 Propagação
A propagação tem como objetivo estudar como a energia é
transportada ao longo do meio . Este pode ser guiado ou não
guiado.
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 Mecanismos de Propagação
Existem três tipos de mecanismos básicos de propagação:
reflexão, difração e refração. Todos esses tipos de mecanismos
são encontrados tanto em ambientes fechados como em
abertos.
Reflexão: resulta em uma onda eletromagnética refletida em
uma superfície com as mesmas características da onda incidente
inicial, mas defasada por um ângulo θ.
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 Mecanismos de Propagação
Refração: uma parte da onda incidente é refletida e outra parte
atravessa a superfície do obstáculo. A intensidade da onda
refratada é igual à diferença entre onda incidente e onda
refletida.
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 Mecanismos de Propagação
Lei de Snell-Descartes: relaciona os ângulos de incidência e
refração com os índices de refração.
Define-se como a razão entre o seno do ângulo de incidência (θ1)
e o seno do ângulo de refração (θ2) é constante e esta constante
é igual ao índice de refração relativo n21, para um dado
comprimento de onda.
Exemplo 1: Encontre o ângulo de
refração na interface ar (n=1) –
água(n=1,3) para um ângulo de
incidência θ1=30º.
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 Mecanismos de Propagação
Quando um raio de luz atravessa uma fronteira entre dois
materiais com diferentes índices de refração ocorre tanto
reflexão quanto refração
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 Mecanismos de Propagação
Difração: é o fenômeno que ocorre quando uma onda incide em
um obstáculo e consegue ultrapassá-lo, contornando-o ou
penetrando em sua abertura (sem ser por refração), e
recompondo-se mais à frente. Esse fenômeno permite a recepção
dos sinais de rádio e TV nas grandes cidades, apesar das
edificações.
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 Interferência na Propagação
Interferência:
É o fenômeno de duas ou mais ondas tentando ocupar o mesmo
espaço. A resultante é simplesmente a soma algébrica das ondas,
que pode ser construtiva ou destrutiva.
O estudo da interferência das ondas é de grande valia à
telecomunicações, uma vez que este fenômeno é um dos
responsáveis pelas limitações no tráfego de informações.
Exemplo: Quando escutamos música em nosso lar, percebemos que
certos locais no recinto é melhor para se ouvir a música do que
outros. Isto é por causa que nestes pontos as ondas que saem dos
dois alto-falantes sofrem interferência construtiva. Ao contrário, o
locais onde o som está ruim de ouvir é causado pela interferência
destrutiva das ondas.
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 Composição da Atmosfera: três camadas.
1 - Troposfera:
– Camada adjacente à superfície terrestre e se estende até uma
altitude de 11 Km. É composta de gases, como oxigênio,
nitrogênio e o dióxido de carbono.
– Camada transparente à radiação solar, cuja temperatura
decresce com a altitude.
– Nessa camada o principal efeito na propagação das ondas de
rádio é o da refração, que atua na trajetória das ondas com o
aumento da velocidade de propagação devido à elevação da
altitude.
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 Composição da Atmosfera: três camadas.
2 - Estratosfera:
– Camada seguinte à troposfera que estende de 11 Km até cerca
de 50 Km com temperatura constante de - 50°C.
– É uma camada estável para propagação de sinais de rádio,
embora possua pouco interesse para as telecomunicações.
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 Composição da Atmosfera: três camadas.
Ionosfera:
– Altitudes superiores a 50Km.
– Acontece em três ou quatro camadas distintas.
– É utilizada nas faixas de VLF, LF, MF e HF.
– Camada D: É a região mais baixa. Geralmente acontece
durante o dia. Ela absorve as ondas de rádio em algumas
freqüências, impedindo a propagação ionosférica de longa
distância.
– Camada E: Cerca de 80 Km acima da superfície, também
existe principalmente durante o dia. Pode prover comunicações
de rádio de médio alcance em certas freqüências.
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 Composição da Atmosfera: três camadas.
Ionosfera:
– Camada F1: É formada a cerca de 200 Km de altitude e F2 em
300Km.Acontece geralmente durante o dia. As vezes esta
camada pode servir de refletora a determinadas freqüências.,
mas normalmente a energia eletromagnética que atravessa a
camada E também atravessa esta, acabando por se refletir na
camada F2.
