INTRODUÇÃO

A propagação é o estudo dos fatores da natureza que participam da difusão das ondas de rádio.
As ondas de rádio igualmente como as da luz tem a mesma origem eletromagnética, pelo que, também tem propriedades físicas comuns, por exemplo: a velocidade de propagação no vácuo é de 300.000 Km/s, e a capacidade de serem refletidas ou assemelhar-se.
Um transmissor de rádio produz dois tipos de ondas: Ondas de superfície e Ondas ionosfericas.
Segundo a freqüência uma onda tem maior ou menor quantidade de um ou de outro componente.
Quanto maior a freqüência o componente ionosférico é maior, pelo contrário as freqüências mais baixas são mais ricas em ondas terrestres.
As ondas de superfície são aquelas que tem alcance limitado, um pouco mais do que o horizonte.
Por tanto são utilizadas para a transmissão de serviços locais, como FM e TV. Praticamente carecem de importância para difusão de Ondas curtas, daí as Ondas terrestres não é objeto de estudo neste trabalho.
Basicamente quatro são os componentes da natureza que possibilitam, degradam e amplificam as Ondas ionosfericas : o Sol, a Terra, a Atmosfera e o Campo Magnético.
A radiação solar esta diretamente relacionada com os movimentos da Terra e com a sua posição com respeito ao Sol.


A TERRA


A terra tem um período de rotação sobre seu eixo de 24 horas; porem uma metade do planeta é dia e está clareada, e a outra metade é noite e está obscurecida, existindo entre ambas uma estreita faixa de penumbra.
A terra gira em torno do sol em uma órbita de 365 dias; e o eixo da terra (linha imaginária que passa entre os pólos), e não é perpendicular ao plano orbital, porem este forma um ângulo de 23,5ª, assim podemos afirmar de que há períodos nos quais um hemisfério recebe mais luz solar do que o outro.
Circunstância esta que forma as estações do ano.
Estes fenômenos repercutem na propagação das Ondas de rádio, porque o estado da ionosfera depende do período de tempo durante o qual é submetida à radiação solar e isto por sua vez depende da altitude do Sol sobre o horizonte.


A ATMOSFERA


É a capa de ar que envolve a Terra, protegendo-a.
A atmosfera não é homogenia a diferença é que existem distintos extratos.
A mais importante é a ionosfera, mais adiante trataremos deste assunto.


TROPOSFERA


É na Troposfera onde se concentra a maior quantidade de vapor de água e anhidrido carbônico; segundo sua altura a temperatura diminui rapidamente, estas características produzem os fenômenos metereológicos.
Também nesta capa origina-se o Ruído Atmosférico ou Estático.


ESTRATOSFERA


Esta camada chega ate os 23 Km. de altura. Entre os 25 e 50 Km. de altura encontra-se a Ozonofera, onde é provocada a formação de Ozônio para absorver os raios ultravioletas que escaparam da ionosfera.
È na Termosfera que se produz um efeito maligno para as Ondas de Rádio, muito conhecido dos radioamadores é o "Fading" ou desvanecimento.


O SOL


O Sol é uma estrela menor entre outras da via Láctea, porem é a mais próxima e de suprema importância para a vida sobre a terra.
Encontra-se aproximadamente a 150 milhões de kilometros de Terra.
Seu diâmetro é de uns 1.500.000 Km.
A temperatura na sua superfície chega aos 600 graus Kelvin.
É um corpo gasoso que emite Luz, Ondas de rádio, Raios Ultravioletas e Infravermelhos, Íons, Prótons e Elétrons.
A potencia de radiação solar é estimada em 40 x 10/23 Kv. (traduzindo esse numeral, seria um 4 seguidos por 23 zeros).
Em sua superfície o Sol cria uma irradiação de 60 Mw por metro quadrado.
Isso sim que é transmissor.
A luz do Sol leva aproximadamente 8 1/2 minutos para chegar ate o planeta terra.
A luz branca é um conjunto de 6 radiações e possuem distintos comprimentos de onda entre o roxo e o violeta, entre essa gama é produzida a radiação infravermelha e a ultravioleta, ambas invisíveis ao olho humano.
A primeira é responsável pela transmissão de calor e a ultravioleta ocasiona a ionização da atmosfera.
Desde sua superfície o Sol esta continuadamente ejetando matérias em todas as direções, este fenômeno nos conhecemos como Vento Solar, em condições de calma o Vento Solar sopra com uma velocidade de 320 Km. por segundo; seu efeito sobre a Terra, principalmente sobre o campo magnético é de grande significação.
Podemos considerar o Sol como um grande imã, seu campo magnético cobre todo o Sistema solar.
As tormentas solares são correntes magnéticas interiores que saem de seu interior e que afloram a superfície esfriando-a localmente, estas áreas mais frias são as Manchas Solares, estas são precisamente as responsáveis pela propagação das ondas de rádio, devido que através delas escapam do Sol os Raios Ultravioletas, esta radiação é necessária para provocar a refração ionosferica.
As Manchas Solares é um fenômeno constante que apresenta picos máximos e mínimos a cada 11 anos.
Este entremeio é conhecido como Ciclo de Manchas Solares, foi estudado pela primeira vez pelo astrônomo alemão Wolf no século XVII e é em homenagem a este astrônomo, precisamente que a quantidade de Manchas Solares são denominadas de numero de WOLF.


