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Ondas Hertzianas

Ondas Hertzianas

[ Miguel Andrade - Julho de 2000 ]

Este artigo muito simples procura apenas transmitir conceitos básicos, tendo como destinatários os futuros radioamadores, os recém chegados ao mundo da rádio e todos aqueles curiosos ou interessados pelos aspectos das radiocomunicações.

Foi escolhido como primeiro artigo para a página da A.R.L.A. por nos revelar a essência das nossas comunicações... as " ondas da rádio ".

Todas as comunicações que são efectuadas via rádio, processam-se de uma forma ou de outra através codificação de sinais que traduzem a informação que se quer enviar do emissor para o receptor, utilizando para isso como canal ondas hertzianas.

As ondas hertzianas que servem como meio de transporte dessa informação codificada são na realidade ondas electromagnéticas de alta frequência moduladas de determinada forma que têm que ser descodificáveis pelo receptor depois de atravessarem o espaço livre entre este e o emissor.

Estas ondas electromagnéticas são campos eléctricos de altas frequências associados a um campo magnético. Cada um destes campos tem uma forma de onda sinusoidal que representa um ciclo completo, como se tratassem de ondas na superfície do mar, por exemplo.

Imaginemos uma bóia estática no ponto médio de amplitude de uma vaga que vai subindo até atingir o cimo no ponto mais alto dessa massa de água em movimento. Em seguida, por força da gravidade, dá-se o movimento contrário fazendo essa bóia descer de nível em relação ao fundo do oceano à medida que a onda passa por baixo dela. Em determinada altura atingirá o ponto mais baixo possível antes de começar a ser elevada de novo pela água da onda seguinte que a levará em determinado momento a passar num ponto à mesma profundidade da partida em relação ao fundo do mar, e assim sucessivamente.


Onda


Ao movimento entre o ponto A e o ponto B definidos numa linha imaginária que une pontos com igual distancia em relação ao fundo do oceano, passando pelo ponto mais alto da onda ( x ) e o ponto mais baixo no espaço entre duas vagas ( y ), neste nosso exemplo com o mar, chamaremos um ciclo completo de uma onda. Aqui na figura 1 está igualmente representada de uma forma gráfica um ciclo completo de uma onda electromagnética.


O número de ciclos que podem ter lugar num determinado período de tempo, ( que se convencionou ser de um segundo ), é conhecido como a frequência da onda electromagnética, a qual é expressa em unidades hertz ( Hz ) em homenagem ao cientista que fez estas descobertas. Logo, um hertz representa um ciclo por segundo.

Dos diversos tipos de onda de radiação, a que nos interessa agora mais para este tema é a da radiofrequência, a qual tem início quando se atingem escassos milhares de ciclos por segundo, ou seja, é expressa em unidades de mil hertz por segundo às quais se convencionou chamar kilohertz ( kHz ).

Em frequências mais elevadas, isto é, quando se atingem os milhares de kilohertz, ou seja, milhões de ciclos por segundo, passamos a associar estas frequências a uma outra unidade de medida, o megahertz ( MHz ) que corresponde por isso a 1.000 Hz.

À medida que vamos caminhando para o final do espectro da radiofrequência a quantidade de ciclos por segundo atinge tais ordens que se ultrapassam os 1.000 MHz, surgindo então uma nova unidade de medida designada gigahertz ( GHz ). O gigahertz corresponde a 1.000 MHz, ou 1.000.000 de kHz ou ainda a 1.000.000.000 de Hz que são, como vimos anteriormente, 1.000.000.000 ciclos por segundo.

Para além do limite máximo das ondas de radiofrequência entramos já nas radiações de infravermelhos, depois vem a seguir luz visível, as radiações ultravioletas, os raios X e outras radiações com uma interessantíssima quantidade de ciclos por segundo que ultrapassam as capacidades de os imaginarmos em medidas como as que se acabam de se apresentar.

Estes campos eléctricos e magnéticos que dizem respeito às ondas da rádio viajam à velocidade da luz independentemente da sua frequência cíclica.

O espaço percorrido por uma onda electromagnética de radiofrequência durante um ciclo completo é conhecido como o comprimento de onda.

Uma vez que a velocidade da luz é constante, ou seja, aproximadamente 300.000.000 de metros por segundo, é relativamente fácil chegarmos à equação matemática simples para se calcular o comprimento de onda numa determinada frequência de rádio :



O contrário também é possível, como é lógico, através de outra equação conseguimos facilmente calcular a frequência pelo comprimento de onda :



Se as anteriores equações são verdade para ondas electromagnéticas a viajarem no espaço livre, quando se quiserem fazer os mesmos cálculos para a água ou para os cabos e diversos materiais usados em instalações de rádio como as antenas, estas velocidades reduzem-se consideravelmente. Há contudo factores de conversão para se poderem conceber com uma pequena margem de erro os comprimentos de onda de uma antena feita num certo material de determinada espessura.

Para terminar resta deixar aqui registado que de acordo com a frequência da onda de rádio se convencionou dividir os espectro radioeléctrico em bandas principais dentro das quais funciona uma divisão mais detalhada em sub-bandas menores denominadas faixas de frequências, de acordo com as aplicações e os serviços atribuídos pelos Estados no exercício da sua soberania.

Por conveniência técnica ficaram então assim estipuladas internacionalmente as seguintes bandas :
  • de 3 a 30 kHz - VLF ( " Very Low Frequency " - frequências muito baixas )
  • de 30 a 300 kHz - LF ( " Low Frequency " - frequências baixas )
  • de 300 a 3000 kHz - MF ( " Medium Frequency " - frequência média )
  • de 3 a 30 MHz - HF ( " High Frequency " - frequência alta )
  • de 30 a 300 MHz - VHF ( " Very High Frequency " - frequência muito alta )
  • de 300 a 3000 MHz - UHF ( " Ultra High Frequency " - frequência ultra alta )
  • de 3000 a 30000 MHz - SHF ( " Super High Frequency " - frequência super alta )
  • acima de 30000 MHz - EHF ( " Extra High Frequency " - frequência extra alta )