duplexadores para repetidoras de vhf

duplexadores para repetidoras

Dividirei o artigo em duas partes. Na primeira explicarei os detalhes que envolvem o funcionamento e operação de um duplexador. Na segunda parte, veremos como ajustar um duplexador sem os caríssimos equipamentos que normalmente são necessários para essa tarefa.

Qualquer dúvida, sugestão, crítica ou informação a ser acrescentada sobre esse assunto será bem vinda. Essas informações ficarão disponíveis online para que outros colegas no futuro possam se beneficiar delas.

Isolação

O ítem mais importante em uma repetidora é a isolação. Todo o resto é secundário. Isolação significa impedir que o sinal do transmissor da repetidora ou qualquer outro nas proximidades alcance o receptor, degradando seu desempenho. A repetidora não terá bom desempenho se o transmissor "desensibilizar" o receptor.  Desensibilizar significa reduzir a sensibilidade por causa de ruído ou sobrecarga de RF nos amplificadores de entrada do receptor.

Por que não usar duas antenas?

O método mais barato e normalmente menos eficiente de se conseguir a isolação necessária é a utilização de duas antenas. Isolação entre duas antenas é um problema complexo e grandemente influenciado por inúmeros fatores. Alguns deles são: separação das freqüências utilizadas; largura de banda do sinal; quanto de potência e ruído o transmissor utilizado gera; a qualidade dos filtros do receptor e de quanto de degradação o mantenedor vai achar aceitável no sinal de recepção.

Não é raro, para a separações de 600kHz utilizadas no VHF de radioamador, a isolação ter que estar entre 80 e 100dB. Já nas repetidoras comerciais elas podem ser bem menores, pois normalmente utilizam uma separação de 4.6MHz.
Outro fator complicador nessa configuração é o tipo da antena utilizada e a distância física entre elas. Essas antenas devem ter baixo ângulo de irradiação e praticamente nenhum lóbulo de potência acima do plano vertical, o que desclassifica as antenas mais populares (plano terra, 3x5/8 vertical, etc). Essa isolação também pode ser influenciada pela presença de outras antenas na mesma torre, bem como estruturas metálicas e transmissores operando nas proximidades. Esses fatores podem mudar com o tempo e ser totalmente fora do controle do mantenedor da repetidora. Uma simples mudança na posição

de uma antena que compartilhe a mesma torre poderá degradar o desempenho da repetidora.

Em alguns casos, separar duas antenas na mesma torre pode ser uma tarefa impossível, uma vez que a separação desejável é vertical e não horizontal. Pode-se conseguir uma isolação satisfatória com 7 metros de separação na vertical (VHF) e nenhuma isolação com 30 metros horizontais. A figura abaixo mostra como deve ser a isolação vertical (A). A antena de recepção deve ser sempre a mais alta na torre. A separação horizontal (B) deve ser evitada, uma vez que a distância necessária entre as duas antenas pode ser da ordem de dezenas de metros, o que torna essa opção impraticável. A isolação horizontal só é considerada quando se tem antenas separadas por grande distância, ligadas por um sistema de link em uma banda diferente de operação.

Uma maneira de se minimizar os efeitos da desensibilização é manter a potência do transmissor a um mínimo necessário. Uma repetidora operando com 1 ou 2W pode não chegar muito longe, mas ser muito útil localmente. Já essa mesma repetidora poderá se tornar inútil se tiver sua potência aumentada para 25W, por exemplo. Ela poderá ser ouvida a grande distância, mas o que adianta isso se quem a escuta não pode ser ouvido por ela?

Um exemplo clássico de desensibilização é quando um sinal fraco alcança a repetidora, mas quando o transmissor dela entra no ar ele desaparece. E em seguida o transmissor da repetidora cai, pois o sinal não é mais ouvido em sua entrada. Mas o transmissor caindo, faz com que o sinal seja ouvido novamente, fazendo o transmissor voltar a transmitir e interferindo novamente no sinal de entrada numa ciranda sem fim. Isso vai durar pelo tempo que o sinal fraco ficar no ar. Todos já devem ter presenciado uma repetidora operando dessa forma. Isso deixa qualquer um louco, pois imagine que cada vez que ela entra e sai o bipe de cortesia é transmitido. Resultado: bip, chua, bip, chua, bip, etc.

Uma maneira de se confirmar o problema é desligar o transmissor da repetidora durante a transmissão do sinal fraco. Se ele aparece quando o trasmissor está desligado e desaparece quando é ligado, a desensibilização está confirmada.

Dica: Se sua controladora não tiver um botão para interromper a transmissão para esse importante teste, providencie a instalação de um. Basta instalar um interruptor que quando apertado interrompa o sinal de PTT que vai da controladora para o transmissor.

Um fator importante na isolação é a utilização de cabos coaxiais de boa qualidade, de preferência do tipo Cellflex. Eles são protegidos por uma blindagem sólida, sem os furos que as malhas dos cabos mais   

simples apresentam, e dessa forma garantem mais isolação contra vazamentos.

