Os diversos tipos de ondas de rádio com denominações que confundem os leitores serão analisados neste artigo com especial ênfase às ondas curtas, já que nosso artigo principal é um pequeno transmissor para estas frequências. Por que as ondas curtas vão mais longe, como as estações internacionais e de radioamadores usam estas ondas e por que elas recebem esta denominação? Estes são alguns assuntos que exploraremos neste artigo.
As ondas de rádio em geral são ondas eletromagnéticas que são produzidas quando cargas elétricas entram em oscilação ou vibração. Se tivermos um circuito eletrônico capaz de fazer com que as cargas vibrem, ou seja, um oscilador de alta frequência que nos leva a um transmissor e ligarmos este transmissor a uma antena, fenômenos importantes ocorrem.
A antena, que nada mais é do que um pedaço de metal condutor ou mesmo um fio, produz uma perturbação eletromagnética que se propaga no espaço a uma velocidade de 300 000 quilômetros por segundo ou seja, 300 000 000 de metros por segundo ! (figura 1)
Como produzir estas ondas eletromagnéticas ou ondas de rádio que se propagam através do espaço é assunto que exploraremos em outros artigos e em edições futuras.
As ondas eletromagnéticas ou ondas de rádio, cujo número de vibrações ou frequência vai de 100 000 a 100 000 000, são as que nos interessam em especial. Dizemos que são ondas da faixa dos 100 kHz (quilohertz ou milhares de ciclos por segundos) a 100 MHz (megahertz ou milhões de ciclos, por segundo), pois correspondem 3 ondas de rádio e são completamente invisíveis podendo inclusive atravessar obstáculos sólidos como paredes de cimento e tijolos.
Objetos de metal atuam como blindagens não deixando estas ondas passar.
Por este motivo você precisa colocar a antena do carro do lado de fora para ter boa recepção das estações. (figura 2)
Imaginemos agora o seguinte fato: um transmissor que produz um sinal (chamamos de sinal a produção constante da corrente que produz as ondas) de 1 000 000 Hz (1 milhão de vibrações por segundo). Como em 1 segundo temos 1 milhão de vibrações e estas vibrações percorrem 300 milhões de metros, cada vibração ocupa um ”espaço" de 300 metros. (figura 3)
As vibrações ou “ondas” desta frequência têm então um comprimento de 300 metros. Associamos então a um valor de frequência um comprimento de onda que é calculado simplesmente dividindo-se 300 milhões pelo valor da frequência em questão.
A = 300 000 000/f
Onde:
A é o comprimento da onda (em metros)
f é a frequência em hertz (ciclos por segundo)
Veja então que, se a frequência for de 10 000 000 Hz (10 MHz ou 10 Megahertz), teremos mais ondas ocupando o mesmo espaço de 300 000 000 de metros. O comprimento de onda associado será de apenas 30 metros.
Do mesmo modo, para 100 000 000 Hz (100 MHz) teremos um comprimento de onda de apenas 3 metros. (figura 4)
Para frequências mais altas temos então ondas cada vez de menor comprimento ou ondas ”mais curtas"!
Uma divisão entre as diversas frequências nos permite uma separação do que são ondas longas, médias e ondas curtas, as quais apresentam diversos comportamentos quando se propagam pelo espaço.
Assim, as ondas de 100 kHz a 500 kHz, aproximadamente, são chamadas de ondas longas (OL).
Estas ondas não têm uma penetração muito grande pelo espaço, tendendo a se propagar junto ao solo e a não ser que se usem potências muito elevadas não vão muito longe.
Como estas ondas podem penetrar na água do mar com certa facilidade e sobre o mar sua propagação é favorecida, as marinhas de muitos países usam estas frequências para comunicação com navios submarinos. São usadas estações de milhões de watts para que se obtenham resultados satisfatórios nestas comunicações. (figura 5)
Na Europa estas ondas também são usadas para estações de rádio comerciais, já que a faixa de ondas médias que normalmente se usa para isso, naquela região, está muito congestionada. São estações de grandes potências que fazem serviços “locais" que operam nas frequências de ondas longas.
No Brasil esta faixa é usada para o sistema de orientação de aeronaves que se aproximam de aeroportos. É emitido um sinal em código que identifica o aeroporto (sintonizando estas faixas se ouve uma série de bips em código Morse com a sigla do aeroporto) e permite que o avião o encontre mesmo sob condições ruins de tempo.
Vem em seguida a faixa de 500 kHz a 1 600 kHz que corresponde a comprimentos de onda de 600 metros a 187,5 metros e que corresponde às chamadas ondas médias. (figura 6)
Esta faixa em todos os países é usada apenas para as estações de radiodifusão comerciais. (OM)
Os sinais destas estações normalmente não têm uma penetração muito grande, de modo que sua escuta durante o dia se restringe a no máximo 100 ou 200 quilômetros. Durante a noite alguns fenômenos entram em ação, conforme veremos mais adiante, e estas ondas podem chegar a centenas ou mesmo milhares de quilômetros.
O comprimento destas ondas relativamente grande permite que elas contornem certos obstáculos, tais como estruturas de metal, facilitando assim sua captação em locais em que outros sinais (FM e TV, por exemplo) não chegam bem.
Como o alcance "fixo" dos sinais desta faixa não vai além de algumas dezenas de quilômetros e depende muito da potência do transmissor, usamos as OM apenas para serviços locais.
Chegamos finalmente à faixa dos sinais que vai de 1 600 kHz a 50 MHz que correspondem a comprimentos de onda de 187,5 a 6 metros.
São ondas ”bem mais curtas" que correspondem justamente ao que chamamos de Ondas Curtas ou OC.