A IONOSFERA


Com referencia a propagação das Ondas de Rádio, a capa mais importante da atmosfera é a ionosfera.
Situa-se entre os 100 a 400 Kms. de altura.
Nesta capa, o ar esta tão rarefeito que a radiação solar (Raios Ultravioletas), podem facilmente ionizá-la.
No dito processo os átomos do gás perdem elétron e convertem-se em íons, a quantidade de íons é proporcional a quantidade de radiação, e que tornam-se mais fortes em períodos de maior quantidade de Manchas Solares principalmente no verão ao meio dia.
Na ionosfera existem 3 capas com distinta densidade ionica onde as Ondas de Rádio comportam-se de maneiras deferentes.


CAPA -" D "


A capa " D " encontra-se a uns 80 Km. e possui um grau muito baixo de ionização as Ondas Curtas são debilitadas por uma ligeira absorção.
Esta capa desaparece no período da noite, deste modo as Ondas de Rádio segue sua viagem ate a capa superior.


CAPA - "E"


A capa " E " encontra-se a uns 100 Km. não desaparece ao anoitecer, a concentração de elétrons depende diretamente da incidência da luz solar.
Esta capa é responsável pela propagação das Ondas Medias.
Esta capa reflexa as ondas de 3 a 8 MHz., Absorvendo parcialmente as ondas de alta freqüência que a atravessa.


CAPA - " F "


A capa " F " possui duas regiões com distintas densidades iônicas.


CAPA - " F1 "


A capa " F1 " possui as mesmas características da capa " E ", porem a uma maior altura (150 Kms).
A importância desta capa não é muito grande, porque é penetrada por ondas que também atravessam a capa " E ", e porque somente manifesta-se durante o dia.


CAPA - " F2 "


A capa " F2 " é a principal refletora das ondas de alta freqüência.
As altas concentrações de íons fazem refletir as ondas ate o solo.
Encontra-se a uns 350 Km.
Sua altura é determinante, já que a baixa densidade atmosférica impede a rápida combinação dos íons.
Existe pouca diferença entre o dia e a noite devido ao lento decrescimento da ionização noturna.

RUÍDO

O ruído atmosférico ou estático é produzido principalmente na Troposfera, devido a altas concentrações de vapor de água e anhidrido carbônico o que provoca descargas-elétricas.
A onda ionosferica atravessa esta capa absorvendo altos níveis de ruído.
Os ruídos são mais freqüentes sobre a terra do que sobre o mar, e tem maiores níveis nas zonas tropicais.
Ademais influi a hora do dia, a estação do ano e a freqüência de trabalho.
O ruído Rádio Galáctico é certa quantidade de energia solar provocada por oscilações arbitrárias dos elétrons.
Outras formas do ruído Rádio Galáctico são produzidas por algumas constelações estelares junto com as do Sol, especialmente em freqüências acima dos 10 MHz.
O ruído tem influencia na qualidade da recepção, por tal motivo é importante distinguir os ruídos naturais dos industriais e dos elétricos etc., para poder avaliar corretamente os informes de uma escuta.

"FADING"

O reforçamento e a debilitação de um sinal de rádio se chama "fading" ou desvanecimento.
E é causado por distintos fenômenos ionosfericos.
Em toda onda ionosferica há algum grau de "fading", e dependendo do estado da atmosfera, o desvanecimento será maior ou menor, profundo ou superficial, rápido ou lento.
O "fading" seletivo ocorre quando uma das bandas laterais se desvanece mais lentamente do que a outra, provocando uma distorção do som, esse padecimento é maior nas transmissões em Amplitude Modulada.
O "fading" por salto ocorre quando a "MUF" diminui rapidamente em função do tempo climático, praticamente sucede quando há um transitório dia/noite durante uma transmissão.
O "fading" por interferência é bastante comum e em geral é causado por sinais que chegam ao receptor em momentos ligeiramente diferentes, devido à diferença de tempo, amplifica-se ou debilita-se de distintas maneiras.
O "fading" trêmulo é o que tem alta velocidade de flutuação do sinal de rádio (normalmente entre 10 e 100 Hz/s).
Observa-se nas ondas que tenham cruzado o circulo máximo do equador ou as regiões polares.