Cobertura de recepção e transmissão diferentes

Outro fator a ser levado em consideração é que operando com duas antenas teremos uma cobertura diferente entre a recepção e a transmissão.

Na figura acima, o circulo verde representa a área de cobertura da antena do receptor e o vermelho do transmissor. Uma estação A, estando dentro da área de cobertura do receptor, poderia facilmente acionar a repetidora, mas não teria uma boa recepção dela. Já uma estação B poderia ouvir o sinal da repetidora, mas não conseguiria chegar com seu sinal até ela.

Muita gente tem perguntado sobre a eficiência de se usar duas antenas, sendo uma delas de cabeça para baixo. E alguns garantem que conseguiram resolver o problema da desensibilização dessa forma. Pode até resolver o problema, pois os lóbulos de transmissão delas estarão em direção oposta e portanto com menor chance de interferência. Mas a não ser que você queira se comunicar com o centro da terra, nem perca tempo com essa configuração.

Duplexador

O duplexador é um dispositivo que permite ligar um transmissor e um receptor em uma mesma antena. Eletricamente ele é um dispositivo composto de estreitos filtros ressonantes que isolam a transmissão da recepção. Ele permite que ambos operem a mesma antena e ao mesmo tempo sem que a radiofrequência gerada pelo transmissor frite o receptor.

Uma confusão comum entre radioamadores é pensar que um duplexador é a mesma coisa que um diplexador. Esse último é utilizado para ligar a saída de duas antenas, normalmente encontradas em rádios VHF/UHF com saídas separadas, em uma única linha de transmissão (cabo coaxial) e antena. Diplexadores são completamente diferentes e sua construção é muito mais simples que a de um duplexador.

Fluxo do sinal em um duplexador

Na ilustração acima, ambas estações móveis estão sintonizadas na repetidora de VHF 145.370MHz com split de -600kHz. A estação móvel 1 começa a transmitir, como o split é de -600, ela transmite em 144.770MHz. Esse sinal (verde) alcança a antena da repetidora que por sua vez está ligada ao duplexador. Seus filtros permitem que esse sinal alcance apenas o receptor. Nesse mesmo tempo, o sinal de áudio do receptor é enviado ao transmissor que o retransmite em 145.370MHz. O sinal que sai do transmissor passa pelo duplexador que o deixa ir para a antena e alcança o móvel 2, mas impede que ele chegue a entrada do receptor.

Por que usar um duplexador?

Ao contrário da solução de duas antenas, um duplexador quase que sempre é garantia de se conseguir a isolação necessária entre o receptor e transmissor. Com a utilização de apenas uma antena e um cabo, a instalação na torre será muito mais simples, e teremos a garantia de que a área de cobertura da recepção e transmissão será a mesma.

Perda por inserção

Infelizmente nada nesse mundo é de graça, e usar um duplexador na repetidora tem seu preço. Tanto o sinal que sai do transmissor quanto o que chega no receptor sofrerão perdas. Essas perdas, que são expressas em decibéis, tem o nome de perda por inserção. Geralmente a perda por inserção aumenta conforme a separação entre a frequências de transmissão e recepção diminui. Um bom duplexador, como os das marcas Wacom ou Sinclair (importados), podem lhe proporcionar a isolação adequada com uma perda menor que 1 dB. Já os nacionais, por ainda utilizarem projetos antigos e não tão eficientes, tem perdas que podem exceder 1.5 dB.

Para transmissão, perdas por inserção de 1 e 1.5 dB correspondem a uma redução da saída (em Watts) de aproximadamente 20% e 30% respectivamente. Uma repetidora com 50W de potência de saída teria 35W após passar por um duplexador com 1.5 dB de perda. Já na recepção, essas perdas refletem 11% e 16% respectivamente.

Antes de culpar o duplexador

Se mesmo utilizando um bom duplexador (alta isolação e baixa perda) você ainda tiver desensibilização, talvez você tenha vazamento de RF dentro do próprio gabinete da repetidora. É recomendável para VHF, e obrigatório para UHF, que o transmissor e receptor estejam em gabinetes metálicos blindados independentes. As interligações de áudio e controle entre eles devem ser feitas através de capacitores de passagem para evitar vazamento de RF. Essa blindagem também é muito importante no caso de transmissores com nível de ruído muito elevado. Todo transmissor emite, além do sinal desejado, sinais espúrios em várias frequências e com diversas amplitudes. A amplitude desses sinais indesejados depende muito da qualidade do projeto do transmissor.

Existem casos em que o transmissor gera tanto ruído que ele não poderá ser utilizado na transmissão de uma repetidora, pois nem com o duplexador se consegue a isolação necessária.

Comprando um duplexador Novo

Antes de comprar um duplexador, veja atentamente suas especificações. Veja se a isolação prometida está acima dos 80dB, se a perda por inserção não é muito alta e qual a separação de frequência. Para o VHF (2m) a separação deve ser de 600kHz, para o UHF (70cm) deve ser de 5MHz. Duplexadores usados em repetidoras comerciais, que normalmente usam separações de frequências bem maiores, não funcionam para repetidoras de radioamadores.

