2. Propagação OL e OM fm askasjdkhdkasb.pptx

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1. Regiões para alocação de frequências

2. Serviços em ondas longas e médias Estas bandas são repartidas pelos serviços de comunicações fixas e móveis, pela radionavegação marítima e aeronáutica e pela radiodifusão. Exemplos na Região 1: 130 – 148,5 KHz Comunicações marítimas móveis Comunicações fixas 148,5 – 255 KHz Radiodifusão 505 – 526,5 KHz Comunicações marítimas móveis Radionavegação aeronáutica 526,5 – 1606,5 KHz Radiodifusão

3. Sistema de transmissão Comunicações Modulação de amplitude em banda lateral única (SSB) com portadora suprimida. Radiodifusão Modulação de amplitude em banda lateral dupla (DSB).

4. Modos de propagação Propagação por onda de superfície . É a propagação que se verifica na troposfera e estratosfera e compreende: a propagação por onda directa e a propagação por onda de terra e a propagação por onda de terra. Propagação por onda ionosférica .

5. Propagação por onda directa Nas O.L. e O.M., normalmente a propagação por onda directa não é possível, devido aos obstáculos naturais (grandes montanhas) e artificiais (prédios, etc.). É possível em certos casos especiais como os indicados na figura.

6. Cálculo da intensidade de campo E por onda directa Admitindo que não há quaisquer obstáculos, que e que a antena é uma antena vertical curta posta ao solo ( ): Para e quaisquer :  

7. Diagrama de radiação das antenas de O M

8. Propagação por onda de ter ra A propagação por onda de terra depende de três parâmetros: Polarização da onda (conhecida) Frequência da onda (conhecida) Características eléctricas do solo (em Moçambique, não conhecidas). Permeabilidade magnética Constante dieléctrica Condutibilidade eléctrica  

9. Influência das características eléctricas do solo Permeabilidade magnética Varia muito pouco de solo para solo e praticamente não influi na propagação por onda de terra em OM. Constante dieléctrica Varia apreciavelmente mas também tem pouca influência na propagação por onda de terra em OM Constante dieléctrica do vácuo = Constante dieléctrica do ferro = 2 Constante dieléctrica do mar = 80 Constante dieléctrica da terra sólida = 5 a 30 Condutibilidade eléctrica Influi fortemente na propagação por onda de terra em OM  

10. Parâmetros mais influentes na propagação por onda de terra Frequência da onda electromagnética e Condutibilidade do solo.        

11. Características do solo Tipo de terreno  (  )  (mS/m) Água do mar 80 4.500 Terra fértil; campos húmidos; pradarias 20 30 Terra boa não irrigada 12 10 Zonas com bosques 10 3 Desertos ; solos rochosos 5 1 Cidades e áreas industriais 5 1

12. I nfluência da frequência na profundidade de penetração

13. Curvas de propagação   Desertos  

14. Curvas de propagação   Mar  

15. M étodo gráfico de cálculo E (dB) - Valor do campo eléctrico da onda de terra em dB’s em relação a 1  V/m.   E 1 ( dB) - Valor do campo dado pelas curvas de propagação ( potência de alimentação da antena de 1 KW e antena vertical curta) para a distância D, entre o emissor e o ponto de recepção, e para a frequência f da portadora.   P a (dB ) - Potência de alimentação da antena em dB’s em relação a 1 KW   G v (dB ) - Ganho da antena em relação à antena vertical curta  

16. Cálculo do campo eléctrico na propagação por onda de terra Através das curvas de propagação correspondentes à condutibilidade do terreno, e para e antena vertical curta, determina-se o campo eléctrico à distância pretendida. Fazem-se as correcções necessárias em termos da potência de alimentação da antena e do ganho da antena da estação.  

17. Cálculo do alcance da estação para um determinado campo mínimo utilizável Entende-se por campo mínimo utilizável , o campo ainda considerado suficiente para que o sinal seja detectado por um receptor comum (dependente de país para país e de região para região). Método de cálculo: Para poder entrar no gráfico das curvas de propagação tem que se corrigir o campo mínimo para as condições das curvas ( e antena vertical curta ). Entra-se no gráfico com e determina -se a distância que a estação pode alcançar .  

