{"id":22,"date":"2009-03-15T01:39:03","date_gmt":"2009-03-15T04:39:03","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.sarmento.eng.br\/2009\/03\/15\/entendendo-a-propagacao-ionosferica-parte-iii\/"},"modified":"2009-09-26T10:24:49","modified_gmt":"2009-09-26T13:24:49","slug":"entendendo-a-propagacao-ionosferica-parte-iii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/radio.sarmento.eng.br\/?p=22","title":{"rendered":"Entendendo a Propaga\u00e7\u00e3o Ionosf\u00e9rica – Parte III"},"content":{"rendered":"

Por Renato Dutra Pereira Filho<\/strong><\/p>\n

No “epis\u00f3dio” de hoje, definiremos freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica, cl\u00e1ssica MUF e simplesmente MUF.<\/p>\n

[photopress:MUF.jpg,full,centered]<\/a>
\nTabela de MUF gerada quase em tempo real<\/em><\/a><\/p>\n

OTIMIZANDO COMUNICA\u00c7\u00d4ES EM HF<\/strong><\/p>\n

Uma ampla faixa de freq\u00fc\u00eancias de ondas curtas quando transmitidas verticalmente ir\u00e3o retornar para a Terra atrav\u00e9s da ionosfera. A freq\u00fc\u00eancia mais alta que retorna para cada camada da ionosfera \u00e9 chamada freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica daquela camada. Mas para transmitir um sinal a longas dist\u00e2ncias, como requerido nas comunica\u00e7\u00f5es via r\u00e1dio, a onda de r\u00e1dio deve deixar a antena transmissora em um \u00e2ngulo tal que a onda alcance a ionosfera de maneira obl\u00edqua. O \u00e2ngulo de radia\u00e7\u00e3o apropriado, bem como a freq\u00fc\u00eancia \u00f3tima para ser usada sob um determinado caminho, depende de muitos fatores, incluindo a altura da camada refletora, a extens\u00e3o na qual a mesma est\u00e1 eletrificada e a dist\u00e2ncia entre os locais de transmiss\u00e3o e recep\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, existe a rela\u00e7\u00e3o entre essa freq\u00fc\u00eancia \u00f3tima e a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica. O conhecimento das rela\u00e7\u00f5es existentes entre a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica, altura de camada, \u00e2ngulo de radia\u00e7\u00e3o, comprimento do caminho, etc, s\u00e3o fundamentais para entender os princ\u00edpios das comunica\u00e7\u00f5es em longas dist\u00e2ncias atrav\u00e9s de ondas curtas.<\/p>\n

RELA\u00c7\u00d5ES TRIGONOM\u00c9TRICAS<\/strong><\/p>\n

Para come\u00e7ar, existe uma rela\u00e7\u00e3o trigonom\u00e9trica simples entre as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas medidas verticalmente, a altura da ionosfera na qual a reflex\u00e3o ocorre, e o \u00e2ngulo \u00f3timo de radia\u00e7\u00e3o e a freq\u00fc\u00eancia requerida para uma transmiss\u00e3o de longa dist\u00e2ncia. Esta rela\u00e7\u00e3o \u00e9 expressa pela equa\u00e7\u00e3o: F=f0 . sen a (eq. 1) na qual: f \u00e9 a freq\u00fc\u00eancia de sinal equivalente para transmiss\u00e3o obl\u00edqua; f0 \u00e9 a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica a \u00e9 o \u00e2ngulo de radia\u00e7\u00e3o para a transmiss\u00e3o obl\u00edqua. <\/p>\n

Usando a geometria \u00e9 poss\u00edvel obter uma equa\u00e7\u00e3o que permite uma solu\u00e7\u00e3o mais direta para a freq\u00fc\u00eancia \u00f3tima requerida para transmiss\u00f5es de longa dist\u00e2ncia:<\/p>\n

f = f0 . ( (D^2\/4*h^2)+1)^1\/2 (eq. 2)<\/p>\n

na qual f \u00e9 a freq\u00fc\u00eancia \u00f3tima de transmiss\u00e3o para a dist\u00e2ncia de transmiss\u00e3o D f0 \u00e9 a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica h \u00e9 a altura da camada onde a reflex\u00e3o ionosf\u00e9rica ocorre (D e h devem estar na mesma unidade de medida, quil\u00f4metros, por exemplo).<\/p>\n