Veja também o tipo de conector que vem com o duplexador. No caso do UHF, exija conectores N. Embora o conector comum seja chamado de UHF, ele não é recomendável para UHF por causa de suas grandes perdas e baixa isolação em frequências altas.

Na hora de encomendar um duplexador você deverá informar as frequências de entrada (RX) e saída (TX) da repetidora ao fabricante. Tenha em mente que essas frequências devem ser definitivas. Mudar as frequências de operação de um duplexador quase sempre resulta em enviá-lo de volta ao fabricante.

Comprando um duplexador usado

A compra de um duplexador usado exige, além das recomendações acima, outros cuidados que se não forem seguidos poderão resultar num péssimo negócio. É pouco provável, ao encontrar um duplexador à venda, que ele esteja sintonizado exatamente na frequência que vai usar em sua repetidora. Provavelmente ele deverá ser resintonizado. Essa tarefa não é tão difícil se você tiver conhecimento do processo, bem como acesso aos equipamentos necessários. Infelizmente esses equipamentos não estão ao alcance da maioria dos radioamadores, da maioria das oficinas de manutenção de equipamentos de telecomunicações e muitas vezes nem do próprio fabricante do duplexador.

São eles: Monitor de serviço de FM (com gerador de varredura) e um analisador de espectro ou um analisador de rede como o modelo HP 8510 da figura abaixo:

Existem casos em que o transmissor gera tanto ruído que ele não poderá ser utilizado na transmissão de uma repetidora, pois nem com o duplexador se consegue a isolação necessária.

Comprando um duplexador Novo

Antes de comprar um duplexador, veja atentamente suas especificações. Veja se a isolação prometida está acima dos 80dB, se a perda por inserção não é muito alta e qual a separação de frequência. Para o VHF (2m) a separação deve ser de 600kHz, para o UHF (70cm) deve ser de 5MHz. Duplexadores usados em repetidoras comerciais, que normalmente usam separações de frequências bem maiores, não funcionam para repetidoras de radioamadores.

Veja também o tipo de conector que vem com o duplexador. No caso do UHF, exija conectores N. Embora o conector comum seja chamado de UHF, ele não é recomendável para UHF por causa de suas grandes perdas e baixa isolação em frequências altas.

Na hora de encomendar um duplexador você deverá informar as frequências de entrada (RX) e saída (TX) da repetidora ao fabricante. Tenha em mente que essas frequências devem ser definitivas. Mudar as frequências de operação de um duplexador quase sempre resulta em enviá-lo de volta ao fabricante.

Comprando um duplexador usado

A compra de um duplexador usado exige, além das recomendações acima, outros cuidados que se não forem seguidos poderão resultar num péssimo negócio. É pouco provável, ao encontrar um duplexador à venda, que ele esteja sintonizado exatamente na frequência que vai usar em sua repetidora. Provavelmente ele deverá ser resintonizado. Essa tarefa não é tão difícil se você tiver conhecimento do processo, bem como acesso aos equipamentos necessários. Infelizmente esses equipamentos não estão ao alcance da maioria dos radioamadores, da maioria das oficinas de manutenção de equipamentos de telecomunicações e muitas vezes nem do próprio fabricante do duplexador.

São eles: Monitor de serviço de FM (com gerador de varredura) e um analisador de espectro ou um analisador de rede como o modelo HP 8510 da figura abaixo:

Analisador de rede HP 8510

Portanto, se você não for um dos felizardos com acesso a esses equipamentos, esse duplexador deverá ser enviado para alguma oficina especializada ou de preferência ao fabricante. Um exemplo: Tomemos um duplexador ajustado para 145.210MHz que deverá ser usado em 147.350MHz. Nesse caso, em que a frequência original do duplexador é muito distante da nova, é possível que apenas a resintonia não seja suficiente, sendo necessárias modificações internas nos circuitos sintonizados. Para esses casos, é mais apropriado que ele seja enviado ao fabricante.

Outro ponto a ser verificado é o cabeamento entre as cavidades. Esses cabos devem ser de ¼ de onda da frequência a ser utilizada e deve ser de dupla malha. Se a nova frequência do duplexador não for próxima da original, é bem provável que os cabos deverão ter seus comprimentos corrigidos.

Na compra do duplexador usado, exija uma garantia do vendedor pelo menos até que você o instale e tenha certeza de seu bom funcionamento.

Duplexadores muito antigos podem estar com problemas em conectores, problemas nos contatos internos, jogo nas varetas de sintonia de frequências, banho de prata descascando e muitos outros problemas. As vezes são tantos os problemas que ficará mais barato comprar um novo que reformar um

Portanto, se você não for um dos felizardos com acesso a esses equipamentos, esse duplexador deverá ser enviado para alguma oficina especializada ou de preferência ao fabricante. Um exemplo: Tomemos um duplexador ajustado para 145.210MHz que deverá ser usado em 147.350MHz. Nesse caso, em que a frequência original do duplexador é muito distante da nova, é possível que apenas a resintonia não seja suficiente, sendo necessárias modificações internas nos circuitos sintonizados. Para esses casos, é mais apropriado que ele seja enviado ao fabricante.

