto ao inverno e verão para simplificarmos nosso exemplo.

A Terra ao girar ao redor do SOL segue o mesmo plano imaginário da nossa mesa, porém, nosso planeta é inclinado em seu próprio eixo em torno de 23 graus, logo, no nosso exemplo da mesa, a Terra durante uma volta ao redor do SOL irá passar por quatro pontos bem distintos onde os ângulo de incidência dos raios de SOL na Terra serão diferentes, o que forma as quatro distintas estações do ano.

Assim, o que faz o verão ou o inverno na realidade, é justamente a inclinação da incidência dos rádios solares em nosso planeta.

Imagine que em determinado momento o hemisfério Norte está o mais perpendicular possível em relação ao SOL, assim, quando os raios atingem a superfície da Terra no menor ângulo possível, irá aquecer mais a superfície da Terra, causando assim mais calor.

E ao mesmo tempo, o hemisfério SUL, estará mais inclinado em relação o SOL, diminuindo o ângulo de incidência dos raios solares na superfície da Terra, o que diminui a temperatura gerada na superfície, causando assim o inverno.

Experimente acender uma lâmpada bem potente em um abajur fixo na sua mesa, apontando exatamente de cima para baixo na superfície da mesa, por alguns instantes, a uma determinada altura . Observe como a mesa naquele ponto que está concentrado a luz da lâmpada irá se aquecer. Agora, mantendo a mesma altura da lâmpada no abajur, experimente inclinar a lâmpada, digamos uns 45 graus, de forma a iluminar não só um pequeno ponto mas iluminar uma grande parte da mesa. Você irá perceber que a mesa não esquenta tanto.

Este é o principio das nossas quatro estações do ano.

E finalmente, isto gera um fenômeno bem interessante, alias, vários fenômenos que afetam a propagação das ondas do rádio diretamente.

Como no inverno os dias duram menos do que a noite, o SOL não carrega a tanto a ionosfera, que é a camada eletricamente carregada que está acima da atmosfera e que é responsáveis por hora absorver as ondas de rádio limitando o alcance das ondas de radio e hora refletindo as ondas, permitindo um alcance muito maior.

Assim no inverno, a ionosfera recebe menos raios solares, fica menos carregada eletricamente, e absorve menos as ondas do rádio, permitindo que as ondas de rádio sejam refletidas na ionosfera atingindo assim longas distancias. E isto acontece exatamente para as freqüências mais baixas das ondas curtas, ou seja, no inverno, recebemos melhor as freqüências abaixo de 9.500 khz, que é a faixa de 31 metros, passando pelos 49 metros, que é em torno de 6000 kHz até as ondas médias.

Por sua vez, as freqüências mais altas, como por exemplo a faixa de 13 metros, que é em torno de 21500 kHz, que necessitam de forte ionização da ionosfera para se propagarem, se tornam muito difíceis de atingir longas distancias.

É comum nesta época do ano, recebermos sinais das emissoras de ondas curtas que operam nas ondas tropicais dos estados do Nordeste e norte do Brasil, e o contrário é verdadeiro, como demonstram as cartas que a Rádio Guaruja tem recebido de estados tão distantes como Rondônia por exemplo.

E por sua vez, no hemisfério Norte que agora é verão, a propagação é bem diferente, ou seja, como regra a título de comparação, as melhoras freqüências para a longa distancia são as mais altas, e não as mais baixas.

Existem muitos outros aspectos interessantes sobre propagação das ondas de rádio, que nos possibilitam realizar a prática do DX, que é a sintonia de emissoras distantes e desconhecidas. Assim, sabendo em que época do ano nós estamos, quais as faixas de freqüências mais propicias a recebermos sinais de longa distancia, sabendo também quais são as horas do dia, tanto no amanhecer como no anoitecer onde a noite é mais longa, podemos ouvir estações do outro lado do mundo.

Para fechar com um exemplo de um excelente DX, nosso amigo Celio Romais de Porto Alegre conseguiu sintonizar em Porto Alegre bem cedo, próximo ao amanhecer, emissoras em ondas tropicais de Papua Nova Guiné na Oceania e do Japão, que é do outro lado do mundo.

