Mesmo usando pequenos transmissores com potências muito baixas, é possível enviar sinais de rádios a distâncias muito grandes. Basta utilizar cabos apropriados, acoplamentos corretos e antenas cuidadosamente escolhidas e instaladas para se obter rendimentos surpreendentes. Veja como fazer isso neste artigo.
Ao contrário do que muitos possam pensar, o alcance de um transmissor não depende apenas de sua potência.
Transferindo todo o sinal de um pequeno transmissor para o espaço, e usando antenas de alto-rendimento é possível alcançar distâncias muito grandes, é claro, também dependendo da sensibilidade do receptor.
Para que o leitor tenha uma ideia existe um clube de radioamadores nos Estados cuja finalidade é obter comunicações a distâncias muito grandes com transmissor que, em alguns casos têm potências de apenas 1 mW.
Relatos indicam que alguns radioamadores, com essa potência, que é menor do que a dos nossos microtransmissores, conseguiram comunicações dos Estados Unidos com a Europa, o que significa mais de 5 000 km!
É claro que não propomos que nossos leitores cheguem a tanto, mas vamos considerar algumas condições técnicas que podem aumentar bem o alcance de seu pequeno transmissor experimental.
Como obter maior alcance de um pequeno transmissor experimental de FM como o mostrado na figura 1?
Normalmente, neste tipo de transmissor conectamos a antena ao coletor do transistor, onde o sinal tem maior intensidade.
A antena,normalmente consiste num pedaço de fio rígido de 10 a 80 cm de comprimento.
No entanto, uma antena deste tipo tem uma impedância que depende de seu tamanho em relação ao comprimento de onda do sinal que deve ser transmitido.
Ligando a antena ao coletor, normalmente temos um descasamento de impedância, que faz com que a antena “carregue” o circuito por ter impedância mais baixa.
O resultado inicial é a perda de rendimento, pois parte dos sinais é refletida de volta ao circuito, não sendo transmitida, conforme mostra a figura 2.
O segundo problema é a instabilidade, já que qualquer objeto que se aproxime da antena ou a sua movimentação mais brusca reflete no funcionamento do oscilador que muda de frequência, fugindo assim a sintonia do circuito.
Para o caso de pequenas antenas verticais, como as usadas em pequenos transmissores, podemos resolver este problema e aumentar o alcance de duas formas.
A primeira consiste em se ligar a antena numa derivação da bobina, conforme mostra a figura 3.
Com este procedimento, o sinal é transferido para a antena num ponto de impedância mais baixa, obtendo-se assim melhor casamento de impedâncias e maior transferência de sinais.
A bobina com a derivação, funciona como um auto-transformador, fazendo o casamento de impedâncias do circuito com antena.
Experimentalmente, podemos obter a derivação ideal que casa as impedâncias, mas para projetos elaborados, ela pode ser calculada através de fórmulas.
Para pequenos transmissores de FM com 4 espiras, a derivação está entre a primeira e segunda espira a partir do lado da alimentação.
A segunda possibilidade, mostrada na figura 4, consiste em se fazer o acoplamento por transformador, com uma bobina secundária com menor número de espiras.
Esta bobina enlaçada ou sobre a bobina osciladora, no caso de um pequeno transmissor de FM tem 1 ou 2 espiras do mesmo fio.
Para um transmissor fixo, uma maneira de se obter maior alcance é com a utilização de uma antena externa.
Para a transferência do sinal do transmissor para a antena com um mínimo de perdas deve ser usado um cabo apropriado, conforme mostra a figura 5.
Este cabo deve ter uma impedância que case com a saída do transmissor e também com a antena.
O tipo mais comum de cabo é o de 75 Ω, coaxial que é usado em radiotransmissão.
No entanto, este cabo, por sua baixa impedância não deve ser ligado diretamente ao coletor do transistor como na figura 5, mas sim numa derivação que depende justamente da impedância do circuito, como mostrado na figura 6.
Da mesma forma que no caso das antenas, também podemos fazer o acoplamento através de uma segunda bobina com um capacitor que permite ajustar as características do circuito, conforme mostra a figura 7.
O trimmer, que no caso de um pequeno transmissor de FM pode ter de15 a 45 pF de capacitância máxima, deve ser ajustado para máximo rendimento do circuito.
Chegamos finalmente à antena propriamente dita que pode assumir diversas formas e dimensões.
Para um transmissor portátil, o tipo mais comum de antena é a telescópica ou ainda um pedaço de fio rígido vertical, conforme mostra a figura 8.
Se tivermos uma lâmpada comum, vemos que ela irradia luz em todas as direções.
No entanto, se a instalarmos num refletor, ela concentra sua luz numa direção iluminando muito mais nela.
É o que ocorre com as lanternas.
Podemos fazer o mesmo com uma antena, usando refletores, e assim concentrando mais a energia do transmissor numa certa direção e mais que isso, como no caso de uma lente diante de uma lâmpada, também podemos ter elementos diretores que concentram a energia.
Temos então diversos tipos de antenas que possuem a capacidade de concentrar a energia em determinadas direções, sendo por esse motivo, denominadas direcionais.
Concentrando o sinal do transmissor numa direção, seu alcance será maior.
Assim, para a nossa antena mais simples, os sinais se propagam na direção perpendicular à haste.
Por este motivo, para maior rendimento ela deve ser mantida na posição vertical em relação ao transmissor, conforme mostra a figura 9.
Um tipo externo de antena com as mesmas características é a denominada ”plano terra” muito usada por radioamadores e pequenas estações de FM, que é mostrada na figura 10.
A vareta vertical (isolada das demais) é o elemento irradiante, enquanto que as varetas horizontais representam o plano de terra.
Os comprimentos indicados são dados em função do comprimento de onda do sinal que deve ser transmitido.
O cabo de ligação à esta antena deve ser de 75 Ω e em torno da haste vertical os sinais são irradiados em todas as direções.
Na figura 11 temos um outro tipo de antena que é o dipolo de meia onda.
Esta antena irradia os sinais com mais intensidade num plano perpendicular às varetas.
Veja na nossa seção de matemática como calcular as dimensões dos elementos desta antena.
A intensidade dos sinais irradiados por um sistema pode ser verificada por um instrumento denominado “medidor de intensidade de campo”, cuja configuração mais simples é a mostrada na figura 12.
No nosso site temos muitos projetos de instrumentos deste tipo, principalmente no Banco de Circuitos.
Amplificadores
Um modo de se aumentar a intensidade de um sinal a ser transmitido consiste no uso de amplificadores lineares.
Os radioamadores chamam popularmente este tipo de equipamento de “botina”.
Na figura 13 temos um amplificador linear que a partir de algumas dezenas de miliwatts de um pequeno transmissor obtém uma potência maior para a antena.
Normalmente neste circuito, a bobina L2 é semelhante à usada no transmissor, assim como o trimmer.
Uma fonte de alimentação para este circuito é mostrada na figura 14.
O choque de RF na fonte é importante para evitar o aparecimento de roncos na transmissão.
De qualquer forma, ao aumentar o alcance de suas emissões, tenha em mente as restrições legais a que estará sujeito.