Outro ponto a ser verificado é o cabeamento entre as cavidades. Esses cabos devem ser de ¼ de onda da frequência a ser utilizada e deve ser de dupla malha. Se a nova frequência do duplexador não for próxima da original, é bem provável que os cabos deverão ter seus comprimentos corrigidos.

Na compra do duplexador usado, exija uma garantia do vendedor pelo menos até que você o instale e tenha certeza de seu bom funcionamento.

Duplexadores muito antigos podem estar com problemas em conectores, problemas nos contatos internos, jogo nas varetas de sintonia de frequências, banho de prata descascando e muitos outros problemas. As vezes são tantos os problemas que ficará mais barato comprar um novo que reformar um

Tipos de duplexadores

Basicamente são três tipos distintos usados em radiocomunicação: O passa-banda, o rejeita-banda e a soma dos dois que é o passa-banda/rejeita-banda. Aqui nos só iremos discutir o funcionamento desse último, pois é o mais utilizado nas repetidoras de radioamador. Os modelos mais comuns são os de 4 e 6 cavidades. Os modelos de 4 cavidades normalmente tem menor perda porque o sinal tem que passar por apenas duas cavidades em cada sentido. Já o modelo de 6 cavidades tem uma perda maior porque o sinal passa por 3 cavidades. Via de regra existe uma perda de 0.5 dB em cada cavidade.

Como funciona um duplexador

O duplexador tipo passa-banda/rejeita-banda, como o nome já diz, é composto por um filtro que permite a passagem de um sinal enquanto rejeita a passagem de outro.

Conexões de um duplexador de 4 cavidades

A figura acima mostra que duas cavidades (filtros) são ligadas em serie com a saída do transmissor, enquanto as outras duas são ligadas em série com a entrada do receptor. As duas "metades" são interconectadas por meio de um conector "T", que é ligado ao cabo que vai para a antena.

Cada cavidade tem duas funções. A primeira delas é deixar passar o sinal desejado (banda passante). A segunda é impedir ao máximo a passagem do sinal indesejado (banda rejeitante). Na figura abaixo você vê um gráfico típico de resposta em frequência de um bom duplexador:

Resposta em freqüência de um bom duplexador

Note que praticamente todo sinal da frequência de transmissão (145.370MHz - amarelo) passa pela cavidade, sua atenuação é menor que 1dB. Já na frequência de recepção, 600 kHz abaixo, há um mergulho profundo onde o sinal é atenuado em 90dB. Nesse caso, praticamente qualquer espúrio do transmissor na frequência de recepção (144.770MHz) será eliminado.

A cavidade de recepção funciona do mesmo modo, mas com as frequências invertidas. A banda de passagem é sintonizada em 144.770MHz (vermelho), enquanto que a que a rejeitada é em 145.370 MHz. Nesse caso, todo sinal que chegar pela antena em 144.770MHz chegará ao receptor com uma atenuação mínima. Já o sinal do transmissor em 145.370 MHz será atenuado em 90dB, não chegando praticamente nada dele no receptor.

Mas afinal, como o duplexador consegue a mágica de permitir a transmissão e recepção na mesma antena? Ao contrário do que muitos pensam, a idéia é bem simples. Uma cavidade duplexadora é composta simplesmente por dois circuitos ressonantes cuidadosamente sintonizados. Eletricamente eles são muito simples. Um circuito sintoniza a frequência de passagem, e outro sintoniza a frequência a ser rejeitada. Isso é tudo. Duas ou três cavidades são ligadas em série apenas para se conseguir maior isolação.

A complexidade do duplexador é devido ao projeto mecânico exigido. Para simplificar, vamos analisar apenas uma cavidade, já que todas são iguais. A cavidade é um simples circuito sintonizado como mostra a figura a seguir:

O corpo da cavidade e a vareta de sintonia desempenham o papel do circuito paralelo L1 e C1, que é o circuito de banda passante. O acoplamento da energia de RF na cavidade é feito por L2 e C2, que é o

circuito rejeita banda.

Agora porque precisamos usar uma cavidade enorme quando um circuito com uma bobina e um capacitor variável podem ser bem pequenos? A resposta é a qualidade do circuito sintonizado, que é chamado de "Q". Nossa pequena bobina e capacitor tem um Q baixo demais para funcionar como um duplexador. Eles simplesmente não têm uma sintonia estreita o suficiente. Sua banda passante seria muito larga e o mergulho da banda rejeitante muito raso.

Agora se aumentarmos o diâmetro da bobina, diminuirmos seu número de voltas e aumentarmos o valor de C1 de modo que ele continue sintonizando a mesma freqüência, o valor Q aumenta e a sintonia ficará mais estreita. Seguindo esse raciocínio, chegaremos a uma bobina com um comprimento de ¼ de onda, e o capacitor é substituído por um grande tubo de metal (cavidade). Quanto maior a vareta de sintonia e maior a cavidade, maior o Q. Veja na figura a seguir como ficaria nosso circuito depois dessa transformação.

