C 24-18

MINISTRIO DO EXRCITO

ESTADO-MAIOR DO EXRCITO

Manual de Campanha

EMPREGO DO RDIO EM CAMPANHA

4 Edio 1997

C 24-18

MINISTRIO DO EXRCITO

ESTADO-MAIOR DO EXRCITO

Manual de Campanha

EMPREGO DO RDIO EM CAMPANHA

4 Edio 1997 Preo: R$ CARGA EM.................

PORTARIA N 137- EME, DE 16 DE DEZEMBRO DE 1997Aprova o Manual de Campanha C 24-18 - Emprego do Rdio em Campanha, 4 Edio, 1997. O CHEFE DO ESTADO-MAIOR DO EXRCITO, no uso da atribuio que lhe confere o artigo 91 das IG 10-42 - INSTRUES GERAIS PARA CORRESPONDNCIA, PUBLICAES E ATOS NORMATIVOS NO MINISTRIO DO EXRCITO, aprovadas pela Portaria Ministerial N 433, de 24 de agosto de 1994, resolve: Art. 1 Aprovar o Manual de Campanha C 24-18 - EMPREGO DO RDIO EM CAMPANHA, 4 Edio, 1997, que com esta baixa. Art. 2 Determinar que esta Portaria entre em vigor na data de sua publicao. Art. 3 Revogar o Manual de Campanha C 24-18 - EMPREGO DO RDIO EM CAMPANHA, 3 Edio, 1976, aprovado pela Portaria N 053-EME, de 01 de novembro de 1976.

NOTASolicita-se aos usurios deste manual a apresentao de sugestes que tenham por objetivo aperfeio-lo ou que se destinem supresso de eventuais incorrees. As observaes apresentadas, mencionando a pgina, o pargrafo e a linha do texto a que se referem, devem conter comentrios apropriados para seu entendimento ou sua justificao. A correspondncia deve ser enviada diretamente ao EME, de acordo com o artigo 78 das IG 10-42 - INSTRUES GERAIS PARA CORRESPONDNCIA, PUBLICAES E ATOS NORMATIVOS NO MINISTRIO DO EXRCITO, utilizando-se a carta-resposta constante do final desta publicao.

NDICE DE ASSUNTOSPrf CAPTULO 1 - INTRODUO ARTIGO ARTIGO I - Generalidades ........................................ 1-1 e 1-2 II - Emprego das radiocomunicaes ........... 1-3 a 1-6 1-1 1-2 Pag

CAPTULO 2 - FUNDAMENTOS DE RADIOCOMUNICAES ARTIGO ARTIGO ARTIGO I - Elementos da transmisso e recepo. .. 2-1 a 2-6 II - Radiopropagao ................................... 2-7 a 2-11 III - Mtodos de transmisso ......................... 2-12 a 2-19 2-1 2-5 2-8

CAPTULO 3 - FONTES DE ALIMENTAO DE ENERGIA ELTRICA ............................ 3-1 a 3-9 CAPTULO 4 - PROPAGAO DAS ONDAS DE RDIO ................................................... 4-1 a 4-7 CAPTULO 5 - ANTENAS ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO I - Introduo .............................................. 5-1 a 5-10 II - Desempenho das antenas ...................... 5-11 a 5-15

3-1

4-1

5-1 5-5

III - Tipos de antenas .................................... 5-16 a 5-22 5-9 IV - Expediente de campanha para antenas ... 5-23 a 5-30 5-16

CAPTULO 6 - FATORES DETERMINANTES DA QUALIDADE DAS RADIOCOMUNICAES .... 6-1 a 6-8

6-1

Prf CAPTULO 7 - TCNICAS DE RADIOPERAO ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO I - Introduo .............................................. 7-1 e 7-2 II - Instrues gerais de operao ................ 7-3 a 7-5 III - Normas de operao do posto-rdio ........ 7-6 a 7-8 IV - Segurana das comunicaes ................ 7-9 a 7-12 V - Fusos horrios e quadro de converso de tempo ................................................ 7-13 a 7-16

Pag

7-1 7-2 7-4 7-5 7-8

CAPTULO 8 - GUERRA ELETRNICA ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO I - Introduo .............................................. 8-1 e 8-2 II - Contramedidas eletrnicas (CME) .......... 8-3 a 8-6 III - Contra-contramedidas eletrnicas (CCME) .. 8-7 8-1 8-2 8-6

IV - Procedimentos anti-MEA ........................ 8-8 a 8-14 8-6 V - Procedimentos anti-CME ....................... 8-15 a 8-17 8-10 VI - Lista de verificaes de CCME .............. 8-18 a 8-20 8-14

CAPTULO 9 - MANUTENO ARTIGO ARTIGO ARTIGO ARTIGO I - Categoria e escales de manuteno ....... 9-1 a 9-3 II - Manuteno preventiva .......................... 9-4 a 9-7 III - Manuteno pelo radioperador ............... 9-8 a 9-12 IV - Manuteno orgnica ............................. 9-13 a 9-15 9-1 9-2 9-4 9-7

CAPTULO 10 - DESTRUIO DO MATERIAL RDIO ...... 10-1 a 10-4 10-1 ANEXO A - MATERIAL DE COMUNICAES CARACTERSTICAS DO MATERIAL ........ A-1 a A-7 B - COMPRIMENTOS DE ANTENA DE MEIA ONDA ........................................... B-1 e B-2 C - GLOSSRIO DE TERMOS TCNICOS ....

A-1

ANEXO

B-1 C-1

ANEXO

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CAPTULO 1 INTRODUOARTIGO I GENERALIDADES 1-1. FINALIDADE Fornecer orientao tcnica e ttica para aqueles que utilizam as radiocomunicaes. 1-2. MBITO a. Este manual abrange os fundamentos das radiocomunicaes, sistemas ou fontes de suprimento de energia eltricas, antenas e propagao de ondas radioeltricas, tcnicas operacionais e expediente de campanha, segurana das comunicaes e normas de manuteno. b. Alm das matrias relacionadas no subpargrafo acima, este manual contm trs anexos. O anexo A apresenta as principais caractersticas referentes a meios de comunicaes em uso no Exrcito Brasileiro; o anexo B contm uma lista dos comprimentos de antena de meia onda; o anexo C um glossrio dos termos utilizados nas radiocomunicaes. c. Os procedimentos descritos neste manual so aplicveis s guerras convencional e qumica.

1-1

1-3 ARTIGO II EMPREGO DAS RADIOCOMUNICAES 1-3. GENERALIDADES

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a. O rdio constitui o principal meio de comunicaes de muitas unidades tticas. Ele utilizado para comando, direo de tiro, troca de informaes, administrao e ligao entre unidades ou no mbito das mesmas (Fig 1-1), como tambm empregado nas comunicaes entre avies em vo e entre estes e as unidades em terra.

Fig 1.1 Emprego do rdio em campanha b. As comunicaes por rdio so particularmente adaptveis s operaes caracterizadas pelo dinamismo das aes. As comunicaes com unidades altamente mveis, tais como navios, avies ou carros de combate, seriam extremamente difceis se no fosse possvel utilizar o rdio. c. O rdio tambm essencial s comunicaes entre pontos separados por grandes extenses de gua, territrio ocupado pelo inimigo, ou terreno onde a construo de linhas seria impossvel ou impraticvel. 1-2

C 24-18 1-4. VANTAGENS E LIMITAES

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a. Vantagens (1) Normalmente, os meios de comunicaes pelo rdio podem ser instalados mais rapidamente que os de comunicaes por fio; por esse motivo, o rdio amplamente utilizado como meio principal de comunicaes nos estgios iniciais das operaes de combate e nas situaes tticas de movimentao rpida. (2) O equipamento de rdio pode ser utilizado na prpria viatura onde foi instalado, sem necessidade de posteriores reinstalaes. (3) O rdio pode ser empregado sem qualquer demora, tanto por unidades mveis, areas, anfbias ou terrestres, como por unidades terrestres estacionrias ou fixas. (4) O rdio se presta a muitas formas de operao, tais como a radiotelefonia, radiotelegrafia, radioteleimpresso e transmisso de dados e imagens. (5) A efetividade do rdio no est limitada pelos obstculos naturais, nem pelo terreno sob controle ou fogo inimigo, na mesma medida em que o esto outros meios de comunicaes. (6) Atravs da utilizao de dispositivos de controle remoto, o operador pode situar-se a certa distncia do aparelho que est operando. Isto proporciona maior segurana, tanto para o prprio operador quanto para a instalao e para o posto de comando (PC), servido pela estao. b. Limitaes (1) O rdio est sujeito a avarias e desarranjos do equipamento, bem como a interferncias atmosfricas, ou ocasionadas por outros dispositivos eletrnicos, sendo estas ltimas relativamente fceis de serem provocadas. (2) Para funcionar em conjunto, as estaes de rdio devem operar nas mesmas freqncias ou, no mnimo, utilizando algumas freqncias sobrepostas; devem transmitir e receber os mesmos tipos de sinais e estar localizadas dentro de um determinado alcance operacional. 1-5. INSTALAO Os conjuntos-rdio de campanha tambm podem ser classificados em portteis, veiculares, transportveis e mveis. Os portteis operam com potncia reduzida, fornecida por pilhas secas instaladas internamente ou por geradores manuais. Os equipamentos instalados em viaturas so, geralmente, do tipo de mdia voltagem, fornecida por fontes eletromecnicas de alimentao, acionadas pela bateria da viatura. Alguns utilizam vibradores, outros empregam alternadores, sempre alimentados pela bateria da viatura. Os aparelhos transportveis e mveis podem ser do tipo que utiliza energia de mdia ou alta voltagem, fornecida, geralmente, por grupos eletrogneos gasolina, transportados ou montados em reboque. Com a finalidade de permitir sua operao a partir de posies protegidas, os conjuntos-rdio de campanha so, freqentemente, operados por meio de dispositivos de controle distncia (controle remoto). 1-3

1-6 1-6. APLICAO TTICA

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a. A avaliao equilibrada das exigncias impostas pela segurana, pelo fator surpresa e pela necessidade ou premncia de se comunicar pelo rdio, determinar a medida em que este deve ser utilizado nas operaes de combate. b. Quando a importncia do fator surpresa constitui ponto determinante, a comunicao pelo rdio deve limitar-se, inicialmente, quelas unidades que j se encontram em contato com o inimigo. Em algumas ocasies, a fim de melhor surpreender e iludir esse inimigo, os comandos superiores podem ordenar a operao de algumas estaes simuladas, como tambm podem ordenar a permanncia na prescrio de silncio das redes-rdio das unidades que esto se dirigindo para um zona de ataque, at este ser desencadeado. Quando uma unidade j se encontra ocupando uma rea para lanar-se ao ataque e est com suas estaes de rdio funcionando normalmente, pode receber instrues para manter essa normalidade, sem mudanas considerveis em seu volume de trfego, at o incio da operao. Se uma unidade substituda por outra, pode ser determinado que opere estaes simuladas, at que o ataque esteja em pleno desenvolvimento. Normalmente, as restries especiais impostas sobre as radiocomunicaes so levantadas aps o incio do combate.

1-4

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CAPTULO 2 FUNDAMENTOS DE RADIOCOMUNICAESARTIGO I ELEMENTOS DA TRANSMISSO E RECEPO 2-1. CONJUNTOS-RDIO Um conjunto-rdio consiste, essencialmente, de um transmissor, que gera energia transformada em radiofreqncia (RF); uma fonte de energia eltrica; um manipulador, microfone ou teleimpressor, que controla as ondas de energia; uma antena transmissora, que emite ondas de RF; uma antena receptora, que intercepta algumas das ondas emitidas; um receptor, que converte as ondas de RF captadas em energia utilizvel (geralmente em ondas de audiofreqncia); um alto-falante, fones ou teleimpressor, que tornam os sinais inteligveis. Quando duas estaes operam dentro de uma faixa de freqncia similar, tm a mesma modulao e a distncia entre elas no ultrapassa o alcance operacional das estaes, possvel estabelecer-se a intercomunicao atravs das ondas eletromagnticas (rdio). A figura 2-1 mostra um diagrama em bloco de um conjunto bsico de rdio.