E durante o encontro Brasil DX 2004, após o anoitecer, foi possível ouvir diversas emissoras do extremos norte do Brasil, assim como diversas emissoras internacionais, inclusive da Europa, em ondas médias.

Por isso, a dica é : fique atento ao seu rádio, pois conhecendo um pouco sobre esta ciência tão interessante que é a propagação, você poderá escutar emissoras bem distantes que provavelmente só daqui a um ano você conseguirá sintonizar de novo.

Bem, este era o nosso tema de hoje, aguardamos seus comentários e sugestões.

Se você deseja conhecer um pouco mais de nossa atividade dxista, escreva para nós :

DX Clube do Brasil

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Nós estamos atualmente no meio do ciclo solar de 11 anos, o qual a Terra vivencia os efeitos através de mudanças nas comunicações de rádio, distribuição de energia elétrica, órbitas de naves e satélites artificiais e mesmo em relação a meteorologia. Logo, prever o que o Sol fará a seguir é de nosso interesse direto.

Em 1610, logo após ter observado o Sol com seu novo telescópio, Galileo Galilei realizou a primeira observação Européia das Manchas Solares. As observações diárias foram iniciadas no Observatório de Zurich em 1749 e com a adição de outros observatórios observações contínuas foram feitas a partir de 1849.

O número de manchas solares é calculado primeiro através da contabilização do número de grupos de manchas solares e depois o número de manchas individuais.

O “número de manchas” é então obtido pela soma do número de manchas individuais e 10 vezes o número de grupo. Como a maioria dos grupos de manchas apresentam em média 10 manchas, esta fórmula para contar as manchas solares fornece números confiáveis mesmo quando as condições de observações são menores do o ideal e difícil de serem observadas. Médias mensais ( atualizadas mensalmente ) dos números de manchas solares mostram o número de manchas visíveis máximas e mínimas do Sol formando assim um ciclo aproximado de 11 anos.

Repare que atualmente existem pelo menos dois relatos “oficiais” de números de manchas solares. O “International Sunspot Number” é compilado pelo Data Analysis Center na Bélgica.

O número de manchas solares mensal e projetado em curva é plotado para o ciclo atual e para os últimos quatro ciclos

O número de manchas da NOAA é compilado pelo US National Oceanic and Atmospheric Administration.

Ciclos Solares observados desde 1700 até 2000

Como podemos observar, a compreensão dos fenômenos solares é de capital importância pois o SOL pode determinar, além da existência e manutenção da vida em nosso planeta, as condições de campo magnético de nosso planeta, e interagir diretamente com a geração de energia elétrica e de transmissão de rádio freqüência, o que é fundamental para nosso atual ciclo tecnológico.

A atividade solar afeta diretamente o campo magnético da Terra

A radiação extra gerada pelos raios ultravioleta (UV) e Raios-X criados pelo campo magnético das manchas solares causam aquecimento da atmosfera da Terra e que inclusive causa sua expansão. Este fenômeno cria arrasto adicional na área onde orbitam satélites de comunicações e naves como a Estação Espacial Internacional. Este arrasto pode inclusive alterar a órbita da nave mais cedo do que o esperado originalmente.

A radiação extra Ultra Violeta causada pela atividade da mancha solar pode também aumentar a quantidade de ozônio na camada superior da atmosfera da Terra.

Muitos sistemas de comunicações utilizam a ionosfera para refletir sinais de rádio através de longas distâncias. As tempestades ionosféricas podem afetar as comunicações de rádio em alta freqüência (HF) em todas as latitudes do planeta. Algumas freqüências de rádio são absorvidas e outras refletidas, levando a flutuações rápidas de sinais e caminhos de propagação das ondas inesperados. Estações de rádio e TV comerciais são afetados pela atividade solar, mas comunicações do tipo terra-ar, navio-costa, transmissões em ondas curtas, como as da Rádio Difusão Portuguesa Internacional, Rádio BBC de Londres e operações de rádio amadoras são frequentemente interrompidas. Operações de rádio que se utilizam de altas freqüências frequentemente dependem de alertas geomagnéticos e solares para manter seus circuitos de comunicação operantes.