Representação física de uma cavidade

Nosso circuito sintonizado se tornou uma cavidade de 65cm de altura por 20cm de diâmetro. A vareta de sintonia da banda passante passa a ser um tubo de cobre de quase 10cm de diâmetro, que pode variar em comprimento de 45cm a 59cm. Variando esse comprimento estaremos ajustando a freqüência da banda passante. Nosso circuito rejeita-banda, que era composto pelo L2 e C2, passa a ser um loop de acoplamento (L2) e a sintonia da banda rejeitante (C2), um dielétrico que corre em volta de uma vareta de cobre. O ajuste dessa vareta sintoniza a freqüência a ser rejeitada.

O corpo da cavidade pode ser de cobre, alumínio ou latão. Todos eles irão funcionar bem. O importante é que as partes de cima e de baixo devem ser bem vedadas e ter um bom contato. Depois disso todas as peças internas, inclusive o tubo de cobre,  devem receber banho de prata. Esse banho é muito importante. Esses materiais por si só têm perdas muito altas em VHF. O tubo de cobre móvel se oxida e faz com que o contato com a parte fixa seja pior ainda. Isso resulta em uma cavidade quase impossível de se sintonizar. O banho de prata realmente faz diferença. Lembre-se que qualquer melhora resultará em menor perda, portanto mais eficiência do sistema.

Outro problema é a estabilidade a mudanças de temperatura. Se o duplexador ficar num local onde a temperatura não é controlada, os materiais poderão se expandir ou contrair, mudando levemente o ponto de sintonia do sistema. Duplexadores de boa qualidade utilizam uma liga chamada INVAR no lugar o tudo de cobre da sintonia da banda passante. Essa liga, caríssima por sinal, compensa essas variações mantendo a perfeita sintonia mesmo com mudanças de temperatura.

Interconexões entre as cavidades

Analisador de rede HP 8510

  
Analisador de rede HP 8510    

Somos poeira de estrelas

Ao final do terceiro minuto, prótons e neutrons já tinham se formado e começavam a se unir para dar origem aos primeiros elementos – hidrogênio e hélio –, que viriam a dar origem às galáxias.

A teoria mais aceita para elucidar a origem do universo é a do Big Bang – uma explosão que teria liberado uma quantidade infinita de energia. Os astrônomos sustentam que ela ocorreu entre 13 e 15 bilhões de anos atrás. Ninguém conseguiu explicar sua causa, mas acredita-se que, antes do Big Bang, tudo o que havia no universo estava concentrado numa partícula microscópica, menor que um átomo e infinitamente quente. Um segundo após a explosão, essa partícula já tinha se transformado num corpo imenso e sua temperatura caíra para “apenas” 10 bilhões de graus Celsius. Ao final do terceiro minuto, prótons e neutrons já tinham se formado e começavam a se unir para dar origem aos primeiros elementos – hidrogênio e hélio –, que viriam a dar origem às galáxias. No entanto, os elementos fundamentais para a vida, como os átomos de carbono, só apareceram muito mais tarde, forjados no núcleo das estrelas.

• Cerca de 300 000 anos após o Big Bang, o universo deixou de ser uma bola de fogo opaca e tornou-se o mundo transparente em que vivemos hoje.

o que são moléculas.

A molécula nada mais é do que um grupo de átomos, iguais ou diferentes, que se mantêm unidos e que não podem ser separados sem afetar ou destruir as propriedades das substâncias, voltemos a um exemplo já conhecido.

Ao dividirmos uma gota de água em partes tão pequenas que só possam ser observadas com um microscópio eletrônico, mas que continuem tendo as mesmas propriedades da água, cada uma destas minúsculas partes será uma molécula de água.

Cada molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, que são elementos gasosos, ou seja, gases.

Em outras palavras, o liquido que conhecemos com o nome de água, é formado por dois gases: hidrogênio e oxigênio, os quais podem ser separados com técnicas apropriadas.

Na figura abaixo você pode observar que um átomo de gás cloro e um átomo de metal sódio podem se unir para formar uma molécula de uma substância absolutamente diferente desses dois elementos, ou seja, o sal de cozinha.

Formação do cloreto de sódio (vulgarmente conhecido como sal de cozinha) por transferência de elétrons.

Todas as substâncias (matérias) são formadas por moléculas.

- Nos sólidos, as moléculas tem forte atração entre si, o que resulta na formação de um grupo compacto, sólido.

- Nos líquidos, a atração entre as moléculas é menor, o que resulta numa maior separação entre elas, por isso, os líquidos tomam a forma do recipiente em que estão contidos e se derramam com facilidade.

- Finalmente, nos gases quase não existe atração entre as moléculas, a distância entre elas é muito grande, por isso, ficam livres para se

o comprimento de onda que e veja.