Fig 2-1. Diagrama em bloco de um conjunto-rdio bsico 2-1

2-2/2-4 2-2. TRANSMISSOR

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O tipo de aparelho transmissor mais simples consiste de uma fonte de suprimento de energia e de um oscilador. A fonte de suprimento pode consistir de baterias, um gerador, uma fonte de corrente eltrica alternada (CA), incluindo um retificador e um filtro, ou uma unidade rotativa produtora de corrente contnua (CC). O oscilador, que gera energia de RF, deve estar provido de um circuito regulador, que permita sintonizar o transmissor na freqncia operacional desejada. O transmissor deve estar equipado com algum dispositivo para controlar a energia de radiofreqncia gerada pelo oscilador. O dispositivo mais simples um manipulador telegrfico, o qual no outra coisa seno uma espcie de interruptor, que controla o fluxo de corrente eltrica. Quando o manipulador operado, o oscilador ligado e desligado durante certos espaos de tempo, formando-se assim os pontos e traos do Cdigo Morse. 2-3. TRANSMISSOR DE ONDA CONTNUA A energia de radiofreqncia gerada atravs de um oscilador no , normalmente, estvel e nem bastante alta para proporcionar uma transmisso satisfatria, a longa distncia; por esse motivo os transmissores de onda contnua esto equipados com um amplificador de radiofreqncia, ligado aps o oscilador, a fim de se obter uma produo de energia mais alta e estvel. Na transmisso em cdigo, esses transmissores oferecem resultados inteiramente satisfatrios.Manipu lador

Antena

Fonte de alimentao

Oscilador

Amplificador de RF

Fig 2-2. Diagrama em bloco de um transmissor de onda contnua ( CW ) 2-4. TRANSMISSOR DE RADIOFONIA Para transmitir mensagens faladas, torna-se necessrio dispor de algum meio de controle da energia produzida pelo transmissor, de acordo com as freqncias da voz. Isto conseguido atravs de um modulador, que modifica a produo do transmissor de conformidade com essas freqncias (audiofreqncias). Este processo conhecido como modulao e a onda submetida ao mesmo chamada onda modulada. Quando o sinal de modulao ocasiona a mudana em amplitude da onda de rdio, o processo chamado de modulao em amplitude (AM) e quando modifica a freqncia da onda, ele conhecido como modulao em freqncia (FM). A figura 2-3 mostra um 2-2

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transmissor de radiofonia equipado com um modulador e um microfone, e convertido assim em um transmissor radiofnico de amplitude modulada.

Fig 2-3. Diagrama em bloco de um transmissor radiotelefnico 2-5. ANTENAS Aps o transmissor ter gerado e amplificado um sinal de radiofreqncia, torna-se necessrio dispor-se de um meio para enviar esse sinal ao espao e, da mesma forma, tambm necessrio que a estao receptora disponha de outro meio para interceptar (captar) o sinal lanado. Os dispositivos utilizados para enviar e captar esses sinais chamam-se antenas. A antena transmissora lana sinais de energia no espao e essa energia, irradiada sob a forma de ondas eletromagnticas, interceptada pela antena receptora. Se o aparelho receptor sintonizado na mesma freqncia que o transmissor, os sinais sero captados de forma satisfatria e inteligvel. No captulo 5, maiores detalhes sobre antenas, sero abordados. 2-6. RECEPTOR Existem duas espcies gerais de sinais de radiofreqncia que podem ser captados por um receptor de rdio: os sinais de rdiofreqncia modulada, que transportam palavras, msica, ou qualquer outra espcie de energia audvel, e os sinais de onda contnua (CW), que so impulsos de energia de RF, que transportam informao atravs de sinais codificados (pontos e traos). a. Detetor (Demodulador) - O processo mediante o qual extrada a informao transportada pelos sinais de radiofreqncia chamado deteco ou 2-3

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demodulao. O circuito utilizado para efetuar a demodulao chamado detetor (Fig 2-4), posto que, na realidade, este circuito detecta a informao transmitida. O receptor deve contar com meios para sintonizar, ou selecionar, a freqncia do sinal de (RF) desejado. Esse processo de seleo necessrio, a fim de evitar a deteco simultnea de muitos sinais de RF de freqncias diferentes. A parte do detector que sintoniza o sinal desejado chamado circuito sintonizador. Nos receptores de FM, o detector conhecido como discriminador.

Fig 2-4. Diagrama em bloco de um receptor de rdio simples b. Amplificador de radiofreqncia - Devido ao fato de que a intensidade ou amplitude de um sinal de radiofreqncia diminui rapidamente, a partir do momento em que lanado pela antena transmissora, como tambm devido a que muitos sinais de RF, de diversas freqncias, se acumulam dentro do espectro da freqncia do rdio, o detector no pode ser utilizado isoladamente, a no ser que o receptor esteja equipado com um amplificador de radiofreqncia, para aumentar sua sensibilidade (capacidade de captar sinais dbeis) e sua seletividade (capacidade para separar sinais de diferentes freqncias). Esse amplificador provido com um ou mais circuitos sintonizados, de forma que o sinal de RF desejado (aquele no qual o equipamento est sintonizado) possa ser mais amplificado que os sinais de outras freqncias.

Fig 2-5. Diagrama em bloco de um detetor e um amplificador de RF

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c. Amplificador de audiofreqncia - A capacidade de um detector, com ou sem amplificador, em geral demasiado pequena para ser til. Por esse motivo, o receptor equipado com um ou mais amplificadores de audiofreqncia (Fig 26), a fim de aumentar sua capacidade at o nvel necessrio para operar os fones, o alto-falante, ou o teleimpressor.

Fig 2-6. Diagrama em bloco de um receptor de rdio completo ARTIGO II RADIOPROPAGAO 2-7. GENERALIDADES As ondas de rdio se propagam tanto junto da superfcie terrestre quanto em direo ao espao, fazendo-o, neste ltimo caso, segundo vrios ngulos , em relao superfcie da Terra (Fig 2-7). Essas ondas eletromagnticas se deslocam no espao velocidade da luz, aproximadamente 300.000 Km/Seg.

Fig 2-7. Emisso de ondas de rdio, de uma antena vertical 2-5

2-8/2-9 2-8. COMPRIMENTO DE ONDA

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O comprimento de onda de rdio a distncia percorrida por uma onda durante o tempo requerido para completar um ciclo. Cada ciclo completo, de duas alternncias de onda (Fig 2-8) um comprimento de onda. Essa distncia, que se expressa em metros, pode ser medida desde o incio de uma onda at o incio da seguinte, ou desde a crista de uma at a crista da outra; em qualquer caso a distncia ser a mesma.

Fig 2-8. Comprimento de onda de rdio 2-9. FREQNCIA a. Freqncia de uma onda de rdio o nmero de ciclos completos que ocorrem durante o espao de um segundo. O tempo de durao de um ciclo diretamente proporcional ao comprimento da onda e inversamente proporcional sua freqncia. A figura 2-9 mostra a comparao do comprimento de uma onda de 2 megahertz com a de outra, de 10 megahertz.

Fig 2-9. Comparao de duas ondas, de freqncias diferentes. 2-6

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2-9/2-10

b. Como a freqncia das ondas de rdio muito elevada, ela expressa em quilohertz (kHz) ou megahertz (MHz). Um quilohertz igual a 1.000 hertz (ciclo por segundo) um megahertz igual a 1.000.000 de hertz. c. Na prtica, a velocidade de uma onda de rdio considerada constante, independentemente da freqncia ou da amplitude em que ela transmitida. Por esse motivo, para saber o comprimento de uma onda, conhecendo-se a freqncia, bastar dividir a velocidade de propagao dessa onda por sua freqncia. 300.000.000 ( metros por segundo ) Comprimento de onda (em metros ) = --------------------------------------------------,ou freqncia (Hertz) 30.000, ou ---------------------,ou freqncia (kHz) 300 ----------------------,ou freqncia (MHz) d. Para achar a freqncia, conhecendo-se o comprimento de onda, bastar dividir a velocidade de programao da onda pelo seu comprimento: 300.000.000 freqncia (Hz) = --------------------------------------------,ou comprimento de onda (metros) 300.000 freqncia (kHz) = ------------------------------------------,ou comprimento de onda (metros) 300 freqncia (MHz) = -----------------------------------------,ou comprimento de onda (metros) 2-10. FAIXAS DE FREQNCIA A maioria dos conjuntos-rdio de campanha opera na faixa de 1,5 a 400 MHz. As radiofreqncias esto divididas em grupos ou faixas, a fim de facilitar seu estudo e referncia. A tabela a seguir mostra as faixas de freqncias do radioespectro:

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2-11/2-12NMERO DA FAIXA 4 5 6 7 8 9 10 11 12 FAIXA DE FREQUNCIAS 3 a 30 kHz 30 a 300 kHz 300 a 3000 kHz 3 a 30 MHz 30 a 300 MHz 300 a 3000 MHz 3 a 30 GHz 30 a 300 GHz 300 a 3000 GHz DESIGNAO DAS FAIXAS Ondas miriamtricas Ondas quilomtricas Ondas hectomtricas Ondas decamtricas Ondas mtricas Ondas decimtricas Ondas centimtricas Ondas milimtricas Ondas decimilimtricas SIGLA

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VLF (Muito baixa) LF (Baixa) MF (Mdia) HF (Alta) VHF (Muito alta) UHF (Ultra alta) SHF (Super alta) EHF (Extremamente alta) -----------------------------------

Abreviaturas: Hz = Hertz (ciclo por segundo) k = quilo ( 103 ) M = mega ( 106 ) G = giga ( 109 ) Tab 2-1. Faixas de freqncia 2-11. CARACTERSTICAS DAS FAIXAS DE FREQNCIA Cada faixa de freqncia apresenta certas caractersticas de transmisso. Este assunto encontra-se desenvolvido no Anexo A (A-3). ARTIGO III MTODOS DE TRANSMISSO 2-12. GENERALIDADES a. O conjunto-rdio empregado pela tropa usado, principalmente, para transmitir informao atravs de palavras ou de cdigo telegrfico. b. A ativao dos tmpanos, por meio das vibraes de audiofreqncia (palavras ou cdigo telegrfico), produz um efeito no sistema nervoso do corpo humano; esse efeito chamado som. As vibraes sonoras se propagam no ar, na forma de ondas, velocidade aproximada de 340 m por segundo. 2-8

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c. Muito embora o som possa ser convertido em energia eltrica de audiofreqncia, sua transmisso sob esta forma de energia, atravs da atmosfera terrestre, mediante radiaes eletromagnticas, seria invivel posto que, para transmitir eficientemente um sinal de udio de, por exemplo, 20 ciclos, seria necessria uma antena de cerca de 8.000 km de comprimento. d. Todas as limitaes acima desaparecem quando utilizada energia eltrica de radiofreqncia. Sob esta forma de energia podem ser atingidas distncias enormes; os comprimentos de antena so reduzidos a dimenses exeqveis; as perdas de energia de antena se mantm em nveis razoveis; podem ser utilizados muitos canais, emitindo cada um sua prpria informao, e a seletividade dos sinais torna-se possvel. 2-13. MODULAO a. A onda portadora (Fig 2-10) no pode, por si prpria, transportar informao; essa informao, sob a forma de sinais de udio, lhe superposta. Este processo de superposio, chamado modulao, faz variar ou modificar a freqncia ou a amplitude da onda portadora. Os sistemas militares de radiocomunicaes utilizam os processos de modulao em amplitude (AM) e modulao em freqncia (FM). b. A superposio de sinais de audiofreqncia na onda portadora de RF gera sinais adicionais de radiofreqncia. Essas freqncias adicionais so iguais soma e diferena das audioafreqncias e radiofreqncias envolvidas. Por exemplo, submetendo-se uma onda portadora, de 1000 kHz, a uma modulao em tom de udio de 1 kHz, duas novas freqncias sero geradas: uma de 1001 kHz (soma 1000 e 1) e outra de 999 kHz (diferena entre 1000 e 1). No caso de ser utilizado um sinal de udio complexo, em lugar de um sinal de tom simples, sero estabelecidas duas novas freqncias para cada uma das audiofreqncias envolvidas. Estas novas freqncias so chamadas faixas laterais.