Esta faixa é bastante extensa sendo, pois necessário fazer uma divisão adicional, conforme mostra a figura 7.
Os sinais das diferentes frequências desta faixa têm comportamentos diferentes que dependem de diversos fatores como, por exemplo:
a) Horário, pois o sol influi na propagação das ondas atuando diretamente sobre a ionosfera e a eletricidade atmosférica.
A ionosfera é uma região da alta atmosfera entre 80 e 400 quilômetros de altura em que se formam regiões ou subcamadas (designadas por letras) que refletem as ondas de rádio, mas apenas as ondas curtas de determinadas frequências e faixas, conforme sua altura. (figura 8)
Refletindo nestas camadas ionizadas (carregadas de eletricidade) e também no solo (ou mar), as ondas podem percorrer distâncias incríveis como, por exemplo, de um país a outro, ou mesmo dar a volta ao mundo. É por isso que na faixa de ondas curtas podemos, em condições favoráveis, captar estações de outros continentes.
b) Atividade solar. Este fator é importante. Se o Sol não estiver “calmo", ou seja, se ocorrerem perturbações em sua superfície, tais como explosões, manchas etc., e isso ocorre em ciclos bem determinados de 11 anos, é lançada sobre a terra uma verdadeira “chuva" de partículas eletrizadas que podem até destruir por certo tempo as camadas da ionosfera interrompendo assim a propagação das ondas curtas.
Esta possibilidade de se alcançar distâncias enormes com as ondas curtas, graças a sua reflexão na ionosfera, é que levam o homem a usá-las em diversos tipos de serviços tais como: radiodifusão de alcance mundial, comunicações amadoras (radioamadores), serviços públicos, serviços militares, comunicações marítimas e entre aeronaves etc.
Ao ouvir os sinais de ondas curtas num rádio nos deparamos então com coisas bem estranhas: (figura 9)
Além das estações de radiodifusão que transmitem programas em muitas línguas diferentes (dependendo de seus países), ouvimos também sinais semelhantes a máquinas funcionando. Estes, no passado, correspondiam a aparelhos de teIex ou mesmo facsimile que podem transmitir de um pais a outro, notícias e fotos que são decodificadas por máquinas especiais.
Podemos ouvir sinais codificados em Morse que por serem contínuos dotados de menos detalhes estão menos sujeitos a problemas de interferências e podem chegar mais longe que a palavra falada. Navios usam normalmente os sinais telegráficos para se comunicarem.
Podemos também ouvir sinais que correspondem a vozes ”embaralhadas" que não conseguimos entender mesmo ajustando bem a sintonia do receptor. Estes são sinais emitidos em SSB (Single Side Band), que é um processo que “concentra" a potência do sinal, obtendo-se mais alcance e ocupando menos espaço na faixa de frequências.
Para “decodificar" estes sinais e ouvir bem o que se fala é preciso de um receptor especial ou, ainda, de um aparelho chamado BFO. (Futuramente ensinaremos montar um deles, pois é simples, para você ouvir tais comunicações em seu rádio.)
Como estão distribuídas as estações de ondas curtas?
Como o alcance de cada setor da faixa de ondas curtas depende do horário e outros fatores existe certa divisão em que cada tipo de emissão ocupa limites de frequência bem estabelecidos.
Veja que estes limites são constantemente fiscalizados pelas autoridades e quem os violar, emitindo onde não é permitido, leva à pronta apreensão do equipamento. Por isso é que sempre alertamos os leitores que desejam potentes transmissores de ondas médias, curtas, ou FM sobre os perigos de sua utilização sem conhecimento, permissão ou de forma ilegal!
Para as estações de radiodifusão temos a divisão em faixas ou bandas conforme a tabela abaixo.
As faixas de 2, 3 e 5 MHz são chamadas de “Ondas Tropicais".
Os radioamadores utilizam as seguintes faixas:
1,8 a 2,0 MHz : 160 metros
3,50 a 3,80 MHz : 80 metros
7,00 a 7,10 MHz : 40 metros
14,00 a 14,35 MHz = 20 metros
21,00 a 21,45 MHz = 15 metros
28,00 a 29,70 MHz = 10 metros
70, 025 a 70,70 MHz = 4 metros
144,00 a 146,0 MHz = 2 metros (não mais OC mas VHF)
Nos intervalos temos diversos serviços como os que relatamos neste artigo: aeronáutica, serviços públicos etc.
Como escutar, os sinais desta faixa é o que veremos na parte referente a "experiências para conhecer componentes".
As frequências entre 50 e 100 MHz não são afetadas de modo sensível pela ionosfera de modo que, não se refletindo, não podem ultrapassar a linha do horizonte., Assim, seu alcance está limitado a uns 200 km dependendo da existência de serras, morros e da própria colocação da antena.
Na faixa de 54 MHz eventualmente podem ocorrer reflexões que levam os sinais muito longe, mas isso não é um fenômeno muito comum.
Alguns radioamadores usaram com sucesso a lua como “refletor natural" emitindo o sinal em sua direção e pegando-o de volta muito longe, até mesmo em outro continente!
A faixa de 50 a 100 MHz e acima é então usada muito mais para comunicações a curta distância (TV e FM). Estas frequências já correspondem ao que chamamos de VHF ou Very High Frequency, ou frequências muito altas, com ondas cujo comprimento chega a ser tão pequeno como apenas 3 metros (100 MHz). Frequências acima destas são também usadas em diversos tipos de comunicações, inclusive as microondas que têm comprimentos tão pequenos que não são expressos em metros, mas sim em centímetros!