Obviamente que para saber o comprimento de onda é preciso calcularmos, apesar de ser o bicho de sete cabeças para alguns, afirmo e provo de forma bem simples que basta dividirmos a velocidade da luz pela sua freqüência, veja o exemplo a seguir:

lambda = C / fo

Onde: lambda = comprimento de onda

Fo = freqüência

C = velocidade da luz

O comprimento de onda não será o mesmo em qualquer meio, por mais estranho que possa parecer, no ar livre a onda terá uma velocidade, na água, por exemplo, a mesma onda terá velocidade diferente, devido ao obstáculo que a água é para uma onda eletromagnética.

Uma das questões mais intrigantes é saber se o comprimento muda ou não muda a freqüência, e mais uma vez, é muito simples: não muda se a velocidade de propagação da onda não mudar também, e é exatamente isto o que acontece em cabos coaxiais.

Parece difícil ainda? Bem, vamos a um exemplo:

Suponha que uma onda X tenha um comprimento de 1 metro no ar e que para percorrer este metro ela demore 10 microsegundos (10us).

Esta mesma onda X em um cabo coaxial terá uma redução em sua velocidade e em 10 microsegundos ela percorrerá apenas 0,66m.

Como a freqüência é igual ao inverso do período podemos perceber que a freqüência da onda não mudou, observe os cálculos abaixo:

F = 1 / T
Onde: F = freqüência
T = período



Para 1 metro o período é de 10us, portanto: F = 1 / T = 1 / 10us = 1Mhz.

Para 0,66 m o período também é de 10us, portanto: F =1 / T = 1 / 10us = 1Mhz.

Note que só a velocidade da onda foi alterada mas a freqüência não teve alteração.

A esta diminuição de velocidade de propagação podemos chamar de fator de encurtamento.

O fator de encurtamento de um cabo coaxial é de 66% aproximadamente, por isto quando calculamos o comprimento de um cabo para que ele seja do tamanho do comprimento da onda devemos lembrar disto.

Vamos a outro exemplo de cálculo:

Vamos calcular para descobrir qual o comprimento de um cabo coaxial para um determinado lambda na freqüência de 200 Mhz.

Lambda = c / fo

lambda = 300.000.000 / 200.000.000 = 1,5 metro.

Comprimento do cabo = lambda x 66 / 100 = 1,5 x 66 / 100

Comprimento do cabo = 99 / 100 = 0,99 metro

O nosso resultado mostra que o cabo deve ter 0,99 metro ou 99 cm.

Este tipo de cáculo tem utilidade quando desejamos ligar um transmissor a uma antena sendo que o cabo tenha o comprimento ou um múltiplo do comprimento.

O objetivo de ter um comprimento que seja múltiplo do lambda é para obter o melhor casamento de impedâncias e menor onda refletida, principalmente quando se trabalha com freqüências de VHF ou menores.

É extamente por isto que os radioamadores (PY), os operadores de faixa do cidadão (PX) e alguns técnicos de retransmissores de TV vivem fazendo este tipo de cálculo.

calculando uma antena plano terra 4 elementos

Aqui está a fórmula para calcular antenas, aqui será descrita a fórmula para antena de 4 elementos, mas esta fórmula funciona para antenas direcionais de até 15 elementos e com gama match, os resultados variam de acordo com a frequência de saída do transmissor.

Para calcular qualquer antena, o primeiro passo é saber qual é o comprimento da onda, isto é conseguido dividindo 300 pela frequência de operação, e antes que me perguntem, o 300 vem da velocidade de deslocação da rádio frequência ao ar livre que é 300.000 km/s.

A velocidade da luz no vácuo é a mesma da rádio frequência ao ar livre, e são exatos 299.792 quilômetros por segundo, de acordo com a moderna física teórica, toda radiação eletromagnética, incluindo a luz visível, se propaga (ou se move) no vácuo a uma velocidade constante, chamada de velocidade da luz, que é uma constante da física, é a mesma a velocidade de propagação da atração gravitacional, na teoria geral da relatividade, e foi adaptado para 300.000 Km/s a velocidade para facilitar os cálculos.

Como vamos trabalhar com frequência em MHz devemos "cortar" 3 zeros, e deixar a base apenas de 300.

O símbolo representa o comprimento da onda, então temos:

= 300 / F.

C representa o elemento irradiante.

O comprimento do elemento irradiante é obtido dividindo 142.5 pela frequência em MHz, então temos:

C = 142,5 / F (em MHz).

142,5 é o fator de uma constante fixa de rádio frequência e F é a frequência de operação.

O tamanho do refletor é obtido através de: 0,49 x

O tamanho do primeiro primeiro diretor é obtido a partir do irradiante através de: 0,43 x

O segundo diretor é obtido a partir de: 0,40 x




Espacamento entre os elementos:
Espaçamento entre o refletor e irradiante: 0,25 x

Espaçamento entre o irradiante e o primeiro diretor: 0,15 x

Espaçamento entre o irradiante e o segundo diretor: 0,15 x

Gama Match:

Ponto A: 0,01 x

Ponto B: 0,06 x

Apesar das formulas fornecerem uma indicacão precisa dos tamanhos e e dos espaçaamentos entre os elementos de uma antena, existe sempre a direfenca entre a teoria e a prática, e em se tratando de rádio frequência (RF), essa diferenca é bastante significativa.