– Camada F2: Existindo entre os 200 e os 400 Km. Esta camada
representa o principal meio de reflexão ionosférica para
comunicaçõe sem ondas curtas a distâncias muito elevadas,
distância esta que pode variar ao longo do dia, com a época do
ano e ainda com o ciclo solar.
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 Tipos de propagação atmosférica
Existem três grandes tipos de propagação, dependendo do
trajeto das ondas:
(1) - troposférica;
(2) - ionosférica;
(3) - Terreste (não é propriamente propagação atmosférica).
Os três caminhos possíveis para as ondas se propagarem:
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 Tipos de propagação atmosférica
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas de Superfície
A onda de superfície representa a parcela do campo
irradiado que se propaga ao longo do contorno da terra, como se
estivesse acompanhando uma estrutura física que a confinasse
na região.
Para baixas freqüências este tipo de propagação se combina
com as ondas ionosféricas, resultando numa condição para
cobertura local e para cobertura em longas distâncias (em
alguns
casos
a
cobertura
pode
assumir
distâncias
intercontinentais).
Ocorrem para freqüências inferiores a 3MHz.
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas de Superfície
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas de Diretas e Refletidas
As ondas diretas e refletidas são consideradas ondas espaciais,
que se propagam acima da superfície terrestre.
A onda direta é aquela que se propaga entre a antena
transmissora e a antena receptora sem nenhuma interferência de
obstáculos que possam alterar sua amplitude ou sua direção de
propagação. O enlace atendido por este tipo de propagação é
denominado de enlace em visada direta ou de comunicação em
linha de visada.
A presença de obstáculos e da própria superfície terrestre pode
resultar em ondas refletidas. A onda refletida pode ser
considerada um problema em comunicação via rádio por gerar
múltiplos percursos.
A Onda refletida é mais significativa nos enlaces em VHF, UHF e
SHF.
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas de Diretas e Refletidas
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas Ionosféricas
A ionosfera provoca reflexão da onda eletromagnética em baixas
freqüências (próximas de 2MHz). Neste caso, as ondas são refletidas na
base da ionosfera resultando em saltos menores e menores distâncias
de enlaces.
Para freqüências mais elevadas (próximas de 50MHz) a onda
eletromagnética penetra na ionosfera e sofre refrações sucessivas até a
reflexão e retorno a superfície terrestre. Nesta condição as distâncias
alcançadas são muito superiores.
Os enlaces de comunicação utilizando ondas ionosféricas alcançam
distâncias de até 4000Km em condições favoráveis.
Como a ionosfera é bastante afetada pelas condições geoclimáticas, as
variações de nível nestes enlaces são freqüentes e chamadas de
desvanecimento.
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas Ionosféricas
Propagação das Ondas eletromagnéticas através de reflexão
ionosférica para faixa de 2MHz a 50MHz.
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas Troposféricas
Os enlaces que utilizam ondas troposféricas são chamados de enlaces
por tropodifusão.
As freqüências mais adequadas para implementação deste tipo de
enlace estão entre 1GHz e 2GHz.
Elevadas atenuações na implementação dos enlaces exigindo potências
de transmissão elevadas e rádios receptores bem sensíveis.
Para viabilizar enlaces perenes é necessário que a região geográfica
ofereça taxas pluviométricas mais elevadas e constantes ao longo do
ano. No Brasil este tipo de enlace obtém maiores desempenhos na
região norte.
Devido a baixa confiabilidade (em função da sazionalidade
geoclimática) estes enlaces foram substituídos por enlaces via satélite.
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 Tipos de propagação atmosférica
Ondas Troposféricas
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 Divisão do Espectro de Rádio
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 Divisão do Espectro de Rádio
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 Divisão do Espectro de Rádio
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 Divisão do Espectro de Rádio
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 Divisão do Espectro de Rádio
Exercício: As diversas faixas de freqüência do espectro
eletromagnético recebem denominações tais como VHF, LF, MF,
EHF, VLF, UHF, SHF, HF, ELF.
Sobre estas faixas de freqüência é correto afirmar que a:
(A) ELF tem a capacidade de penetrar a grandes profundidades
no mar e no solo.
(B) EHF é usada para comunicações a longa distância através
de propagação ionosférica.
(C) SHF compreende comprimentos de onda que vão de 3 km a
30 km.
(D) LF compreende comprimentos de onda que vão de 30 m a
300 m.
(E) HF sofre grande atenuação por vapor d’água e outros gases
da atmosfera.
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