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Fig 2-10. Formas de Onda 2-14. MODULAO EM AMPLITUDE a. A modulao em amplitude a modificao da energia de RF de sada de um transmissor, de acordo com a variao de uma onda de audiofreqncia. Em outras palavras, a energia de RF aumenta e diminui de potncia, de acordo com as audiofreqncias. Em termos ainda mais simples, a modulao em amplitude o processo de variar a potncia de sada de um transmissor. b. Quando uma portadora modulada por um sinal de udio simples, so produzidas duas freqncias adicionais: uma delas a freqncia superior, que igual soma da freqncia da portadora e a freqncia do sinal de udio, enquanto a outra a freqncia inferior, que igual diferena entre a freqncia da portadora e a do sinal de udio. A freqncia que ultrapassa o limite superior da freqncia da portadora chama-se freqncia lateral superior; a freqncia mais baixa que a da portadora chama-se freqncia lateral inferior. c. Quando o sinal modulador composto de tons complexos, como o caso das palavras, cada componente individual da freqncia do sinal modulador produz suas prprias freqncias laterais, superior e inferior. Estas freqncias laterais ocupam uma faixa de freqncia chamada faixa lateral. A faixa lateral que contm a soma das freqncias da portadora e do sinal modulador chama-se faixa lateral 2-10

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superior, e a que contm a diferena entre as mesmas freqncias chama-se faixa lateral inferior. d. O espao ocupado pela portadora e suas faixas laterais, dentro do espectro de freqncias, chama-se canal. Na modulao em amplitude, a largura do canal (largura de faixa) igual ao dobro da freqncia moduladora mais alta. Conseqentemente, se uma portadora de 5.000 kHz modulada por uma faixa de freqncia entre 200 e 5.000 Hz (0,2 a 5 kHz), a faixa lateral superior estender-se de 5.000,2 a 5.005 kHz e a faixa lateral inferior o far de 4.999,8 a 4995 kHz. A largura de faixa ser ento de 10 kHz, que corresponde ao dobro da freqncia moduladora mais alta (5 kHz). e. Os sinais de amplitude modulada transportam informao unicamente em suas faixas laterais, cuja largura varia de acordo com a freqncia do sinal modulador. A potncia do sinal modulador vai fazer variar a amplitude do sinal de RF. f. Geralmente, a modulao em amplitude utilizada nos transmissores de radiotelefonia operando nas faixas de mdia e alta freqncia. 2-15. MODULAO EM FREQNCIA a. Modulao em freqncia o processo em que se faz variar a freqncia da onda portadora de acordo com a variao de uma onda de audiofreqncia. b. Em uma onda modulada em freqncia, a amplitude do sinal modulador determina a medida em que a freqncia instantnea se afasta da freqncia central, ou de repouso da portadora. Desta forma, a freqncia instantnea pode ser convenientemente desviada da freqncia da portadora, modificando a amplitude do sinal modulador. Este desvio de freqncia pode ser de vrias centenas de quilohertz, mesmo que a freqncia da modulao seja unicamente de uns quilohertz. Contrariamente ao que acontece no caso da modulao em amplitude, os pares de faixas laterais, gerados pela modulao em freqncia, no se limitam soma e diferena entre a freqncia mais alta do sinal modulador e a freqncia da portadora. c. O primeiro par de faixas laterais de um sinal de FM constitudo pela freqncia da portadora mais ou menos a freqncia do sinal modulador. Em caso mltiplo da freqncia moduladora, aparecero novos pares de faixa laterais. Por exemplo, se uma portadora de 1 megahertz modulada em freqncia por um sinal de udio de 10 quilohertz, aparecero diversos pares de faixas laterais, igualmente espaados em cada lado da freqncia da portadora, entre 990 e 1010 kHz, 980 e 1020 kHz, 970 e 1030 kHz e assim por diante. Disso resulta, portanto, que um sinal modulado em freqncia ocupa uma largura de faixa muito maior que a ocupada por um sinal modulado em amplitude.

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d. Tal como foi explicado acima, a freqncia modulada consiste de uma freqncia portadora e de um certo nmero de pares de faixas laterais. Quando a portadora submetida ao processo de modulao em freqncia, e a amplitude do sinal modulador aumentada, uma parte da energia do componente da freqncia portadora transferida para os pares de faixas laterais. e. A amplitude do sinal de FM constante, no momento da irradiao pela antena transmissora; porm, sua freqncia varia de acordo com o sinal udio modulador. No obstante, durante o percurso entre as antenas transmissoras e receptoras, esse sinal influenciado por rudos, tanto naturais como os causados pelo homem, que produzem variaes em sua amplitude. Todas essas variaes indesejadas em sua amplitude so amplificadas medida que o sinal passa atravs dos estgios sucessivos do receptor, at chegar ao limitador. f. O limitador elimina as variaes em amplitude e transfere o sinal de FM ao discriminador, que acusa as variaes em freqncias da onda de RF. O sinal de FM, de amplitude constante, que resulta, ento processado pelo circuito discriminador, que transforma as variaes em freqncias do sinal nas correspondentes variaes em amplitude e voltagem. Estas variaes de voltagem reproduzem o sinal modulador original em um dispositivo reprodutor qualquer, tal como fone, alto-falante ou teleimpressor. g. Geralmente a modulao em freqncia utilizada nos transmissores de radiotelefonia, operando em faixas de freqncia VHF e mais altas. 2-16. FAIXA LATERAL SINGELA a. Das duas faixas laterais, que formam parte dos sinais modulados em amplitude, apenas uma aparece no espectro de um sinal de faixa lateral singela (FLS ou SSB). A figura 2-11 mostra a distribuio terica de energia em um sinal modulado em amplitude.

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Fig 2-11. Distribuio da energia em um sinal modulado em amplitude b. Da operao de mistura, que produz um sinal de AM, resultam duas faixas de freqncias, constitudas pela soma e pela diferena das freqncias da portadora e do sinal modulador. Ambas as faixas laterais, superior e inferior, contm o mesmo sinal, ou seja, a mesma informao, o que permite que uma dessas bandas ou faixas laterais seja eliminada sem comprometimento da informao. Alm disso, esta eliminao de uma das bandas proporciona uma economia de potncia, uma vez que h necessidade de maior energia para a transmisso das duas bandas laterais. A escolha da faixa lateral a ser transmitida depender das caractersticas do filtro empregado. A transmisso de apenas uma faixa lateral, deixa em aberto a poro do espectro de radiofreqncia, que era ocupada pela banda eliminada, proporcionando, com isto, um melhor aproveitamento do espectro de freqncias. c. A figura 2-12 demonstra que um transmissor de faixa lateral singela, com a mesma capacidade de energia, filtra uma faixa lateral, elimina a portadora, e deixa disponvel a energia da faixa lateral filtrada e a da portadora eliminada, para aumentar a energia transmitida, correspondente faixa lateral restante.

2-13

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Fig 2-12. Transmisso em faixa lateral singela ( FLS ou SSB ) 2-17. RADIOTELEGRAFIA a. Radiotelegrafia a transmisso de informao mediante ativao e interrupo de uma onda portadora, atravs de um manipulador. As letras e algarismos de uma mensagem so transmitidos combinando-se impulsos curtos e longos (pontos e traos) formando grupos, de acordo com o cdigo telegrfico. Por exemplo, se o operador deseja transmitir a letra A em cdigo (Fig 2-13), fecha o manipulador durante uma frao de segundo, abre-o a seguir durante outra frao de segundo e fecha-o novamente durante uma durao trs vezes maior que a primeira. Este sistema de transmisso chamado radiotelegrafia ou transmisso por onda contnua, mostrado atravs das formas de ondas que aparecem na figura 2-13.

Fig 2-13. Sinal de radiotelegrafia ( CW ) 2-14

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2-17/2-18

b. A informao radiotelegrfica pode, tambm, ser transmitida empregando-se onda modulada em tom. Nesse tipo de transmisso, a portadora modulada de acordo com uma freqncia fixa de udio, entre 500 a 1000 Hertz. Como a emisso em tom de faixa ampla, ela pode ser utilizada eficientemente para evitar certos tipos de interferncia. Por outra parte, essa amplitude de faixa torna este sinal alvo fcil para os radiogonimetros. O alcance dos transmissores em onda modulada em tom menor que o dos transmissores em onda contnua, utilizando a mesma potncia de sada. c. A transmisso radiotelegrfica manual tem uma capacidade de trfego limitada. Conseqentemente, seu uso fica restrito aos escales menores, onde o volume de trfego pequeno, podendo tambm ser utilizada em lugares muito afastados ou isolados, quando no h outros meios de comunicaes disponveis. (1) A radiotelegrafia pode, muitas vezes, ser utilizada quando falham os demais tipos de radiocomunicaes, devido s condies atmosfricas ou interferncia. (2) Os transmissores telegrficos tm um alcance maior que os de radiotelefonia, utilizando a mesma potncia de sada, devido a que a energia portadora dos sinais se concentra em uma largura de faixa muito menor. (3) Dentro de uma determinada potncia de sada, possvel operar sem interferncias mtuas, muito mais transmissores de radiotelegrafia que de radiotelefonia. 2-18. RADIOTELEFONIA a. O microfone de um aparelho de radiotelefonia transforma ondas sonoras em impulsos eltricos muito fracos (Fig 2-14).

Fig 2-14. Exemplos de ondas da voz humana b. Esses impulsos so amplificados ao atravessarem uma srie de amplificadores de audiofreqncia e, logo a seguir, um modulador. Este modulador fornece o potencial de audiofreqncia necessrio para modular a radiofreqncia do amplificador. No receptor, a RF assim modulada demodulada, restando, 2-15

2-18/2-19

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ento, o componente de udio do sinal captado, que reproduzido em um altofalante ou fone. 2-19. RADIOTELEIMPRESSO a. A transmisso por radioteleimpressor indicada para cobrir distncias de vrios milhares de quilmetros. Este tipo de transmisso utilizado pelos escales superiores nas situaes tticas caracterizadas pela rpida evoluo em que o tempo disponvel no permite o estabelecimento de comunicaes atravs do fio. tambm empregado em reas de grande volume de trfego, quando o estabelecimento de rdio-circuitos oferece condies de segurana. A transmisso por radioteleimpresso tambm de grande utilidade para estabelecer as comunicaes entre pontos dificilmente ligados atravs de fio, tais como aqueles separados por grandes extenses de gua ou selva. b. O teleimpressor consiste de um aparelho de teclado e um mecanismo de recepo e impresso. O acionamento de uma tecla ativa o mecanismo transmissor e envia uma srie de impulsos eltricos, que so recebidos por um dispositivo receptor, atravs de um canal de rdio. Este dispositivo converte os impulsos em uma ao mecnica, que permite ao dispositivo de impresso selecionar e imprimir o carter apropriado. Cada tecla transmite um conjunto diferente de impulsos (Fig 2-15), podendo a mensagem ser recebida em forma de pgina ou em fita. O teclado do teleimpressor contm as letras do alfabeto, os algarismos e os sinais de pontuao (Fig 2-15). Este aparelho tambm executa as funes de retorno do carro, alimentao de linhas, espaamento dos tipos, disposio de figuras e distribuio de espaos.