A recomendação é que antes de montar definitivamente qualquer antena os elementos da antena e o Gama Match sejam dotados de algum mecanismo que permita a variacão tanto do tamanho como dos espaçamentos entre si.

O auxilio de um medidor de intensidade de campo e de um medidor de ROE são indispensáveis para obter o melhor ajuste neste tipo de antena, principalmente quando o transmissor tiver uma potencia acima de 1 watt.

Não vou colcar nenhum exemplo de cálculo para evitar confusão e pedidos de cálculos para determinadas frequências, pretendo para em breve colocar um script que faça os cálculo para os interessados

FAB coloca o Brasil entre os países com tecnologia de ponta em sistema de busca

Participação do Brasil no COSPAS-SARSAT


A estação MEOLUT brasileira de dois canais iniciou sua operação nas instalações do Primeiro Centro Integrado de Defesa Aérea e Controle de Tráfego Aéreo (CINDACTA I), em Brasília, no último dia 3 de julho.

O fato reveste-se de importância ímpar para o Brasil, que assume a posição como 4º país do mundo - atrás do Canadá, Inglaterra e França, a implantar a tecnologia de ponta do Sistema COSPAS-SARSAT, a primeira estação instalada no Hemisfério Sul.

O Programa COSPAS-SARSAT é um esforço conjunto internacional com o objetivo de salvar vidas através da localização de radiobalizas de emergência. Seu segmento espacial é mantido pelos quatro países fundadores – EUA, Rússia, Canadá e França – cujos satélites são dotados de processadores para localização das balizas de emergência.

O segmento terrestre - composto por Estações de Usuário Local (LUT) e Centros de Controle de Missão (MCC) – é mantido pelos países signatários, mas viável a quaisquer interessados. Assim, o funcionamento do Sistema COSPAS-SARSAT pode ser explicado da seguinte forma: uma radiobaliza de emergência é acionada, seu sinal é recebido por satélites que o retransmite para as estações em terra (LUT), que automaticamente o processam e enviam sua localização aos MCC do país responsável pela região de busca e salvamento onde a baliza acionada se encontra.

Este MCC, por sua vez, analisa e encaminha esta posição aos Centros de Coordenação de Salvamento (RCC), aeronáuticos ou marítimos, que assumem a responsabilidade por prestar o Serviço de Busca e Salvamento, em nome do Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) – elo central do Sistema de Busca e Salvamento (SAR).

Como funciona hoje - Atualmente, o segmento espacial do COSPAS-SARSAT conta com dois sistemas satelitais: o de órbita polar baixa (LEOSAR) e o geoestacionário (GEOSAR).

O LEOSAR é composto por satélites cujas órbitas são baseadas nos pólos terrestres, estando a uma altitude aproximada de 1.000 km, possuem a capacidade de calcular a posição das radiobalizas de emergência através do efeito Doppler, ou seja, mantendo sua velocidade constante, são capazes de identificar a diferença na frequência ao passar próximo a uma baliza, identificando sua posição por meio de cálculos efetuados pelas LUT, que recebem esses sinais dos satélites. No entanto, para garantir a precisão da posição, é necessária, ao menos, uma segunda passagem de um dos satélites da mesma constelação.

O GEOSAR funciona como complemento ao sistema LEOSAR, uma vez que esses satélites permanecem geoestacionários a 35.800 km da Terra, cobrindo cerca de um terço da superfície terrestre. Por não estarem em movimento em relação à superfície terrestre, esses satélites somente são capazes de localizar a baliza acionada se a mesma possuir um sistema de navegação GPS acoplada ao seu transmissor. Caso contrário, assumirá a função de fornecer o alerta antecipado, cientificando o segmento terrestre de que há uma baliza acionada e que se prepare para o recebimento de novos dados a partir do LEOSAR.

Por envolver tecnologia de ponta destinada ao salvamento de vidas humanas, o Sistema COSPAS-SARSAT não pode se dar ao luxo de estacionar no tempo e, desde o seu início na década de 80, se mantém em constante evolução. O estado da arte do Sistema, tecnologia já em estado operacional, é o sistema MEOSAR.

Fique por dentro

SAR: MEOSAR

Este novo sistema emprega satélites com órbitas médias (aproximadamente 2000 km), com a capacidade de procurar por sinais de emergência em um raio muito maior em comparação com os satélites de órbita polar baixa e, por utilizar os mesmos satélites dos sistemas de navegação.

MEOLUT (Medium-Earth Orbiter Local User Terminal - Terminal de Usuário Local de Órbita Média)

São estações terrestres especialmente desenvolvidas para receber e processar os sinais captados pelos satélites MEOSAR satelital (GPS, Galileo e GLONASS), tem a previsão de formar sua constelação com um número acima da constelação LEOSAR.

A previsão é que, em 2014, qualquer ponto da superfície terrestre seja visualizado simultaneamente por, pelo menos, cinco satélites, o que provocará um salto de qualidade na precisão da localização e reduzirá sobremaneira o tempo necessário à localização da posição, contribuindo diretamente para a economia e eficiência do emprego dos meios SAR em atendimento às emergências.