ZONA DE SILENCIO

Os sinais dos transmissores de rádio, é composto tanto de Ondas de Superfície como de Ondas Ionosfericas, Em H.F. são de pouca importância as ondas de superfície, já que segundo a freqüência utilizada possuem um alcance pouco maior do que 100 Km.
As Ondas Curtas quando são transmitidas, em virtude de sucessivos processos de reflexão entre a ionosfera e a Terra e segundo o ângulo com que incidem na ionosfera, podem atravessar-la ou serem refletidas.
Surge assim uma região que esta delimitada pelo alcance das Ondas de Superfície e o ponto das ondas refletidas na ionosfera que chegam novamente a Terra.
Esta região é conhecida como "zona morta" ou "zona de silencio", a "zona morta" vária segundo a hora do dia ou da noite e a estação do ano e em função da atividade solar.
A "zona de silencio" é maior no período noturno do que durante o dia e aumenta com a elevação da freqüência.
Com o fenômeno de dispersão, é possível, uma recepção dentro da "zona morta".
Tal fenômeno é produzido como conseqüência de irregularidades na superfície terrestre e por condições extraordinárias que acontecem lá na ionosfera.

LINHA DO CREPUSCULO (dia / noite)

As comunicações em Onda Curta dependem da radiação solar sobre a atmosfera.

As capas "D" e "E" são responsáveis pela absorção das ondas de rádio que passam através delas.

A sua vês a absorção depende da freqüência.

Durante o dia, a capa "D" absorve as ondas da banda de 160 e 80 metros atenuando ainda os sinais em 40 e 20 metros, impedindo que alcancem as capas ionosfericas "E" e "F".
Por esta razão não é possível recepcionar transmissões das emissoras distantes nas bandas baixas durante o dia.
Durante a transição dia/noite ao entardecer, a ionosfera sofre uma transformação dramática em sua estrutura iônica.
A densidade eletrônica da capa "E" diminui tremendamente ao entardecer, considerando um meio termo diríamos que de 200 a 1, e a capa "F1" de 100 a 1. E tem mais, a capa "D" desaparece rapidamente e por completo.
A sua vês no outro lado do mundo, outra região esta amanhecendo e começando a receber a luz solar terminando a transição noite / dia a ionosfera começa a ter uma transformação na sua estrutura iônica, podemos dizer que por um curto período de tempo há duas regiões que estão simultaneamente experimentando uma transição dia/noite, pelo que teoricamente sinais das bandas baixas poderiam viajar grandes distancias com pouquíssima atenuação.
É importante esclarecer que a "zona crepuscular" refere-se a zona ionosferica compreendida entre o desaparecimento da capa "D" e aonde o Sol inicia e termina de iluminar a capa "F".
Independente da localização e do dia do ano pode existir uma defasagem de ate uma hora com respeito ao crepúsculo sobre a terra.
A experiência de muitos radioamadores indica que se logra um aumento de sinal de rádio nas bandas baixas quando a transmissão corre perpendicularmente a "zona do crepúsculo" e não pelo comprimento da mesma.
O tamanho da "zona crepuscular" não é fixa, varia de acordo com a estação do ano e a posição geográfica, é mais estreita no equador e mais larga nos pólos.
Também dependendo da freqüência, temos uma absorção maior em 160 metros do que nos 40 metros.

CAPA "Es" ESPORÁDICA

A capa "E" Esporádica (que aqui chamaremos de "Es"), é um fenômeno que se forma na temporada estival.
Alcança sua plenitude em dezembro/janeiro no hemisfério sul, e junho/julho no hemisfério norte.
A capa "Es" são nuvens de elevada concentração iônica que se formam de maneira inesperada, a uns 100 Km., de altura, possui uma extensão de 2 a 3 kilometros, que deslocando-se podem unir-se a vários outros sistemas, formando estruturas maiores.
A concentração iônica pode ser tão intensa que chega a impedir que algumas freqüências alcancem capas superiores da ionosfera.
Ainda não foi completamente esclarecido como se forma a capa "Es".
Descarta-se a influencia da perturbação direta do Sol.
Cientistas já descobriram a presença ativa do Pó Planetário e Ions de elementos que provem de meteoritos evaporados, tais como: Ions de Cálcio, Ferro, Sódio, Silício etc..
Aqui e em poucas palavras é impossível prognosticar a postura da capa "Es".
A capa "Es" afeta e favorece a rádio difusão em freqüências superiores a 15 MHz.
Particularmente destaca-se nas bandas do VHF, com uma inusitada propagação a longas distancias das transmissões de Broadcasting em F. M. e T.V..