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Fig 2-15. Cdigo de cinco unidades de tempo, de aparelho teleimpressor padro

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CAPTULO 3FONTES DE ALIMENTAO DE ENERGIA ELTRICA 3-1. GENERALIDADES A energia necessria para operar um equipamento de rdio pode proceder de diversas fontes de alimentao de energia eltrica, tais como: eletricidade comercial, pilhas secas, acumuladores, grupos eletrogneos, alternadores e outros. Cada uma destas fontes tm vantagens e limitaes. Dependendo da forma de aplicao, elas podem ser utilizadas individualmente ou formando combinaes. 3-2. ELETRICIDADE COMERCIAL As redes de eletricidade comercial podem proporcionar diversas tenses de corrente alternada (CA) ou contnua (CC), que podem ser utilizadas como fontes primrias de suprimento de energia eltrica. A tenso da corrente alternada varia de 115 volts, nos sistemas monofsicos, a 220 volts, nos sistemas trifsicos utilizados na indstria. A tenso da corrente contnua varia entre 32 e 440 volts. Os sistemas eltricos construdos para operar com corrente alternada no devem ser ligados na corrente contnua e vice-versa, posto que o equipamento seria danificado. 3-3. CONVERSORES a. Generalidades - Devido grande variedade de eletricidade comercial utilizada nas diversas partes do mundo, bem como as exigncias de certos tipos de equipamentos de radiocomunicaes, freqentemente necessrio modificar as caractersticas da energia disponvel. Estas modificaes podem consistir na elevao ou abaixamento da tenso, na converso da corrente contnua em alternada e vice-versa e na variao da freqncia . Para efetuar essas modificaes, podem ser utilizados diversos tipos de equipamentos, tais como transformadores, retificadores, inversores e conversores rotativos. 3-1

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b. Transformadores - A maior parte dos equipamentos de CA utilizados nos sistemas de comunicaes projetado para operar com 115 ou 220 volts; no obstante, muitas so as reas onde a energia disponvel no obedece a estas especificaes. Em tais casos, devem ser utilizados transformadores, para elevar ou baixar a tenso da corrente alternada, ajustando-a aos valores requeridos. c. Retificadores - So dispositivos eletrnicos que convertem a corrente alternada em corrente contnua pulsante, para posterior filtragem e emprego nos equipamentos de corrente contnua. Os componentes eletrnicos que retificam a corrente so chamados de diodos semicondutores e os que fazem a filtragem so chamados de indutores. d. Inversores - So circuitos eletrnicos que convertem a corrente contnua de baixa tenso em corrente alternada, que possa ser retificada, para fornecer o potencial de energia contnua requerida pelo equipamento. Assim, dos inversores pode-se obter corrente contnua ou alternada. e. Conversores rotativos - So aparelhos sncronos que transformam corrente alternada de tenso e freqncia determinadas, em corrente, tambm alternada, de tenso e freqncia diferentes das primeiras. Podem, tambm, ser utilizados para transformar corrente alternada em contnua e vice-versa. So constitudos por um motor eltrico de CA ou CC e um gerador eltrico da CA ou CC. 3-4. BATERIA DE PILHAS SECAS So baterias primrias, ou seja, no admitem recarga. Estas baterias so especialmente desenhadas para serem empregadas quando o potencial de energia necessria pequeno, ao mesmo tempo em que requerida uma facilidade de transporte. Elas so, normalmente, utilizadas para fornecer energia aos telefones de campanha, aos conjuntos-rdio, circuitos de alarme, sinais luminosos de emergncia e equipamentos portteis para testes. As baterias de pilhas secas so fabricadas em diversas formas e tamanhos e com vrias capacidades de tenses e correntes, que as tornam aptas para muitas aplicaes. 3-5. BATERIAS DE NQUEL CDMIO (NICd) So baterias secundrias que admitem recarga, ou seja, so reversveis. Necessitam de cuidados e ateno especiais. Recomenda-se no incinerar ou mutilar uma bateria recarregvel em face da possibilidade do desprendimento de substncias txicas ou de exploso. Deve-se evitar o curto-circuito ou a descarga total da bateria, pois se a carga chegar a 1,1 volts ou menos revertese a polaridade da bateria e a mesma no aceitar recarga, podendo haver centelhamento da mesma. Quando carregada, apresentar uma tenso de 1,4 volts. No deve ser utilizada por um perodo superior a doze horas sem recarga. 3-2

C 24-18 3-6. ACUMULADORES

3-6/3-9

Os acumuladores constituem uma fonte compacta de corrente contnua, capazes de operar estaes ou centrais telefnicas portteis (tticas), bem como diversos tipos de rdio-transmissores e receptores. Eles so tambm utilizados para acionar os motores de partida das viaturas, podendo, alm disso, fornecer a energia primria necessria para iniciar o funcionamento dos motores a gasolina ou leo diesel, necessrios para acionar grupos eletrogneos de at 50 KVA. 3-7. ALTERNADORES So geradores de corrente alternada trifsica. Possuem na sua estrutura uma unidade retificadora e uma unidade reguladora, com a finalidade de suprir em corrente contnua de 12 ou 24 volts o circuito de carga da bateria das viaturas e para a alimentar o conjunto-rdio veicular. 3-8. GRUPOS ELETROGNEOS So fontes de energia eltrica, constitudas de um motor exploso e um gerador eltrico. Os grupos eletrogneos de CC tm uma capacidade de produo de energia entre 0,4 e 15,0 KVA, enquanto a capacidade dos grupos eletrogneos de CA o 0,3 a 1.000 KVA. Alm destes, existem outros especialmente desenhados que fornecem ambas as correntes, contnua e alternada. 3-9. GERADORES SOLARES As clulas solares so transdutores que convertem a energia solar em energia eltrica. A associao dessas clulas constitui a bateria solar. O gerador consiste de uma bateria secundria (reversvel), cida ou alcalina, e de um regulador de carga. A energia dos geradores solares empregada em telemetria, radiofonia, rdio-sinalizao, satlites e outras finalidades.

3-3

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CAPTULO 4PROPAGAO DAS ONDAS DE RDIO 4-1. INTRODUO a. A comunicao distncia efetuada pelo meio rdio, ou seja, atravs da propagao das ondas de rdio (ou eletromagnticas), denominada de enlace rdio. J que a propagao das ondas de rdio fortemente influenciada pelo ambiente entre e ao redor dos elementos do enlace, o operador deve possuir noes sobre tal influncia, a fim de conseguir estabelecer o enlace com a qualidade e a confiabilidade requerida pela misso. Alm desta influncia, a operao em um ambiente congestionado eletromagneticamente, sujeito interferncia proposital ou acidental, impe um adequado conhecimento das condies de emprego do meio. b. Este captulo apresenta inicialmente alguns conceitos bsicos sobre a propagao das ondas de rdio, os fenmenos tpicos encontrados em enlaces em meio naturais (o ambiente encontrado nas comunicaes de campanha), bem como os mecanismos bsicos de enlace. Em seguida, apresentado o comportamento da propagao das ondas de rdio em funo da freqncia. O captulo encerra-se com a descrio de caractersticas de propagao em ambientes especficos. 4-2. CONCEITO BSICOS a. O alcance mdio de utilizao nas faixas de UHF/VHF ( grupos 1, 2, 3, 7 e 8 ) funo da potncia, da freqncia, do relevo e vegetao e das obstrues naturais e artificiais. Na faixa de HF ( grupos 4, 5, 6 e 9 ) o alcance mdio de utilizao, alm dos fatores j citados anteriormente para as faixas de UHF/VHF, sofre a influncia da ionosfera. b. O estabelecimento de um enlace rdio funo dos seguintes parmetros: potncia efetivamente irradiada, sensibilidade dos receptores, relao sinal-rudo mnima de recepo e atenuao. 4-1

4-2

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c. A potncia efetivamente irradiada obtida multiplicando-se a potncia aplicada antena pelo transmissor pelo ganho da antena na direo desejada. d. A sensibilidade do receptor refere-se menor amplitude do sinal recebido que fornece um sinal aceitvel de sada. A relao sinal-rudo de recepo funo do sinal recebido desejado e dos sinais recebidos indesejveis (interferncia, proposital ou no). Mais importante do que o nvel do sinal recebido, a relao sinal-rudo de recepo (S/N). e. Conforme a onda de rdio afasta-se da antena transmissora, o sinal recebido reduz-se. Esta reduo caracterizada por uma atenuao em relao ao valor original. A atenuao nos enlaces rdio funo dos seguintes fatores: distncia entre as antenas, freqncias de operao, tipo de solo, obstculos e vegetao no percurso e a atmosfera. f. Um valor de referncia de atenuao o denominado Atenuao no Espao Livre, funo apenas da distncia do enlace e da freqncia de operao. A propagao em espao livre caracteriza-se pela propagao da onda eletromagntica em linha reta, sem perturbaes de qualquer natureza. g. A atenuao total em um enlace soma do valor no espao livre com os demais valores de atenuao. h. Durante a ocorrncia de uma comunicao via rdio existe uma flutuao do sinal recebido. Esta flutuao devida s variaes aleatrias da atmosfera e a variao da posio das estaes. Para aumentar-se a confiabilidade de um enlace necessrio estabelecer-se uma margem de segurana, aumentando-se a potncia de sada ou empregando-se antenas diretivas. O aumento de potncia deve ser limitado de modo a no provocar interferncia em enlaces distantes. O uso de antenas diretivas em ambientes tticos-mveis limitado devido constante mudana da posio das estaes. i. As tabelas abaixo fornecem um alcance estimativo de propagao, em funo da potncia aplicada em determinada rea, considerando-se as faixas de UHF, VHF e HF. VHF / UHFREA URBANA PONTNCIA Vegetao fechada, relevo acidentado e elevado nmero de edificaes reduzem o alcance rdio de utilizao. RURAL FLORESTA OBSERVAO

1a5W

1 a 3 km

1 a 10 km

100 m a 1 km

50 W

5 a 10 km

No especificado

100 m a 3 km

Tab 4-1. Alcance estimativo de propagao em VHF e UHF 4-2

C 24-18 HF ( ANTENA VERTICAL )REA URBANA PONTNCIA 1a5W 50 W 400 W 1 a 3 km 1 a 5 km 1 a 10 km 5 a 20 km RURAL OBSERVAO

4-2/4-3

cerca de uma centena de km

Propagao em onda terrestre. Ocorre ainda propagao via ionosfera com alcance de cerca de 4000 km