Além da capacidade de utilizar o efeito Doppler, o satélite MEOSAR usará o mesmo princípio utilizado pelos aparelhos GPS para determinar a posição: a diferença de tempo na recepção do sinal de diferentes satélites visualizados ao mesmo tempo. No entanto, esse cálculo não será feito pela baliza de emergência, mas diretamente nas MEOLUT, estações terrestres especialmente desenvolvidas para receber e processar os sinais captados pelos satélites MEOSAR.

quando tudo falhar ainda resta o radio amador.

Quando a cobertura de telefonia celular e Internet falharam, alguns haitianos recorreram ao serviço de rádio amador para se comunicar. By John D. Sutter, CNN"
Radioamador fornece um back-up de ligação entre o Haiti e o mundo.
Os Radioamadores dizem que os sinais de rádio são freqüentemente a única maneira de se comunicar depois de um desastre
Um homem haitiano informou que um rádio amador ajudou a família em contato com os E.U.A.
Depois de algumas interrupções iniciais, o serviço de telefone móvel retornou ao Haiti.
Na seqüência do brutal terremoto do Haiti, Jean-Robert Gaillard ligou o seu rádio de baixa tecnologia para ajudar as equipes de salvamento.
Quando houve o tremor de terra, um haitiano de 57 anos de idade encontrou a maioria de suas linhas normais de comunicação - o telefone celular, a Internet, mesmo que a sua capacidade de andar na rua e falar com alguém - cortada pelo desastre.
Mas Gaillard utilizou um gerador de um vizinho para ligar o rádio e se conectar a um punhado de entusiastas de rádio amador nos Estados Unidos - muitos dos quais estavam ansiosos a ouvir a estática para chamadas como a dele.
Ao contrário de muitas outras pessoas no Haiti, Gaillard foi capaz de contatar os membros da família nos Estados Unidos logo após o 12 de janeiro, dia do terremoto comunicou-lhes que ele havia sobrevivido.
Nos primeiros momentos do inferno vivido, a ligação parecia ser um milagre.
Ela aliviou a tensão dos membros da minha família, disse ele, falando pelo Skype do Haiti na terça-feira, que ele diz, não ter sido possível até mais recentemente. Eles podiam ouvir a minha voz. Eles sabiam que eu estava bem.
Muito tem sido dito sobre o papel das tecnologias flashier como Twitter, Skype e mensagens de texto na assistência às vítimas de desastres encontrando entes queridos e para se comunicar com os trabalhadores humanitários internacionais. Mas é interessante notar que, quando tudo mais falhar, o zumbido de freqüência do rádio às vezes é a única linha de comunicação que está aberta.

alguns radios amadores ilustres nesta lista

Alguns radioamadores ilustres

Barry Goldwater, K7UGA ......................... Senador dos EUA

Bhumiphol Adu Layadey, HS1A ................... Rei da Tailândia

Bill Leonard, W2SKE .............................. Presidente da CBS

Carlos Saul Menen, LU1SM ............ Presidente da Argentina

Edgar Roquette Pinto, SB1AG .... Pioneiro do rádio brasileiro

Emil Lahoud, OD5LE ........................... Presidente do Líbano

Ernesto Paglia, ZZ2SAO ................ Jornalista da Rede Globo

Francesco Cossiga, I0FCG ..................... Presidente da Itália

George Pataki, K2ZCZ ................Governador de Nova Iorque

Groete Reber, W9GFZ .............. Pioneiro na radioastronomia

Hussein bin Talal, JY1 .................................. Rei da Jordânia

Jarbas Passarinho, PY8CV ................. Ministro da Educação

John Scully, K2HEP ............................... Presidente da Apple

Joseph Taylor Jr, K1JT ......... Nobel de Física em 1993

Juscelino Kubitschek, PY1JKO ............. Presidente do Brasil

Keizo Obuchi, JI1KIT .................. Primeiro Ministro do Japão

Marlon Brando, FO5GJ .................................. Ator dos EUA

Mickey Schulhof, K1OKI ................ Presidente da Sony EUA

Moulah Hassan II, CN8MH ......................... Rei do Marrocos

Qaboos Bil Al- Said, A41AA ......................... Sultão de Omã

Rajiv Gandhi, VU2RG ................... Primeiro Ministro da Índia

Raquel de Queiroz, PT7ARQ ................... Escritora brasileira

Robert Jons, VE3CTM .................................... Diretor da UIT

Talal Bin Abdel Aziz Al Saud, HZ1TA ........... Príncipe Saudita

Tokuzo Inove, JA3FA .............................. Fundador da ICOM

Juan Carlos de Borgoña, EA0JC.................... Rei da Espanha

Kleber Rollin Pinheiro, PY1BOL ...... Diretor Geral do DENTEL

Walter Cronkite, KB2GSD ......................... Jornalista da CBS

Yousef Al Sabah, 9K2CS .......................... Príncipe do Kuweit

Yuri Gagarin, UA1LO ............................. Astronauta soviético

A lista inclui nomes de falecidos e antigos postos.