As equa\u00e7\u00f5es acima s\u00e3o importantes por que dadas \u00e0 freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica e a altura da ionosfera, e conhecendo a dist\u00e2ncia entre os locais de transmiss\u00e3o e recep\u00e7\u00e3o, \u00e9 poss\u00edvel determinar a freq\u00fc\u00eancia mais alta que a ionosfera ir\u00e1 suportar ao longo deste caminho de transmiss\u00e3o. Esta freq\u00fc\u00eancia, f nas equa\u00e7\u00f5es 1 e 2 \u00e9 chamada de freq\u00fc\u00eancia m\u00e1xima observ\u00e1vel (MOF) ou a cl\u00e1ssica freq\u00fc\u00eancia m\u00e1xima utiliz\u00e1vel (maximum usable frequency, MUF em ingl\u00eas).<\/p>\n

Chamaremos nesse texto esse valor de “cl\u00e1ssica MUF”. \u00c9 IMPORTANTE n\u00e3o confundir os valores desse valor de MUF com os valores de MUF produzidos a partir de programas computacionais de predi\u00e7\u00e3o, os quais s\u00e3o valores m\u00e9dios de MUF calculados a partir de dados de longos per\u00edodos de tempo. Voltaremos a discutir bastante esse assunto. Para uma onda de r\u00e1dio ser refletida entre dois pontos distantes via ionosfera a sua freq\u00fc\u00eancia deve ser igual ou menor que a cl\u00e1ssica MUF. <\/p>\n

Quando a freq\u00fc\u00eancia de opera\u00e7\u00e3o excede o valor da cl\u00e1ssica MUF, a ioniza\u00e7\u00e3o no ponto onde o sinal refletiria de volta \u00e0 Terra n\u00e3o \u00e9 suficiente para refletir o sinal, e o mesmo \u00e9 perdido para o espa\u00e7o. <\/p>\n

C\u00c1LCULO DA M\u00c1XIMA FREQ\u00dc\u00caNCIA UTILIZ\u00c1VEL (MUF).<\/strong><\/p>\n

Devido ao fato da cl\u00e1ssica MUF ser relacionada diretamente a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica, seu valor \u00e9 fun\u00e7\u00e3o da intensidade da ioniza\u00e7\u00e3o da atmosfera superior terrestre. Para um dado percurso de transmiss\u00e3o, a cl\u00e1ssica MUF segue as mesmas varia\u00e7\u00f5es da freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica, de acordo com o per\u00edodo do dia, esta\u00e7\u00e3o, posi\u00e7\u00e3o geogr\u00e1fica e varia\u00e7\u00f5es c\u00edclicas. Durante os per\u00edodos de alta atividade solar os valores de cl\u00e1ssica MUF s\u00e3o aproximadamente DUAS vezes superiores aqueles de per\u00edodos de baixa atividade solar.Voc\u00ea j\u00e1 deve ter notado que no c\u00e1lculo do valor da cl\u00e1ssica MUF n\u00e3o entra a pot\u00eancia de irradia\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

A ionosfera apresenta densidade eletr\u00f4nica suficiente para refletir o sinal de volta para a Terra, ou o sinal \u00e9 perdido para o espa\u00e7o. Esse fato depende somente da freq\u00fc\u00eancia em quest\u00e3o e da densidade eletr\u00f4nica da ionosfera. Esta situa\u00e7\u00e3o se aplica para a propaga\u00e7\u00e3o “normal” de ondas curtas, mas n\u00e3o se aplica ao caso de reflex\u00f5es dispersas (“scatter”) que podem ocorrer em condi\u00e7\u00f5es anormais, ou quando a pot\u00eancia de transmiss\u00e3o \u00e9 da ordem de centenas de kilowatts. Nestes dois casos a pot\u00eancia de transmiss\u00e3o entrar\u00e1 no c\u00e1lculo da cl\u00e1ssica MUF.<\/p>\n

A cl\u00e1ssica MUF \u00e9 uma grandeza muito importante em radio comunica\u00e7\u00f5es, mas \u00e9 extremamente dif\u00edcil de predizer. No entanto, m\u00e9todos relativamente simples foram desenvolvidos para predizer um valor m\u00e9dio. <\/p>\n

\u00c9 este valor que \u00e9 mencionado simplesmente como MUF (maximum usable frequency).Gr\u00e1ficos de contorno contendo valores para todo o mundo de freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas preditas para a camada F2 (usando a simbologia f0F2), cont\u00e9m os valores preditos de MUF calculados para a dist\u00e2ncia padronizada de 4000 km.<\/p>\n

No pr\u00f3ximo “epis\u00f3dio”, explicaremos de que maneira a ioniza\u00e7\u00e3o de determinada camada da ionosfera pode ser prejudicial \u00e0 propaga\u00e7\u00e3o de ondas de r\u00e1dio.
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* Artigo publicado no Boletim @tividade DX produzido pelo DX Clube do Brasil<\/em><\/a><\/p>\n


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