Tab 4-1A. Alcance estimativo de propagao em HF (Antena vertical) j. A faixa de SHF empregada normalmente em enlaces em visibilidade entre as elevaes, sobre a superfcie da Terra (enlace terrestre) ou entre a Terra e o satlite. 4-3. FENMENOS DE PROPAGAO DE ONDAS DE RDIO EM AMBIENTES NATURAIS a. A atenuao da intensidade do sinal, alm do valor previsto em espao livre, e a alterao da trajetria em linha reta, observada nos enlaces rdio em ambientes naturais, so decorrentes dos seguintes fenmenos: reflexo, refrao, difrao, espalhamento e absoro. b. Reflexo (1) Assim como a luz, as ondas de rdio podem ser refletidas ao incidirem superfcies condutoras tais como placas metlicas (perfuradas ou inteiras), estruturas metlicas ou at mesmo no solo ou em gua salgada (Fig 4-1). (2) O efeito da reflexo a alterao da trajetria retilnea da onda, alm da introduo de uma atenuao adicional. A reflexo pode ser usada como forma de contornar-se um obstculo, empregando-se refletores para conduzir a onda para a direo desejada. Nos enlaces analgicos de voz os efeitos da reflexo so pouco perceptveis. No entanto, para sinais de vdeo, o surgimento de imagens secundrias (fantasmas) pode ser perturbador. Para sinais digitais, o efeito da reflexo pode ser fortemente perturbador, aumentando com a velocidade da transmisso dos dados. Isto pode ser observado em enlaces digitais em reas urbanas, onde as edificaes agem como refletores. A reflexo mais perceptvel com o emprego de antenas diretivas e freqncias acima de 50 MHz. c. Refrao (1) Este fenmeno devido variao do ndice de refrao da atmosfera terrestre em funo da altura. (2) O efeito da refrao o encurvamento das ondas de rdio, aproximando-as ou afastando-as da superfcie da Terra. O grau de encurvamento e a direo so funo da taxa de variao do ndice de refrao da Terra com a altura. A refrao por si no introduz atenuao; no entanto, desfocalizao por ela provocada pode acarretar em uma parcela de perda do sinal desejado e a conseqente atenuao. 4-3

4-3

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Fig 4-1. Reflexo das ondas eletromagnticas (3) Assim, na prtica, as ondas de rdio em enlaces terrestres seguem trajetrias curvas. A refrao pode ser empregada para estabelecer-se enlaces em visada rdio, que no apresentam linha de visada. No entanto, o efeito do afastamento da onda pode interromper enlaces rdio que apresentam linha de visada ( Fig 4-2 ). O fenmeno da refrao mais perceptvel com antenas diretivas em freqncias acima de cerca de 200 Mhz d. Difrao (1) O fenmeno da difrao pode ser observado na sombra de um objeto iluminado pelo sol. Observa-se que as bordas no so ntidas. Analogamente, quando uma onda de rdio incide em um obstculo (elevao ou edificao), surge um efeito de iluminao atrs do obstculo. A intensidade do sinal atrs do obstculo funo de sua forma e do grau de obstruo da primeira zona de Fresnel. A primeira zona de Fresnel uma regio onde se considera estar concentrada a energia da onda de rdio, sendo funo da freqncia de trabalho, da distncia entre as antenas e da antena transmissora at o obstculo. Em geral, em enlaces obstrudos, quanto mais prximo ao topo do obstculo, maior o sinal recebido ( Fig 4-3 ). (2) O fenmeno da difrao mais perceptvel em freqncias acima de cerca de 100 MHz. O projeto de enlaces acima de 100 MHz consiste na elaborao de um modelo de trajetria curvilnea para o feixe rdio (refrao) e a avaliao da atenuao por difrao devido ao obstculo considerado.

4-4

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Fig 4-2. Refrao das ondas eletromagnticas

Fig 4-3. Difrao das ondas eletromagnticas 4-5

4-3

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e. Espalhamento (1) O fenmeno de espalhamento pode ser observado quando um feixe de luz incide em uma regio com neblina. O efeito de um espalhamento da luz em diversas direes, alm daquela originalmente tomada pelo feixe principal. (2) O efeito possui analogia com as ondas de rdio. Um feixe de rdio ao incidir em uma determinada regio da atmosfera denominada troposfera sofre um fenmeno de espalhamento. Os enlaces realizados por meio do espalhamento das ondas eletromagnticas denominan-se de espalhamento troposfrico ou tropodifuso. Como a energia que se propaga em uma determinada direo menor do que a incidente, os enlaces troposfricos requerem antenas com reas elevadas, de dezenas a centenas de metros quadrados, a fim de se aumentar a parcela da energia captada ( Fig 4-4 ). (3) A tropodifuso ocorre a algumas centenas de metros acima da superfcie do solo, sendo utilizada nas freqncias entre 300 MHz e 1 GHz. Os alcances variam entre algumas dezenas de km a algumas centenas de km, sem o emprego de repetidores, o que uma vantagem caso o territrio intermedirio possa sofrer ao inimiga. Este tipo de enlace apropriado para regies com extensas reas de florestas, reas montanhosas, extenses de gua, ou de difcil acesso ou travessia.

Fig 4-4. Espalhamento das ondas eletromagnticas f. Absoro (1) Assim como um pedao de plstico escuro pode reduzir a intensidade de um feixe luminoso, o suficiente para que possamos olhar na direo do sol, tambm certos materiais podem apresentar uma caracterstica de absoro da energia eletromagntica, aumentando assim o valor da atenuao no enlace. O grau de absoro, e da conseqente atenuao, funo dos 4-6

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4-3/4-4

seguintes fatores: freqncia de operao, condutividade, permeabilidade magntica e constante dieltrica do material. (2) Normalmente, quando uma onda eletromagntica incide sobre uma superfcie (solo, gua, edificaes), parte da energia refletida e parte tende a propagar-se para dentro do material, sendo absorvida neste trajeto (Fig 4-5).

Fig 4-5. Absoro das ondas eletromagnticas 4-4. MECANISMOS DE PROPAGAO a. Os mecanismos, ou modos de propagao, so modelos que buscam fornecer uma visualizao de um enlace, facilitando o correto emprego do meio rdio, o gerenciamento de freqncias e o clculo de interferncias. Seu conhecimento pode conduzir a um aumento na qualidade e confiabilidade de tais enlaces. No entanto, nas comunicaes de campanha no possvel obterse um enlace com 100% de confiabilidade para uma determinada qualidade. Os valores de potncia necessria seriam irrealizveis na prtica. b. Ainda que apresentados separadamente, em um mesmo enlace mais de um mecanismo de propagao pode ocorrer, nem sempre reforando o sinal na recepo. c. Os mecanismos de propagao bsicos em meios naturais so: onda terrestre e onda espacial.

4-7

4-4

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(1) Onda terrestre (a) O mecanismo de propagao por onda terrestre caracterstico dos enlaces tticos, para distncias de algumas dezenas de quilmetros e para ligao terra-avio. A influncia do solo devida ao relevo, s obstrues e as caractersticas de reflexo. (b) O mecanismo de propagao por onda terrestre pode ser dividido em quatro componentes: de superfcie, direta, refletida e troposfrica. 1) Onda de Superfcie a) A componente propagao por onda de superfcie caracterstico dos enlaces tticos operando na faixa de 500 kHz a cerca de 50 MHz (MF, HF e parte da faixa de VHF), para distncias de at algumas dezenas de quilmetros. A reduzida influncia dos fenmenos atmosfricos nesta faixa de freqncia e a maior influncia do solo fazem que este modo de propagao seja estvel quanto a flutuaes do sinal (Fig 6-6).

Fig 4-6. Propagao por onda de superfcie b) Neste modo de propagao o solo age como um condutor, ou guia, para as ondas de rdio, as quais se propagam acompanhando o relevo. As ondulaes do solo tendem a ter menos influncia do que as caractersticas do solo. c) Os parmetros que afetam a propagao das ondas de rdio por onda terrestre so: - freqncia de operao; - polarizao da onda; - caractersticas do solo (condutividade, permissividade e permeabilidade); - potncia de transmisso. d) Para um mesmo tipo de solo, quanto menor a freqncia menor a atenuao e, conseqentemente, maior a rea de cobertura possvel. Para uma mesma freqncia, quanto maior a condutividade do solo, maior o alcance possvel. A condutividade do solo est associada quantidade de gua presente e salinidade. Regies desrticas tendem a apresentar baixos valores de condutividade do solo. No mar, devido ao seu elevado valor de condutividade, possvel estabelecer-se enlaces de at algumas centenas de quilmetros empregando-se potncias da ordem de dezenas de watts, na faixa de LF e HF. e) A antena deve ser mantida, preferencialmente, na posio vertical (polarizao vertical). 4-8

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4-4

2) Onda Direta - A onda direta modelada por uma linha ligando as antenas transmissoras e receptoras, sofrendo a influncia da refrao e da obstruo por elevaes. Normalmente, o alcance pode ser estendido elevando-se a altura das antenas e aumentando-se a potncia de transmisso (Fig 4-7).

Fig 4-7. Propagao por onda terrestre 3) Onda refletida na terra a) A onda refletida modelada por um percurso constitudo por dois segmentos de reta. Um segmento dirige-se da antena transmissora at a um certo ponto, denominado ponto de reflexo, e da um outro segmento at antena receptora. Ambos os segmentos sofrem a influncia da refrao e das obstrues. A quantidade de energia refletida funo das caractersticas do solo no ponto de reflexo. b) A intensidade do sinal incidente na antena receptora, resultante da soma da onda direta e da onda refletida, pode oscilar, levando em certas situaes a interrupo do enlace. Este efeito mais perceptvel com o emprego de antenas diretivas, em freqncias superiores a 500 MHz. Nestes casos, a elevao da antena pode provocar uma elevao ou uma reduo no sinal recebido. 4) Onda Troposfrica a) A propagao por espalhamento troposfrico, ou tropodifuso, depende da presena de poeira, partculas, gotas dgua em suspenso (nuvens), e irregularidades no ndice de refrao, dentro de um volume comum aos cones das antenas transmissora e receptora. A base deste volume situa-se tipicamente a 600 metros, para enlaces de 100 Km e a 9000 metros para distncias de 500 Km. As perdas do enlace aumentam em 10 dB para cada grau de elevao para cada uma das antenas em relao ao horizonte. Por isso fundamental conseguir-se a desobstruo do ngulo de partida. Os alcances variam de algumas dezenas a algumas centenas de km, sem o emprego de repetidores, o que uma vantagem caso o territrio intermedirio possa sofrer ao inimiga ( Fig 4-8 ). b) A tabela seguinte fornece valores tpicos de atenuao, em dB, por espalhamento troposfrico, em condies atmosfricas mdias.

4-9

4-4Freqncia (MHz) 70 150 430 1300 5600 Distncia (km) 50 47 50 55 59 64 150 53 55 60 65 71 300 61 64 69 74 81

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500 75 78 82 87 94

Tabela 4-2 - Valores de atenuao por tropodifuso, em dB.

Fig 4-8. Propagao por onda troposfrica c) A atenuao total do enlace obtida acrescendo-se ao valor da tabela o valor da atenuao por espao livre e as atenuaes devidas obstrues, perdas por acoplamento das antenas e variaes climticas. d) No existe definio se esse fenmeno da tropodifuso deva ser considerado um componente das ondas terrestre ou da onda ionosfrica. (2) Onda Espacial - caracterstica dos enlaces em HF por ondas ionosfrica e da ligao terra satlite. Os enlaces na ionosfera so devidos aos fenmenos de refraes susessivos (simples reflexos), sendo por isso, fortemente influenciados pelas caractersticas da atmosfera (Fig 4-9 e 4-10A).