18. Camadas ionosféricas

19. A influência das camadas (1) Ao atravessar qualquer camada da ionosfera, a onda tem o seu trajecto alterado. Devido à ionização da camada a onda é refractada. Se o grau de ionização da camada for suficiente para atingir a horizontalidade antes de chegar à altitude correspondente ao máximo de ionização da camada, a onda regressa à terra. Se, pelo contrário, não for suficiente para levar a onda até à horizontalidade antes de atingida a altitude de ionização máxima, a onda descreve um S e fura a camada.

20. A influência das camadas (2) A refracção da onda é tanto mais acentuada quanto mais forte for o grau de ionização da camada. A refracção da onda é tanto mais acentuada quanto mais baixa for a frequência. Para uma certa camada é, portanto, mais fácil a onda atingir a horizontalidade em ondas médias do que em ondas curtas. Quanto mais alta for a frequência menos afectado é o trajecto da onda.

21. A influência da frequência no período nocturno

22. A camada D A camada D não tem qualquer utilidade para as comunicações porque não tem um grau de ionização suficientemente elevado para fazer voltar a onda à terra, mesmo para as frequências mais baixas (ondas longas e médias). As perdas introduzidas pela camada D, em ondas longas e médias, são tão elevadas que a onda se desvanece. Resumindo, em OL e OM, a camada D nem refracta a onda ao ponto de fazê-la regressar à terra, nem se deixa atravessar pela onda, devido às fortes perdas que introduz, resultanto uma atenuação muito elevada. Conclusão: Devido à existência da camada D, durante o dia não é possível a propagação via ionosfera, somente à noite.

23. Propagação via ionosfera em O.M. No período diurno: No período nocturno:

24. A qualidade do sinal captado via ionosfera Devido às instabilidades da ionosfera que se reflectem em: Variações , de instante para instante, na altura da camada , Variações, de instante para instante, no grau de ionização da camada, a qualidade do sinal recebido é inferior ao captado por onda de terra. A qualidade é também afectado pelo “fading” resultante das instabilidades e, eventualmente, pela interferência de estações distantes.

25. “Fading” selectivo à noite À noite existem dois modos de propagação possíveis: a propagação por onda de terra e a propagação por onda ionosférica, e esta pode ser de diferentes tipos. No ponto de recepção são captados dois, ou três, sinais que se poderão interferir fortemente, devido à diferença de percurso e à instabilidade da ionosfera.

26. Porquê selectivo? O “fading” diz-se selectivo porque a interferência varia com as instabilidades da ionosfera, e esse efeito é variável com a frequência das diversas componentes do sinal As instabilidades da ionosfera reflectem-se em: Variações, de instante para instante, na altura da camada, Variações, de instante para instante, no grau de ionização da camada. O resultado deste fading é grande distorsão em amplitude e em frequência.

27. O “fading” selectivo da zona próxima à zona distante (1) Na zona próxima O nível do sinal recebido por onda ionosférica é muito mais fraco do que o sinal recebido por onda de terra porque: A distância percorrida pela onda é muito maior, A força cimomotriz para ângulos de fogo perto de é muito pequena . Conclusão: No período nocturno, na zona próxima, o sinal recebido por onda de terra abafa o sinal recebido via ionosfera.  

28. O “fading” selectivo da zona próxima à zona distante (2) Na zona distante A onda de terra não chega, ou chega demasiado fraca, à zona distante devido à forte atenuação introduzida pela terra ao longo de todo o percurso. Mesmo tendo em conta que a distância percorrida pela onda ionosférica é um pouco maior do que a distância percorrida pela onda de terra, o sinal recebido via ionosfera poderá ser suficientemente forte para ser captado a longa distância. A atenuação introduzida pela ionosfera só acontece numa pequeníssima parte do percurso percorrido pela onda e é, portanto, muito menor do que a atenuação introduzida pela terra ao longo de todo o percurso da onda. Conclusão: No período nocturno, na zona distante, o sinal recebido por onda ionosférica abafa o sinal recebido por onda de terra.

