Ondas Curtas - Introdução à Propagação das Ondas de Rádio
Introdução à Propagação das Ondas de Rádio
Sol, Ionosfera e os Índices de Propagação das Ondas Curtas
O assunto propagação é muito interessante e apesar de normalmente ser baseado em preceitos puramente científicos, alguns temas se apresentam mais como ciência oculta como ciência propriamente dita. É intrigante refletir sobre o fato de que apesar dos princípios básicos terem sido regularmente bem articulados desde o inicio do século XX, diversos aspectos de propagação ainda não são completamente entendidos. Pelo contrário, descobertas relativamente recentes em física quântica tornaram mais difícil ainda descrever exatamente de que consiste a onda de radio.
Considerando entretanto que já conhecemos os conceitos básicos das ondas de rádio, a compreensão da propagação das ondas de radio - especialmente na faixa de alta freqüência ( 3 a 30 MHz ) - é muito importante para que possamos utilizar melhor estes conceitos no auxilio a prática da escuta de ondas curtas.
A compreensão dos fenômenos básicos da propagação, se inicia pelo conhecimento do nosso planeta, em especial das características da atmosfera e da importância do Sol nos fenômenos da propagação das ondas de rádio. Através deste estudo, poderemos determinar as regras gerais necessárias para determinarmos quais faixas de ondas curtas devemos nos concentrar na pratica da escuta - em especial na prática de DX - dependendo da estação do ano, do ciclo solar, do horário desejado e mais alguns outros fatores a serem discutidos com mais detalhes.
Conforme as definições das ondas eletromagnéticas e em especial das ondas curtas, o espectro das Altas Freqüências (HF), está organizado em bandas, que são padronizadas internacionalmente, girando em torno da freqüência central correspondente ao seu comprimento de onda. A padronização das faixas e sua utilização, é efetuada pelo ITU - International Telecomunications Union. Desta forma, poderemos sintetizar quais bandas em metros são mais propícias a escuta dependendo das condições de propagação.
Banda em metros
2.300-2.495 2 120
3.200-3.400 3 90
3.900-4.000 4 75
4.750-5.060 5 60
5.730-6.295 6 49
6.890-7.600 7 41
9.250-9.990 9 31
11.500-12.160 11 25
13.570-13.870 13 22
15.030-15.800 15 19
17.480-17.900 17 16
18.900-19.020 19 15
21.450-21.850 21 13
25.670-26.100 25 11
Desta forma, poderemos sintetizar quais bandas em metros são mais propícias a escuta dependendo das condições de propagação. Considerando como regra geral, podemos sintetizar abaixo quais são as bandas que apresentam melhores resultados para a escuta, dependendo do período do dia e do ano.
Curta Distancia < 2000 km
A propagação das ondas de rádio na faixa de HF - Ondas Curtas - depende de diversos fatores. Para começar a compreendê-la, precisamos conhecer um pouco sobre a Ionosfera e como as condições atuais do Sol a afetam. Precisamos compreender os fundamentos da propagação das ondas de radio de alcance mundial, providas pelas ondas curtas.
O Sol não apenas permite a vida no nosso planeta Terra, mas também torna possível a propagação em longa distancia das ondas de radio. A radiação solar provoca ações interessantes nas regiões mais altas da atmosfera da Terra, conhecidas como Ionosfera. As regiões escuras da superfície solar, ou simplesmente "manchas solares", são responsáveis pelo aumento da radiação proveniente do Sol. Esta radiação é o que fornece a Ionosfera os seus "íons" ( partículas carregadas ), as quais refratam certas ondas de radio. As manchas solares podem variar dia a dia mas são conhecidas como seguindo um ciclo de 11 anos de atividade solar.
O ciclo solar de 11 anos apresenta picos de atividade. Durante estes picos conhecidos como Maximo solar, até mesmo estações de baixa potencia podem ser captadas ao redor do mundo. O numero das manchas solares podem também variar nos 27 dias do ciclo correspondente a rotação do Sol.