Sistemas de navegação tais como LARAN e OMEGA são adversamente afetados quando a atividade solar interrompe a propagação de seus sinais. O sistema OMEGA consiste de oito transmissoras localizados ao redor do mudo. Aeronaves e navios usam os sinais de baixa freqüência destes transmissoras para determinar sua posição. Durante eventos solares e tempestades geomagnéticas, o sistema pode prover informações inacuradas tais como desvios de diversos quilômetros. Se os navegadores forem alertados que uma tempestade de radiação ou geomagnética está ocorrendo, eles podem alternar para outro sistema de navegação de reserva.

Os sinais de GPS são afetados quando a atividade solar causa repentinas variações na densidade da ionosfera. O Sistema de Posicionamento Global está sendo utilizado de forma cada vez mais precisa por diversas aplicações, incluindo mapeamento de rotas de aviação, construção civil como rodovias, pouso de aeronaves, e prospecção e extração de petróleo.

Submission acceptance begins 1 March 2009
Submission deadline 30 April 2009

The Scientific Committee on Solar-Terrestrial Physics (SCOSTEP) has initiated a new international scientific program called Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES) which aims at a better understanding of the Sun-Earth system, including solar-terrestrial influences on global change. CAWSES has mobilized the international solar-terrestrial science community and has resulted in coordinated experimental and theoretical studies.

CAWSES focuses on a better understanding of the influence of the Sun on the terrestrial atmosphere, including the variability of solar forcing, the absorption of radiation and particles, the generation and modification of photochemically active trace gases, the generation of waves and tides, and the coupling and distribution mechanisms within the atmosphere. Experimental and theoretical studies aim to identify and understand solar signals in various atmospheric parameters and the physical and photochemical processes involved. Solar-induced long-term variations are compared with anthropogenic climate change where the focus is on heights above the troposphere.

Manuscripts should be submitted through the GEMS Web site.

Segundo estudo canadense, espaço começa 118 quilômetros acima da superfície terrestre.

– Cientistas canadenses afirmam ter identificado a fronteira entre o espaço e a Terra.

Segundo os especialistas, da Universidade de Calgary, o espaço começa 118 quilômetros acima da superfície terrestre.

Os cientistas chegaram a esta conclusão a partir de dados coletados pelo instrumento Supra-Thermal Ion Image, que conseguiu identificar onde terminam os ventos terrestres, considerados relativamente leves, e onde começam os “fluxos violentos” de partículas espaciais, que podem atingir velocidades de até 1.000 km/h.

Segundo os pesquisadores canadenses, é extremamente difícil coletar informações nesta área, porque o local é muito alto para o uso de balões e muito baixo para o de satélites.

“Esta é a segunda vez que medições diretas de fluxos de partículas carregadas foram feitas nesta região, e a primeira em que todos os ingredientes, como os fortes ventos acima da atmosfera, foram incluídos”, disse David Knudsen, um dos cientistas envolvidos no estudo.

Clima espacial

O instrumento foi desenvolvido pela Agência Espacial Canadense e lançado junto ao foguete da Nasa Joule-II, em janeiro de 2007.

Após atingir a altitude de 200 quilômetros acima do nível do mar, o equipamento recolheu as informações durante os cinco minutos em que foi “jogado de um lado para outro da fronteira”.

Os resultados da pesquisa, divulgados na publicação especializada Journal of Geophysical Research, poderão auxiliar nas investigações sobre o clima espacial e seus impactos na Terra.

“Os dados nos permitem calcular os fluxos de energia que entram na atmosfera terrestre e entender a interação entre o espaço e nosso ambiente”, disse Knudsen.

“Isto pode significar um melhor entendimento sobre o aquecimento e resfriamento da Terra, além de como o clima espacial pode afetar satélites, equipamentos de comunicação e navegação”.

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Por Sarmento Campos

Boa noite amigo ouvinte do programa Nas Ondas Curtas da Guarujá. Meu nome é Sarmento Campos, e falo da cidade do Rio de Janeiro especial para a Guarujá Paulista.