29. O “fading” selectivo da zona próxima à zona distante (3) Na zona intermédia Os dois sinais, recebidos por onda de terra e por onda ionosférica, são da mesma ordem de grandeza e, por terem fases diferentes e aleatórias, interferem-se provocando um distorção tão forte que impossibilita a recepção. Conclusão: No período nocturno, numa vasta parte da zona intermédia não há possibilidade de recepção.

30. Os Emissores Provinciais da RM radiodifundem emissões provinciais em O.M. mas, durante o período diurno em que a propagação é feita por onda de terra, não cobrem integralmente a província. Juntando todas as estações provinciais não se cobre mais do que 73% do território nacional. No período nocturno, beneficiando da cobertura por onda ionosférica, os EP’s cobrem integralmente as províncias e também as províncias próximas. Em termos globais, os EP’s cobrem à noite todo território nacional e ainda as regiões próximas dos países vizinhos. C obertura de moçambique em O.M. (1)

31. Cobertura de moçambique em O.M. (2)

32. Cobertura de moçambique em O.M. (3) Devido à sua grande extensão, a cobertura integral de Moçambique por onda de terra obrigaria ao estabelecimento de uma rede com um maior número de estações. Actualmente isto não é economicamente viável nem existem infraestruturas, em termos de energia eléctrica e de comunicações, que permitam o aumento da rede. A falta de canais disponíveis e a fraca densidade populacional do país, também são factores que dificultam o alargamento da rede de emissores de OM.

33. Propagação via ionosfera em O.M. Moçambique vs Países Desenvolvidos (1) Países desenvolvidos Não estão interessados na propagação via ionosfera, porque: A cobertura por onda de terra é encurtada no período nocturno devido ao “fading” selectivo. Existem muitas estações de OM resultando um nível de interferência elevado que dificulta a recepção via ionosfera. O ruído industrial é muito elevado o que também torna difícil a recepção. Mesmo nas zonas de menor ruído industrial e menor interferência, o sinal captado via ionosfera não tem qualidade aceitável para os seus padrões. São usadas antenas de h=0,52 𝜆 (antenas anti-fading) para reduzir a intensidade do sinal recebido via ionosfera.

34. Propagação via ionosfera em O.M. Moçambique vs Países Desenvolvidos (2) Moçambique Nesta fase de desenvolvimento, há grande interesse na propagação via ionosfera, porque é um meio económico para cobrir zonas distantes onde não chega a onda de terra, e viável tendo em conta que: A cobertura de zonas extensas distantes, algumas delas de fraca densidade populacional, por onda de terra em OM ou por onda directa em VHF FM, é economicamente impraticável. Não há grande interferência de outras estações de rádio. O nível de ruído industrial é muito baixo. Embora encurte a cobertura por onda de terra no período nocturno, há um grande ganho devido às largas extensões a longa distância cobertas via ionosfera. A qualidade não é tão boa como a conseguida por onda de terra mas é aceitável e melhor do que nada.

35. Como seleccionar a antena quando se pretende a cobertura por onda de céu Exemplo prático O Emissor Provincial da RM em Lichinga cobre, por onda de terra, até 100 Km de distância. Pretende-se cobrir o resto da província (máxima distância à fronteira = 425 Km), no período nocturno, por onda ionosférica. Fazendo o cálculo com o gráfico de transmissão via ionosfera, admitindo a camada E a uma altitude média de 110 Km, conclui-se: d = 100 Km ⟹ 𝜽 = ? d = 425 Km ⟹ 𝜽 = ?

36. Gráfico de propagação via ionos fera

37. V antagem evidente para a antena de h= 𝜆/4

38. Porque não se usa a antena de h=0,625 𝜆 ? Porque o lobo secundário possibilita a propagação por onda ionosférica a um ângulo muito elevado, o que vai provocar interferência numa vasta região coberta pela onda de terra