Técnica | As emissões de ondas de rádio

Não temos nenhuma dúvida de que um dos assuntos mais empolgantes da eletrônica é o que trata da emissão de ondas de rádio. De que modo ondas invisíveis que se propagam a enorme velocidade, podem levar informações a distância? Sabemos do interesse que nossos visitantes e amantes do rádio têm por transmissores,  daí prepararmos este trabalho que visa explicar o funcionamento deles, além de dar informações sobre seu funcionamento, operação e alcance.


O que são ondas de rádio?

A primeira pergunta que se faz ao se tentar explicar o funcionamento de um transmissor é essa. Sua resposta é simples: a movimentação de corrente elétrica em fios condutores produz perturbações de natureza eletromagnética que podem se propagar pelo espaço.

Estas ondas se propagam com a mesma velocidade da luz (que também é uma onda eletromagnética), ou seja, 300.000 quilômetros por segundo.

Estas ondas se propagam em linha reta, mas podem mudar de trajetória ligeiramente quando passam de um meio de maior densidade para outro de menor densidade (refração), ou quando se refletem em objetos de porte. Veja a figura 1.




Todas as ondas de rádio são iguais?

O que diferencia as ondas eletromagnéticas usadas nos serviços de comunicações é a sua freqüência, que é medida em Hertz (Hz). Temos, então, ondas de menores freqüências, como por exemplo, de 500.000 a 2.000.000 Hz (dizemos 500 quilohertz, onde quilo é milhares; e mega, milhões), até as de maiores freqüências como as que têm valores entre 100.000.000 e 200.000.000 Hz ou entre 100 MHz e 200 MHz (M = Megahertz).

Dadas as diferentes propriedades destas ondas, sua utilização na prática é diferente.


O que determina o alcance de uma onda de rádio?

Na prática, quanto mais alta for a freqüência, maior será a sua penetração, no sentido de que, com menor potência (quantidade de energia irradiada) podemos alcançar mais longe. No entanto, existem alguns "senões" que impedem que isso seja totalmente real.

Um deles é a existência de uma camada na atmosfera dá Terra que reflete somente determinadas ondas, e o outro é a própria curvatura da Terra.

Assim, as ondas de determinada faixa (ondas curtas) entre 2 MHz e 30 MHz tipicamente podem refletir-se na camada ionizada da atmosfera, chamada ionosfera e, assim, alcançar grandes distâncias, enquanto que outras ondas de maior freqüência, acima de 50 MHz não conseguem fazê-lo e têm alcance limitado pela linha visual.



Assim, conforme mostra a figura 2, um sinal de onda curta relativamente fraco, pode "dar a volta ao mundo" em reflexões sucessivas, possibilitando que uma emissora do Japão seja ouvida no Brasil, enquanto que um potente transmissor de FM não alcança mais do que 200 km, que é limitado pela linha do horizonte. Por outro lado, o mesmo transmissor de FM, se dirigido para cima, pode ser captado na Lua, ou mesmo em Marte, a milhões de quilômetros de distância, porque não existe obstáculo algum entre eles!

Não é só a potência que determina o alcance de uma onda, mas também a sua freqüência em função da presença da ionosfera, obstáculos e a própria curvatura da Terra!

Para curtas distâncias, entretanto, podemos ter maior alcance com um transmissor de alta freqüência (VHF ou FM) do que um de AM.


O que significa VHF, FM e AM?

Estas siglas designam modos de transmissão. AM significa Amplitude Modulada e é um processo usado nas transmissões de rádio locais (550 a 1600 kHz) e nas transmissões de ondas curtas (1.600 a 30.000 kHz).

Por outro lado, FM significa Freqüência Modulada que é um processo de transmissão usado na emissão de música com fidelidade e menos sujeita a interferências, com freqüências muito altas. Estas freqüências estão entre 88 e 108 MHz, que está dentro da faixa de VHF. VHF é a abreviação correspondente em português de Freqüência Muito Alta e esta faixa se estende de 30.000 kHz (50 MHz) até 300.000.000 Hz ou 300 MHz.


Como são divididas as faixas de emissão?

Para haver um uso disciplinado das ondas eletromagnéticas existe uma legislação internacional bem definida que diz onde cada tipo de emissão deve ocorrer. É então feita uma divisão por faixas, ou seja, valores de freqüências que são usados para cada tipo de serviço.

Assim, de 100 kHz a 500 kHz as ondas são usadas em comunicação militar e aviação; de 550 a 1600 kHz temos a radiodi- fusão de ondas médias; de 1600 kHz a 50.000 kHz temos a divisão em faixas que são destinadas a serviços públicos, radioamadores, comunicação rural, empresas privadas, aviação e radiodifusão de longa distância; de 50.000 kHz a 300.000.000 Hz (VHF) temos a utilização em serviços públicos, policia, FM, aviação, bombeiros, comunicação naval etc.
 
A legislação sobre as transmissões em cada freqüência é bem rígida e determinam a freqüência que cada um pode operar, a potência e as condições.

Existem viaturas de fiscalização que são dotadas de receptores sensíveis e que são capazes de localizar transmissores clandestinos e apreendê-los. A cada estação é dado um prefixo que deve ser usado como identificação para que se saiba se ela é registrada, ou não.


Pode-se operar um transmissor experimental sem necessidade de licença?

Sim, desde que sejam seguidas algumas normas que visam evitar que ele interfira nos serviços normais de telecomunicações. Uma delas é a limitação da potência, para evitar que os sinais possam ir muito longe e, assim, reduzir a probabilidade de chegarmos a um receptor que precise usar a mesma freqüência.

Outra delas é a utilização de faixas destinadas a esta finalidade.

Admite-se, por exemplo, a utilização de pequenos transmissores a pilhas na faixa de 27 MHz, ou então, de FM (88 a 108 MHz).

Nos outros casos, o operador deve ser licenciado, ou então, radioamador que possua um prefixo e opere exclusivamente nas freqüências a ele destinadas.

Quanto a recepção, não existe qualquer impedimento legal.


O que é um transmissor?

Um transmissor é um aparelho que produz ondas eletro- magnéticas ou ondas de rádio, agregando-lhes informações, como por exemplo, na forma de código telegráfico ou do som de um microfone. A base de um transmissor, normalmente, é um oscilador de rádio-freqüência que pode ter por componente básico um transistor, ou válvula.


Qual a finalidade da antena?

A antena tem por finalidade transferir o sinal gerado pelo transmissor para o espaço.

Ao contrário do que se pensa, uma antena não é tanto mais eficiente quanto maior seja. A eficiência da antena depende de suas dimensões, que devem ser calculadas em função da freqüência. Quando as dimensões "casam" com a freqüência, toda a energia do transmissor é transferida para o espaço, e assim o sinal de rádio vai mais longe. Já se sabe (e é comum) casos em que com apenas 0,01 Watt de potência se consegue falar de um país para outro com uma boa antena!