Hoje, vamos falar um pouco sobre alguns sinais que fatalmente você que sintoniza emissoras em ondas curtas já deve ter ouvido como este sinal por exemplo :

Como voce já percebeu, as ondas curtas são realmente importantes, não só para as emissoras regionais e internacionais, como também, para diversos aspectos da navegação aérea, marítima, comunicação entre as aeronaves e as torres de controle, fonia de navios mercantes, estações meteorológicas, e até, acreditem, para emissoras de redes de espionagem.

Afinal, quem não se lembra dos filmes do agente 007 com Sean Connery representando James Bond, abrindo uma maleta, ligando um receptor de ondas curtas, e ouvindo transmissões cifradas ?

É impressionante como existem diversos tipos de emissões encontradas nas ondas curtas, e hoje vamos falar um pouco sobre um determinado tipo de estação que são as utilitárias.

As utilitárias são todas aquelas estações que não são nem de radiodifusão nem de radioamadores. Basicamente dividem-se em dois grupos, Serviço móvel e Serviço marítimo. No primeiro grupo se encontram todas as estações móveis terrestres, barcos, aeronaves, veículos espaciais etc. E seus respectivos correspondentes terrestres.

No segundo grupo encontraremos os sistemas de radio navegação, as emissoras de freqüência padrão e sinais horário, as meteorológicas, as de informação geofísica e as de ponto a ponto.

São muitos os dexistas e radio aficionados que depois de explorar suas respectivas bandas se apaixonam pelas utilitárias, e, além de enviar informes de recepção para obter cartões QSL, as utilizam para determinar na prática como estão as condições de propagação para determinada região do globo e faixa de freqüência.

Apesar da prática do Dx utilitário ocorrer em um amplo espectro de freqüências, as faixas de maior interesse aqui reportadas compreendem LF até HF ( 150kHz até 30MHz ).

Um tipo de emissora utilitária, são os Faróis de Navegação – mais conhecidos como NDB.

É a estação de rádio transmissora, cuja finalidade específica é a navegação, utilizando o sistema de irradiação de ondas não direcionais de onde provém o seu nome NDB ( Non Directional Beacon ). O NDB transmite geralmente em ondas de baixa freqüência, operando na faixa de 200 a 500 kHz e 1620 a 1800 kHz, emite sua identificação periodicamente em curtos intervalos de tempo, informando seu prefixo em código Morse. Os NDBs normalmente estão em operação na faixa de freqüência das Ondas Longas, e seu alcance típico é em torno de 100 milhas.

Estas estações são utilizadas como auxilio à navegação, através do recebimento e identificação destes sinais, pelos instrumentos embarcados nas aeronaves.

O sinal que você ouvira a seguir é emitido em 400 kHz, pouco abaixo das ondas médias, por uma estação da aeronáutica aqui no Rio de Janeiro no município de Duque de Caxias.

Dentro da categoria de estações utilitárias, estão as estações de horário padrão, que transmitem através de sinais ou áudio, a hora exata no Tempo Universal Coordenado.

Algumas estações como a WWV dos Estados Unidos e a CHU do Canadá, transmitem de hora em hora índices referentes às condições solares e do campo magnético da Terra, com os quais podemos avaliar as condições de propagação das Ondas Curtas, o que auxilia no estudo e predição das melhores freqüências.

Vamos ouvir agora, a estação CHU do Canadá, transmitindo na freqüência de 14670 kHz, que pode ser captada aqui no Brasil facilmente.

Ouça trecho do sinal horário da Rádio CHU do Canadá

Outra emissora utilitária que transmite sinais horário, é a RWM da Rússia, que transmite em 4996, 9996 e 14996 kHz. Estas estações por sua precisão nas transmissões também são utilizadas como referência para ajustes de receptores.

Abaixo, o trecho de identificação em código morse da RWM em 14.996 kHz em modo CW.

Sinais da estação utilitária RWM transmitindo da Rússia

Outros tipos de sinais, como transmissão de fax, até por agencias de noticias, alem da marinha que transmite mapas e informações importantes a navegação, só podem ser decodificados através de programas de computador.

Bem, este foi um passeio por alguns tipos de emissões que encontramos nas ondas curtas, mostrando um pouco da importância deste meio de comunicação, para a sociedade, e que também representa um grande auxilio a sintonia de emissoras de radiodifusão regional e internacional.