4-10

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4-4

Fig 4-9. Propagao por onda espacial (3) Propagao por Onda Ionosfrica (a) O mecanismo de propagao por onda ionosfrica caracterstico dos enlaces ionosfricos. Ocorre em freqncias de 500 KHz at cerca de 50 MHz. (b) Neste modo de propagao a ionosfera, uma regio da atmosfera localizada entre 50 a 400 km acima da superfcie da terra, exerce um efeito de curvatura na frente da onda de rdio, podendo produzir o retorno de um raio originado na superfcie para um outro ponto situado entre dezenas de km at cerca de 4000 km. (c) O comportamento da ionosfera basicamente controlado pela atividade solar. Assim, as condies de propagao via onda ionosfrica dependem da hora do dia e poca do ano, podendo apresentar variaes profundas em curto espao de tempo. (d) Os parmetros que afetam a propagao das ondas de rdio por onda ionosfrica so: 1) freqncia de operao; 2) ngulo de elevao da antena; 3) potncia de transmisso; 4) atividade solar. (e) Dados dois pontos afastados entre si, a mxima freqncia que retorna terra estabelecendo o enlace denominada MUF (Mxima Freqncia de Utilizao). As freqncias acima da MUF ou atravessam a ionosfera ou retornam terra em uma regio mais distante do que a desejada. O valor da MUF pode ser obtido, experimentalmente, por meio de equipamentos especficos ou usando-se cartas de previso, expedidas pela DACM ( Diretoria de Armamento e Comunicaes da Marinha ). (f) Freqncias abaixo da MUF sofrem uma atenuao to maior quanto menor a freqncia. 4-11

4-4

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(g) A menor freqncia que permite o estabelecimento de um enlace, para um dado valor de potncia irradiada, denomina-se LUF ( Menor Freqncia de Trabalho ). (h) O estabelecimento de um enlace empregando-se a MUF reduz a confiabilidade, j que variaes na ionosfera podero mudar o valor instantneo da freqncia mxima para retorno no ponto desejado, fazendo com que a comunicao seja interrompida. (i) Da mesma forma reduz-se a confiabilidade do enlace com o emprego da LUF, j que um aumento da atenuao tambm pode interromper a ligao. Como freqncia de operao recomenda-se um valor cerca de 80% da MUF, conhecida como FOT ( Freqncia tima de Trabalho ) (Fig 4-10A).

Fig 4-10A. A propagao por onda ionosfrica 4-12

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4-4

(j) A potncia do transmissor influencia o enlace de forma dupla. Se insuficiente, a absoro na ionosfera interrompe o enlace, ou ento o sinal recebido inferior ao rudo local. Esta a razo para a judiciosa escolha do ponto de recepo, afastado de linhas de alta tenso, motores eltricos, letreiros de non ou outras fontes de rudo rdio-eltrico. Se a potncia excessiva, o sinal pode ser recebido em pontos afastados de at vrios milhares de quilmetros, possibilitando a escuta. (l) Um fenmeno que surge na faixa de LF e HF a zona de silncio, uma regio limitada pelo alcance final da onda de superfcie e o inicial da onda ionosfrica. (m) Um transmissor na cidade do Rio de Janeiro pode estabelecer comunicao com a cidade de Recife-PE e no ser detectado na cidade de Resende-RJ, graas zona de silncio (Fig 4-10B).

Fig 4-10B. Propagao por onda ionosfrica 4-13

4-5 4-5. EFEITO DA FREQNCIA ( Fig 4-11 )Faixa de freqncia Modo de Propagao

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Efeito do solo Age como um guia. O relevo tem pouca influncia

Caractersticas

300 KHz a 3 MHz

Onda de superfcie e terrestre

Requer antenas de elevadas dimenses.

3 MHz a 30 MHz

O relevo passa a influenciar

Onda de superfcie, terrestre e ionosfrica

O rudo local pode interromper o enlace. Durante noite, os enlaces ionosfricos podem alcanar milhares de km. Durante o dia existe uma absoro maior da onde ionosfrica. Estabelecer, preferencialmente, enlaces com visada. O alcance pode chegar vrias dezenas de km com potncias de cerca de 10 W. De 54 MHz a 88 MHz tem-se a faixa de TV, e a partir de 88 MHz a 108 MHz tem-se a faixa de FM comercial. Potncia de at 100 W, alcanando, em condies provveis, algumas dezenas de Km. Enlaces de micro-ondas. Celular. Antenas de pequenas dimenses, com refletores da ordem de 1 a 3 m de dimetro. Requer visibilidade. Fortemente influenciado pela atenuao devido chuva.

30 MHz a 300 MHz

As obstrues podem provocar elevados valores de atenuao. A vegetao provoca atenuao.

Onda terrestre e de superfcie

300 MHz a 3 GHz

As obstrues pro- vocam atenuao.

Onda terrestre

3 GHz a 30 GHz

Os obstculos reduzem rapidamente o nvel do sinal. A reflexo pode prejudicar o enlace.

Onda terrestre (em visada)

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Fig 4-11. Efeito da Freqncia 4-15

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Fig 4-11. Efeito da Freqncia (Continuao) 4-16

C 24-18 4-6. PROPAGAO EM AMBIENTES NATURAIS

4-6

a. reas rurais (1) Em reas rurais o principal fator de perturbao na propagao das ondas eletromagnticas o relevo. reas planas tendem valores reduzidos de atenuao, o que pode provocar o sobre-alcance, ou seja, o alcance acima dos valores mdios. Isto pode facilitar a rdio-determinao e a interferncia inimigas. (2) Locais com baixa atividade industrial e baixo trfego de veculos tendem a apresentar baixos valores de rudo local. O baixo valor de rudo local facilita o estabelecimento de enlaces em HF. A faixa de VHF e UHF so basicamente influenciadas pelo relevo e obstrues (silos, armazns). A existncia de vegetao de maior porte pode introduzir atenuao adicional, particularmente nas faixas de VHF e acima. (3) A proximidade de linhas de alta tenso deve ser evitada, particularmente na operao em faixas de HF, por razes de segurana (antenas) e rudo. (4) No tocante ao equipamento os seguintes cuidados devem ser tomados: (a) mantenha tanto quanto possvel o equipamento livre de poeira, particularmente chaves, botes e conectores; (b) evite operar o equipamento prximo a cercas de arame farpado durante tempestades devido ao perigo de queda de raios; (c) quando empregar repetidores, controle remoto ou antenas afastadas do equipamento observe para que os cabos no sejam danificados por veculos ou animais. b. reas urbanas (1) As comunicaes tticas em rea urbana so limitadas pelos seguintes fatores: (a) edificaes, provocando obstrues; (b) congestionamento do espectro eletromagntico, reduzindo o nmero de canais disponveis; (c) trfego de veculos, provocando interferncia nas faixas de MF e at UHF. (2) Devido s mltiplas reflexes das ondas de rdio, particularmente nas faixas de VHF a SHF, a rdio-determinao prejudicada neste ambiente. No entanto, a interferncia pode no ser efetiva, desde que se instale a antena transmissora em locais adequados, como por exemplo no alto dos edifcios ou at mesmo em torres de telecomunicaes civis j existentes. (3) A existncia de canais de televiso comercial limita o nmero de canais na faixa de VHF e UHF e as estaes de radiodifuso em ondas mdias limitam o emprego na faixa de HF. Os transmissores de radiodifuso (sons e imagens) so de elevada potncia (faixa kilowatts a mega-watts), provocando severa degradao na qualidade dos enlaces tticos. Uma alternativa a utilizao dos canais no empregados na regio, permitindo uma faixa disponvel de 6,0 MHz por canal de televiso. A existncia de servios civis fixos e mveis outro fator de limitao na escolha de freqncias. 4-17

4-6

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(4) Em tempo de paz, e eventualmente em situaes reais, as operaes em cidades requerem uma coordenao com a autoridade civil de designao de freqncias, a fim de serem encontradas as faixas disponveis para o emprego. (5) A faixa de HF influenciada pelo rudo local e pelas obstrues devido s edificaes. As faixas de VHF e acima sofrem mais fortemente o efeito da obstruo. As avenidas podem atuar como guias de onda, particularmente em UHF e acima. Quando no interior de edificaes, deve-se procurar preferencialmente os locais mais prximos s aberturas (portas e janelas) para comunicaes externas edificao. No caso de comunicaes internas, as faixas de HF e VHF so preferenciais. Neste caso, estruturas metlicas podem agir como guias, facilitando as comunicaes. (6) No interior de instalaes subterrneas (tneis e metr, por exemplo), os nveis de interferncia e as condies de propagao so restritivas aos enlaces tticos. As faixas de VHF e, particularmente UHF, devido ao menor comprimento de onda, permitem maior penetrao do sinal de rdio em tneis para o estabelecimento do enlace. (7) Particularmente na faixa de HF, deve-se evitar operar o equipamento prximo a letreiros de non, ou outros dispositivos de alta tenso e alta freqncia, devido aos elevados nveis de interferncia produzidos. (8) No tocante ao equipamento, os seguintes cuidados devem ser tomados: (a) evite aproximar a antena dos cabos de energia, por razes de segurana e interferncia; (b) evite a operao prximo a motores (elevador por exemplo), para evitar a interferncia; (c) evite operar o equipamento prximo a transmissores de alta potncia, a fim de evitar danos aos circuitos de entrada dos receptores. (d) evite operar com a antena sob rvores frondosas. Procure regies abertas e sem obstrues. c. reas montanhosas (1) Em reas montanhosas especial ateno deve ser dada quanto obstruo dos enlaces. Regies de depresso profunda nem sempre so iluminadas pelo sinal de um transmissor instalado em um ponto dominante. A instalao de transmissores em locais elevados pode ocasionar problemas de coordenao de freqncias devido ao sobre-alcance e possibilidade de interferncia e localizao. O emprego de repetidores e antenas diretivas deve ser considerado. Para distncias da ordem de dezenas a centenas de quilmetros deve-se considerar o emprego da tropodifuso. (2) reas montanhosas, normalmente, apresentam baixos nveis de rudo rdio, de forma que as faixas de HF, VHF e UHF podem ser empregadas, segundo suas caractersticas. A faixa de HF, nos perodos noturnos, costuma encontrar-se congestionada, devido s condies favorveis de recepo longa distncia. (3) A dificuldade de acesso enseja um cuidadoso planejamento de fontes de energia. Em reas com valores adequados de insolao deve ser 4-18

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considerado o emprego de painis solares, como fonte de alimentao para as baterias primrias. (4) Devido s cargas estticas os transceptores devem ser aterrados, a fim de evitar-se danos aos estgios de entrada. A possibilidade de raios leva a tomada de cuidados com o aterramento. (5) Devido aos obstculos naturais e ao solo montanhoso ser um pobre condutor eltrico, normalmente, as transmisses rdio so estabelecidas em linhas de visada. (6) No tocante ao equipamento os seguintes cuidados devem ser tomados: (a) evitar pancadas durante o transporte ou uso; (b) evitar danos s antenas durante o transporte e uso; e (c) providenciar um bom terra. d. reas de floresta (1) Em reas de floresta o principal fator de perturbao no estabelecimento dos enlaces tticos em VHF e acima a atenuao pela vegetao.Particularmente na regio amaznica, o rudo em HF pode atingir valores que degradam o sinal recebido.Para enlaces no interior da regio de selva ou ribeirinha, a faixa de freqncia adequada estende-se de 8 MHz at cerca de 15 MHz.O mecanismo de propagao denominado de onda lateral.Neste modelo, a onda atinge a copa das rvores e acompanha a vegetao mais alta, como um guia, possibilitando alcances da ordem de 10 (dez) quilmentros para potnciais na faixa de dezenas de watts. A antena deve ser do tipo vertical. (2) Uma alternativa para o emprego de freqncias mais elevadas instalar-se a antena acima da copa das rvores. Este tipo de enlace requer que o outro ponto tambm empregue a mesma forma de instalao, ou ento para a ligao terra-helicptero ou terra-avio. (3) Para cobertura de maiores distncias, o mecanismo de propagao o da onda ionosfrica. Pode no ser desejvel esse alcance, quando se tratar de operaes de pequenos escales e em reas bem definidas. (4) No tocante ao equipamento, os seguintes cuidados devem ser tomados:TROPOSFERA ONDA LATERAL