É claro que a oscilação da Terra em relação ao seu eixo de rotação ( que é a causa das nossas 4 estações do ano ) afeta a propagação também, assim como a hora do dia. Como uma regra geral, freqüências acima de 10 MHz são úteis durante o dia e abaixo deste são boas durante a noite.
A predição da Máxima Freqüência Utilizável ( conhecida pela sigla MUF ) real é quase uma arte, quanto mais uma ciência, e depende de diversos fatores também. Basicamente, é através da determinação da MUF que as grandes estações de radio difusão realizam o seu planejamento de freqüências, dependendo da época do ano e das regiões do globo que desejam atingir.
Gráfico dos picos do ciclo solar de 11 anos.
As labaredas solares são explosões incríveis que ejetam grandes quantidades de partículas e energia eletromagnética através de um largo espectro de freqüências. As labaredas ocorrem próximos as manchas solares e geralmente durante um ou dois minutos. As labaredas são classificadas através da quantidade de Raios X que elas produzem ( fluxo de Raios X ). As maiores labaredas são denominadas Classe-X. As labaredas de Classe-M apresentam um décimo da energia e as de Classe-C apresentam por sua vez um décimo do fluxo de Raios X observados nas labaredas de Classe-M. Apesar de curta duração seu efeito na Ionosfera e nas comunicações de radio podem durar por vários dias.
Representação das camadas especificas da Ionosfera.
À noite, a camada D desaparece e a E se torna muito fraca pois não podem permanecer ionizada por muito tempo.
Representação da propagação de HF durante a noite.
Comportamento da ionosfera durante o dia e noite nas altas freqüências.
Numero de Manchas Solares : números elevados de manchas solares ( sunspots ) indicam acréscimo na radiação ionizante gerada pelo Sol a qual melhora a habilidade de refração de sinais de HF. O numero de manchas solares pode varia de zero até 200 durante o pico do ciclo de 11 anos de atividade solar.
Fluxo Solar : Similar ao numero de manchas solares, o valor do fluxo solar é realmente uma medida dos sinais de radio gerados pelo Sol. Este índice é tomado diariamente na freqüência de 2800 MHz ( 10,7 cm de comprimento de onda ). O aumento do ruído de radio do Sol significa mais radiação ionizante e se correlaciona com o numero de manchas solares. O valor do fluxo solar varia de 60 ( sem manchas solares ) até 300.
Índice A : o índice A descreve as condições geomagnéticas das ultimas 24 horas. Podem variar do intervalo de 0 até acima de 400 mas é raro observar valores acima de 100. Geralmente verificaremos índices A variando entre 4 e 50. Valores abaixo de 10 são desejáveis para as comunicações em Ondas Curtas e Medias. Números altos do índice A podem significar excessiva absorção das ondas de radio devido ao acréscimo das condições de tempestade na ionosfera.
Índice K : O índice K é similar ao índice A, mas reflete condições das ultimas 3 horas e seus valores variam de 0 até 9. Números baixos significam condições de ionosfera quieta. As tendências no índice K sao importantes a serem acompanhadas. Quando o índice K se eleva podemos esperar a degradação das condições de propagação, particularmente em direção as regiões polares.
Onde obter os índices solares e geomagnéticos ?
Pelas ondas curtas podemos sintonizar as estações de radio WWV do NIST - National Institute of Standards and Technology - aos 18 minutos apos cada hora ( WWV de Colorado ) e aos 45 minutos apos cada hora ( WWVH de Havai ).
Na Internet, podemos acompanhar os índices de atividade solar e geomagnética em tempo real. O instituto NOAA disponibiliza estas informações e explicações detalhadas sobre a metodologia e significado de cada conjunto de informação.
Neste sítio estão sintetizados os mais importantes índices e seu significado em tempo real, extraídos diretamente do NOAA.