UNIDADES DE MEDIDA

Diversos são os procedimentos e parâmetros (unidades), utilizados para a medição dos fenômenos de propagação.
O que mais nos interessa é o Fluxo Solar e o Campo Magnético.
Mediante análise do Fluxo Solar estuda-se a quantidade de Manchas Solares e as radiações luminosas, magnéticas e radioelétricas, e a intensidade dessas radiações emitidas pelo Sol.
As manchas relacionam-se diretamente com a quantidade de radiação ultravioleta necessária para criar um nível ionosferico adequado.
Esta medição compreende a banda de 10.7 cm. - 2800 MHz, utilizando como unidade SSN (Numero de Manchas Solares), e Flu X. O SSN é um valor usado como média do numero de Manchas Solares nos últimos 13 meses.
Os Dexistas experimentados tem encontrado um SSN alto determinante de uma abertura das bandas em H. F. mais altas, nestas condições os 28 MHz. permanece aberto quase o dia todo.
Também um SSN baixo determina que estas mesmas bandas permaneçam fechadas.
Desde 1940 um método adicional foi encontrado para determinar a atividade Solar.
O Sol emite rádio emergia através do espectro de freqüência com uma leve variação de intensidade que é medida por unidade de tempo, de área e intervalo de freqüência.
Pelo que existe uma intensa relação entre o Fluxo Solar e o número de Manchas Solares.
Este rádio fluxo origina-se tanto na Cromosfera como na Coroa.
Modifica-se dia a dia, em resposta a atividade causada pelas Manchas Solares.

CAMPO MAGNÉTICO

As tormentas solares que influem negativamente na propagação das ondas de rádio perturbando o campo geomagnético que se estuda com os índices.

O ÍNDICE

A amostra como apresenta a atividade do campo geomagnético do dia anterior, atualiza-se diariamente.

O Sol gira ao redor de seu eixo a uma velocidade de 27 dias para completar uma volta, daí que alguns fenômenos se repetem de forma cíclica.

Um índice "A" alto indica forte absorção das altas freqüências e maior ruído.

O índice " A " e " K " refere-se a atividade geomagnética.

O Índice " K " atualiza-se a cada três horas sobre as leituras realizadas do campo magnético em Boulder Colorado U.S.A. Prodignosticos NOAA

Algumas paginas da "WEB" utilizam os serviços da "NOAA" (http://sec.noaa.gov) para manter um informe atualizado sobre as condições de propagação. " El EsKuch@ " recebe as atualizações a cada deis minutos através do servidor http.//www.n3kl.org/sun/noaa.html
E em continuação faremos um rápido repasse para melhor entender esta informação.

FLUXO SOLAR

Indica a quantidade de Manchas Solares, e relaciona-se diretamente com a quantidade de radiação Ultra Violeta na ionosfera.

Designação "Mega Flare" foi escolhida por "Kevin Loch" em 1999 ao criar o Status de controle, não é uma medida oficial de Flare solar

O índice " Kp " é abalizado em um nível apropriado de atividade das ultimas 24 horas

O CAMINHO DAS ONDAS

As ondas eletromagnéticas são refletidas ao passar através de um meio ionizado, a reflexão aumenta com o incremento da densidade eletrônica e diminui ao subir a freqüência.

Se a reflexão é bastante grande uma onda que alcança a ionosfera é refletida e retorna para a terra permitindo assim a recepção da onda a uma grande distância do transmissor.

A Capa " F2 " é a mais importante por sua alta densidade eletrônica.

A máxima distância que se pode alcançar com um rebote na Capa " F2 " é de aproximadamente 4.000 kilometros podendo ocorrer múltiplos saltos em uma comunicação.

Se a freqüência é muito alta, a reflexão da onda não é suficiente para retornar a terra.

A máxima freqüência na qual uma onda se propagará entre dois pontos é chamada de " MUF ", (Freqüência Máxima Utilizada).

Ondas com um baixo ângulo de irradiação requerem menor reflexão para regressar a terra do que ondas com um alto ângulo de irradiação.

Por tanto com a " M U F " mais alta se obtém saltos mais longos graças a ângulos mais baixos.

Para alcançar distancias curtas, deve-se utilizar freqüências mais baixas.

No caminho até ou de volta da capa " F2 " as ondas de rádio devem passar através da capa " E " , da mesma forma como o fazem na capa " F2 ", porem aqui a máxima distância que alcança-se com este rebote é de aproximadamente 2.000 kilometros, pelo que para se ter um grande alcance com esta onda, requere-se um grande número de rebotes.

Uma rádio onda pode alcançar outro ponto do planeta com um ou mais saltos na capa "F2" ou um par de rebotes na capa " E ", se os saltos estiverem combinados em ambas as capas com reflexão na terra entre os rebotes.

Devido a grande variação existente dentro da ionosfera , a previsão da " MUF " não é absoluta, mais sim estimada.