ONDA LATERAL

Ha 30 metros

FLORESTA RECEPTOR

AMAZNICA TRANSMISSOR

Fig 4-12. Propagao da onda lateral 4-19

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(a) proteja o equipamento, particularmente as borrachas, do ataque de fungos e da umidade, antendo-o to seco quanto possvel; e (b) observe para que em deslocamento a antena no seja danificada pela vegetao de mdia altura; (c) proteja o equipamento de quedas em barrancos; (d) verifique a instalao do equipamento com o operador, para em caso de queda em cursos dgua mais profundos no haja risco de vida para o operador e, simultaneamente, seja possvel recuperar o equipamento. Geralmente os equipamentos tticos so construdos para resistirem a at um metro de profundidade. Profundidades maiores podem provocar penetrao de gua, com danos ao equipamento; (e) em algumas regies de floresta os insetos podem danificar partes de borracha do equipamento; (f) para enlaces distncia procure uma clareira para o estabelecimento do enlace. Mesmo em HF a atenuao da floresta pode impedir o estabelecimento do enlace. (g) a vegetao de floresta absorve mais ondas polarizadas verticalmente que as de polarizao horizontal. e. reas alagadas (1) As reas alagadas influem na propagao das ondas de rdio devido s condies peculiares de solo e da variao do ndice de refrao. Em HF, em reas prximas ao mar, devido ao mecanismo de propagao por onda de superfcie poder ocorrer fenmeno de sobre-alcance. (2) No tocante ao equipamento, devem ser tomados os mesmos cuidados mencionados para regies de floresta e rea rural. Em regies de ambiente salino (mar) a proteo contra a corroso dever ser uma preocupao do operador. Siga as instrues de manuteno. f. reas semi-desrticas (1) As reas semi-desrticas apresentam solos com baixo valor de condutividade (quando seco). Isto limita o alcance da faixa de HF por mecanismo de onda de superfcie. Os enlaces de VHF e UHF podem ser empregados segundo suas caractersticas. A dificuldade de estabelecer-se uma malha de terra adequada pode reduzir a confiabilidade do equipamento, devido ao risco de dano por descargas eltricas. (2) No tocante ao equipamento, os seguintes cuidados devem ser tomados: (a) proteja o equipamento da abraso por poeira, especialmente em reas sujeitas a ventos; (b) sempre que possvel opere com o equipamento rdio protegido contra a exposio direta ao sol. g. Satlite (1) As comunicaes tticas via satlite so caracterizadas por estaes terrenas, interligadas via satlite. (2) O satlite um repetidor, localizado no espao, que permite o trfego de comunicaes bidirecionais, de voz, imagem e dados de sinalizao 4-20

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e controle, na forma digital. As estaes terrenas tticas caracterizam-se pela elevada mobilidade, so instaladas em viaturas ou transportadas pelo homem. (3) A ligao do tipo ponto-a-ponto ou ponto-rea, tambm denominada difuso. A figura 4-13 representa a ligao entre a estao ttica, ou terminal "A", e a estao fixa "B". (4) A estao B pode estar conectada ao sistema telefnico. Assim, um usurio em local isolado pode interligar-se ao sistema telefnico, civil ou militar. (5) Alm dos servios de telecomunicaes, possvel obter-se, via sistema de satlite, informaes sobre localizao no terreno e auxlio navegao. So os denominados sistemas de posicionamento. (6) Quanto localizao no espao existem dois sistemas bsicos: geo-estacionrio e rbita baixa. (7) Os satlites geo-estacionrios esto localizados a cerca de 36000 Km acima da superfcie terrestre, sobre o equador, aparecendo imveis quando observados do solo.

Fig 4-13. Ligao entre a estao ttica A e a estao fixa B (8) As posies dos satlites so constantes e conhecidas em elevao, ngulo acima da superfcie, e azimute. Para o estabelecimento deste tipo de enlace necessrio conhecer-se os ngulos. Cada ponto da superfcie requer ngulos diferentes, obtidos a partir de bacos, tabelas ou equaes. (9) Devido foras gravitacionais e limitaes de combustvel, a vida til dos satlites geo-estacionrios da ordem de 8 (oito) anos. (10) Os satlites de rbita baixa localizam-se abaixo dos 36000 Km e deslocam-se ao redor da Terra. Caso observados da superfcie terrestre, estes satlites aparecem no horizonte em um determinado ponto, descrevem uma 4-21

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trajetria no cu, desaparecendo em seguida. A fim de manter-se o servio de comunicaes sem interrupo, alm de garantir a cobertura do planeta, os sistemas de satlites de rbita baixa baseiam-se em uma constelao de satlites, cujo nmero pode variar de menos de meia dzia a mais de duas dezenas de satlites, interligados entre si. Neste caso, no necessrio apontar-se a antena e sim esperar-se uma constelao adequada, ou seja, que a antena do terminal terrestre tenha uma boa condio de visibilidade para um ou mais satlites. (11) Os sistemas de comunicaes bidirecionais empregam satlites geo-estacionrios e de baixa rbita. Os sistemas de posicionamento e auxlio navegao empregam satlites de baixa rbita, j que no requerem apontamento. (12) Devido faixa de freqncia utilizada, acima de 4 GHz, os enlaces via satlite devem ser desobstrudos. Telhados, edificaes, rvores e a forte incidncia de chuvas podem restringir ou interromper o enlace. (13) Em reas urbanas, a antena deve ser instalada em local desobstrudo e afastada de fontes de interferncia rdio-eltrica. Deve ser observado que a mesma faixa de freqncia na ligao com o satlite utilizado pelos enlaces terrestres de micro-ondas, o que pode provocar interferncias. As solues incluem o reposicionamento da antena ou a fonte de interferncia. (14) Em reas rurais ou de floresta requer-se a desobstruo das folhagens. (15) Os sistemas de rbita baixa costumam indicar a posio dos satlites naquele perodo nos receptores. A partir dessa informao deve-se procurar reas desobstrudas que favoream a constelao. ( Fig 4-14. )

Fig 4-14. Sistema de rbita baixa 4-22

C 24-18 4-7. CONCLUSO

4-7

O emprego adequado do meio rdio requer o conhecimento dos fenmenos que regulam a propagao das ondas eletromagnticas. Considerando-se a variao que tais meios apresentam em um cenrio caracterizado por rpidas mudanas, como os enlaces tticos, observa-se que: (1) Os elementos que podem ser alterados pelo operador em um enlace rdio so: a freqncia de operao, o modo de operao (AM, SSB, telegrafia), a potncia de sada, o tipo de antena e a posio do equipamento rdio; (2) O meio entre as estaes recebe pouca ou nenhuma influncia do homem, sendo de natureza estatstica; (3) O espectro eletromagntico apresenta-se congestionado na faixa das comunicaes tticas; (4) Mesmo o emprego de sistemas de cifragem de voz ou de reduo da probabilidade de interceptao (salva ou espalhamento do espectro) no impedem completamente a localizao ou a retirada de informao de uma comunicao via rdio; (5) O meio rdio vulnervel a deteco e escuta; (6) O correto emprego do meio rdio baseia-se tambm em uma adequada disciplina de explorao, adotando-se mensagens curtas (prestabelecidas), e a escolha judiciosa do local de instalao do posto rdio.

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CAPTULO 5 ANTENASARTIGO I INTRODUO 5-1. GENERALIDADES Nos sistemas de radiocomunicaes (Fig 5-1), a energia de radiofreqncia gerada por um radiotransmissor, que alimenta uma antena transmissora, atravs de uma linha de transmisso. A antena transmissora irradia essa energia no espao em velocidade prxima da luz. A antena receptora absorve uma parte dessa energia e a transmite para o aparelho receptor, atravs de outra linha de transmisso.

Fig 5-1. Sistema simples de radiocomunicaes 5-1

5-2/5-4 5-2. FUNO DAS ANTENAS

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A funo da antena transmissora transformar a energia que recebe do aparelho transmissor em um campo eletromagntico, que irradiado no espao. Assim sendo, a antena transmissora transforma um tipo de energia em outro, enquanto a antena receptora efetua esta converso de energia no sentido inverso. A funo da antena receptora , portanto, transformar o campo eletromagntico que passa por ela em outra forma de energia, que transmite para o aparelho receptor. Na transmisso, a antena opera como carga para o transmissor; na recepo, opera como fonte de sinais para o receptor. 5-3. RADIAO Os campos ou componentes, eltrico e magntico, irradiados pelas antenas formam o campo eletromagntico, que responsvel pela transmisso e recepo da energia eletromagntica atravs do espao livre. A onda de rdio, portanto, pode ser descrita como um campo eletromagntico mvel, que desenvolve velocidade da luz na direo do seu deslocamento e cujos componentes de intensidades eltrica e magntica esto dispostos em ngulos retos entre si (fig 5-2). O campo eltrico paralelo antena.

Fig 5-2. Componentes das ondas eletromagnticas 5-4. FORMA DE IRRADIAO DAS ANTENAS A energia dos sinais irradiados por uma antena cria um campo eletromagntico de forma bem definida, que depende do tipo de antena utilizado. Esta forma de irradiao utilizada para mostrar as caractersticas de alcance e direo da antena em causa. 5-2

C 24-18 5-5. POLARIZAO

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a. A polarizao de uma onda rdio determinada pela direo das linhas de fora que constituem o campo eltrico. Se essas linhas esto em ngulo reto com a superfcie terrestre, a onda est verticalmente polarizada; se so paralelas superfcie, a onda est polarizada horizontalmente. b. Para se obter o mximo na captao de energia de onda de rdio, utilizando-se uma antena unifilar, necessrio orientar a antena na mesma direo que o componente do campo eltrico; deve-se, portanto, utilizar antenas verticais, para a recepo das ondas polarizadas verticalmente, e antenas horizontais, para as ondas polarizadas horizontalmente. Em alguns casos, o campo eltrico gira durante sua trajetria atravs do espao. Quando isto acontece, criam-se componentes verticais e horizontais e a onda apresenta uma polarizao elptica. Na prtica, a forma do campo , normalmente, distorcida pelas obstrues existentes nas proximidades da antena e pelos acidentes do terreno. 5-6. EXIGNCIAS DA POLARIZAO a. Nas faixas de HF e VHF, onde amplamente utilizada a transmisso por onda terrestre nos equipamentos-rdio em campanha, necessrio empregar a polarizao vertical. As linhas do campo eltrico so perpendiculares ao solo e a onda de rdio pode se deslocar ao longo de distncias considerveis, acompanhando a superfcie do solo, com um mnimo de atenuao (perda). Como nas baixas freqncias a terra atua razoavelmente bem como condutor, as linhas horizontais de fora eltrica diminuem o seu comprimento. Desta forma, o alcance til limitado, quando se emprega a polarizao horizontal. b. Na faixa de HF, onde pode ser utilizada a transmisso por onda espacial, a polarizao empregada, vertical ou horizontal, no tem grande importncia. A onda espacial, aps ter sido refletida pela ionosfera, chega antena receptora polarizada elipticamente; por este motivo, tanto a antena transmissora como a receptora podem ser montadas vertical ou horizontalmente. Apesar disso, prefervel utilizar antenas horizontais, visto que elas podem ser construdas de forma a poder irradiar eficientemente sob grandes ngulos, alm de possuir certas propriedades direcionais que lhe so inerentes. c. Tanto na faixa de HF, quanto na de VHF, qualquer polarizao, vertical ou horizontal, produzir melhores resultados quando as antenas transmissora e receptora trabalharem com a mesma polarizao. Exemplo: uma antena transmissora dipolo dever trabalhar com uma receptora dipolo, se ambas estiverem na mesma posio em relao ao solo. 5-7. VANTAGENS DA POLARIZAO VERTICAL a. A comunicao onidirecional pode ser estabelecida mediante antenas verticais simples, de meia onda, o que vantajoso na comunicao com estaes mveis, tais como as instaladas em viaturas. 5-3

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b. Quando a altura da antena est limitada a 3 ( trs ) metros ou menos, como o caso das instalaes mveis, a polarizao vertical proporciona uma recepo mais forte do sinal irradiado em freqncia de at 50 MHz. De 50 a 100 MHz, a polarizao vertical ligeiramente melhor que a horizontal, utilizando-se antenas de igual altura. Acima de 100 MHz, a diferena pouco significativa. c. A irradiao polarizada verticalmente sofre menos as conseqncias da reflexo produzida pelos avies voando por cima da trajetria de transmisso; com a polarizao horizontal, estas reflexes causam variaes de potncia do sinal recebido. Este fator importante nas reas de alta densidade de trfego areo. d. Quando se utiliza a polarizao vertical produzem-se ou captam-se menos interferncias, porque tanto a transmisso como a recepo em VHF e UHF de todas as emissoras de rdio de FM ou TV so feitas como polarizao horizontal. Este fato importante quando as antenas devem ser instaladas em reas urbanas, onde h estaes emissoras de FM e TV. 5-8. VANTAGENS DA POLARIZAO HORIZONTAL a. Antena horizontal simples de meia onda irradia, preferencialmente, na direo perpendicular ao seu comprimento. Esta caracterstica a torna til quando se deseja minimizar a interferncia procedente de determinadas direes. b. As antenas horizontais captam menos as interferncias provocadas pelo homem, as quais so, geralmente, polarizadas verticalmente. c. Quando as antenas devem ser instaladas nas proximidades de reas densamente arborizadas, as ondas polarizadas horizontalmente sofrem perdas menores que as polarizadas verticalmente, sobretudo acima dos 100 MHz. d. Quando as antenas esto localizadas entre rvores ou edifcios, as mudanas pequenas de localizao no causam grandes variaes na intensidade de campo das ondas polarizadas horizontalmente; no entanto, quando utilizada a polarizao vertical, qualquer mudana pequena na localizao da antena pode exercer um efeito considervel na potncia do sinal recebido. e. Quando so utilizadas antenas simples de meia onda, as linhas de transmisso, geralmente verticais, so menos afetadas pelas antenas horizontais do que pelas verticais. Mantendo-se a antena em ngulo reto com a linha de transmisso e utilizando-se a polarizao horizontal, a linha mantida afastada do campo direto da antena. Como conseqncia, a forma de irradiao e as caractersticas eltricas de antena no so, praticamente, afetadas pela presena da linha vertical de transmisso.

5-4

C 24-18 5-9. ANTENAS RECEPTORAS

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a. Em ambientes tticos, devido s mltiplas reflexes em obstculos (elevaes, edificaes ) a polaridade da onda sofre alteraes. Assim, uma antena vertical, embora transmita e receba preferencialmente sinais com polaridade vertical, poder receber sinais oriundos de uma antena horizontal, cuja polarizao do campo foi alterada durante o processo. b. Em enlaces onde praticamente no h reflexo terra - satlite, a discriminao por polarizao efetiva. Assim, pode-se transmitir informao diferente (canais) usando a mesma freqncia. Uma com polarizao horizontal e a outra com polarizao vertical. A capacidade do equipamento em distinguir estes dois sinais denominado de discriminao da polarizao . 5-10. DIRECIONALIDADE O estabelecimento de uma comunicao via rdio requer que o sinal recebido exceda o sinal mnimo de deteo em pelo menos a relao sinal rudo mnima exigida pelo sistema. Em outras palavras, o receptor deve estar dentro do alcance do transmissor. A eficincia das comunicaes entre dois pontos pode ser aumentada pelo acrscimo de potncia no transmissor, ou mudando o tipo de emisso (por exemplo, de radiotelefonia para CW), ou passando para uma freqncia mais apropriada ou, ainda, utilizando-se uma antena de maior direcionalidade. Nas comunicaes ponto a ponto, normalmente mais econmico aumentar a direcionalidade do sistema da antena. As antenas transmissoras direcionais podem, tambm, ser utilizadas para diminuir a interceptao inimiga ou a interferncia de estaes amigas. ARTIGO II DESEMPENHO DAS ANTENAS 5-11. GENERALIDADES a. Dado que todas as antenas so instaladas em terra e no no espao, a proximidade do solo pode alterar completamente a forma de irradiao da antena, como tambm pode influenciar suas caractersticas eltricas. b. Geralmente, o solo exerce maior efeito naquelas antenas que devem ser instaladas muito prximas dele, em termos de comprimento de onda. Por exemplo, as antenas de mdia e alta freqncia, instaladas acima do solo e dele separadas por apenas uma frao do comprimento de onda, tero formas de irradiao bem diferentes daquelas localizadas no espao livre.

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5-12/5-13 5-12. ANTENA LIGADA TERRA

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a. A terra um condutor bastante bom para as baixas e mdias freqncias e age como um grande espelho que reflete a energia irradiada. Por isto ela reflete uma grande parte da energia irradiada de uma antena instalada sobre o solo. b. Aproveitando esta caracterstica do solo, uma antena de um quarto de onda pode ser convertida em uma equivalente de meia onda. Se essa antena for construda verticalmente e sua extremidade inferior for ligada terra (Fig 5-3), ela se comportar como uma de meia onda. Nessas condies, o solo ocupa o lugar do comprimento de um quarto de onda que falta na antena e as ondas refletidas supriro aquela parte da energia irradiada que, normalmente, deveria ser fornecida pela metade inferior de uma antena de meia onda no ligada terra.

Fig 5-3. Antena quarto de onda ligada terra 5-13. TIPOS DE TERRA a. Quando se utilizam antenas ligadas terra, especialmente importante que o grau de condutibilidade da terra seja o mais alto possvel. Isto diminuir as perdas de energia e proporcionar a melhor superfcie refletora possvel da energia descendente, irradiada pela antena. Nas baixas e mdias freqncias, a terra atua como um condutor suficientemente bom e a conexo a ela deve ser feita de forma a introduzir a menor quantidade possvel de resistncia. Nas freqncias mais altas comum empregar terras artificiais, feitos com grandes superfcies de metal. 5-6

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b. A conexo terra pode ser feita de muitas formas e depender do tipo de instalao e da perda que possa ser tolerada. Em muitas instalaes simples de campanha esta conexo feita mediante uma ou mais varetas de metal fincadas no solo. Na impossibilidade de se fazer instalaes mais completas, a ligao terra pode ser feita utilizando-se dispositivos ou objetos j ligados, tal como estruturas metlicas ou sistemas de encanamento de gua, que so os mais comumente empregados. Em uma emergncia pode-se empregar baionetas introduzidas no solo. c. Na instalao de antenas sobre terrenos de baixa condutibilidade aconselhvel tratar o solo diretamente, a fim de reduzir sua resistncia. Para isso, ele pode ser misturado com p de carvo ou com substncias ou produtos altamente condutivos. Esses produtos, pela ordem de preferncia, podem ser: cloreto de sdio (sal comum), cloreto de clcio, sulfato de cobre (vitrolo azul), sulfato de magnsio (sal de epsom) ou nitrato de potssio (salitre). O grau de mistura destas substncias ou produtos depender do tipo do solo e da sua umidade. ADVERTNCIA - A mistura destas substncias deve ser efetuada de forma a evitar que contaminem os reservatrios de gua potvel que possam existir nas proximidades. d. Para as instalaes simples, a ligao terra pode ser improvisada em campanha com um pedao de tubo ou cano. importante que a ligao entre o fio de terra e o material empregado seja de boa condutibilidade. A vareta, tubo ou cano devem ser completamente limpos, raspando-os e lixando-os no ponto onde vai ser feita a ligao. Deve tambm ser instalada uma braadeira limpa de ligao terra, na qual possa ser soldado ou apertado o fio de terra. Esta ligao dever ser coberta com fita isolante, a fim de evitar aumento da resistncia causada pela oxidao. 5-14. CONTRAPESO a. Quando o solo apresentar uma resistncia excessiva, ou quando a ausncia de um sistema metlico de encanamento, enterrado no solo, no permite fazer um terra direto, atravs do qual a corrente circule indo ou vindo para a antena, esse terra pode ser substitudo por um contrapeso (Fig 5-4). O contrapeso consiste de uma estrutura de fios, elevada a pouca distncia do solo e dele isolada. O tamanho do contrapeso deve ser, no mnimo, igual ou, de preferncia, maior que a antena. b. Quando a antena instalada verticalmente, o contrapeso deve ter uma forma geomtrica simples, como mostrado na figura 5-4. Embora no seja necessria uma forma completamente simtrica, ele deve eqidistar da antena em todas as direes. c. Em algumas antenas VHF, instaladas em viaturas, o teto metlico destas utilizado como contrapeso.

5-7

5-14/5-15

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d. Ocasionalmente, pequenos contrapesos, feitos de malha ou rede metlica, so empregados com antenas especiais VHF instaladas a distncias considerveis do solo. Estes contrapesos constituem um terra artificial que ajuda a produzir a forma de irradiao desejada.

Fig 5-4. Contrapeso de fios 5-15. MALHA DE TERRA a. A malha de terra consiste de uma superfcie metlica, feita de fios entrelaados, que colocada sobre o solo, debaixo da antena, para, na medida do possvel, simular o efeito de um terra de condutibilidade satisfatria. b. A utilizao da malha de terra oferece duas vantagens especficas: (1) Quando a antena est instalada sobre solo de condutibilidade irregular, reduz as perdas por absoro; (2) A altura da antena pode ser exata. Conseqentemente, a resistncia da irradiao da antena pode ser determinada e as formas de irradiao podem ser previstas mais exatamente.

5-8

C 24-18 ARTIGO III TIPOS DE ANTENAS 5-16. GENERALIDADES

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a. H muitas formas e tamanhos de antenas transmissoras e diversos tipos eltricos de antenas. Alguns dos fatores que determinam a forma, o tamanho e o tipo das antenas de transmisso so os que se seguem: (1) A freqncia de operao do transmissor; (2) A potncia a ser irradiada; (3) A direo geral do conjunto receptor; (4) A polarizao desejada; (5) A utilizao para a qual a antena destinada. b. A figura 5-5 mostra diversas antenas no ressonantes, de fio longo, utilizada em algumas grandes instalaes fixas; (1) A - um tipo de antena no ressonante, de fio longo utilizada em algumas grandes instalaes fixas; (2) B - um tipo de antena dipolo de meia onda, alimentada por uma linha ressonante (sintonizada), que parte do transmissor; (3) C - um tipo de antena vertical modificada, alimentada na extremidade, tambm conhecida como antena chicote; (4) D - um tipo de antena de quadro, que irradia sinais preferencialmente na direo perpendicular ao quadro. (5) E - uma antena vertical; (6) F - uma antena dipolo de meia onda, alimentada por uma linha no ressonante (no sintonizada) que parte do transmissor; (7) G - uma antena de estao fixa, que pode chegar a uma altura de vrias dezenas de metros. c. A maior parte das antenas transmissoras, de utilizao prtica em ambiente ttico, pode ser grupada em duas classificaes: antenas verticais ou dipolo. As antenas dipolo so operadas a certa distncia do solo, podendo ser instaladas vertical ou horizontalmente. As antenas verticais operam com uma extremidade ligada terra (normalmente atravs da sada do transmissor ou da bobina