Propagação de ondas eletromagnéticas

A propagação é o fenômeno que descreve como as ondas eletromagnéticas se deslocam pelo espaço, permitindo que sinais de rádio percorram grandes distâncias.

No radioamadorismo, compreender a propagação é essencial para aproveitar ao máximo as comunicações em diferentes faixas de frequência, especialmente nas ondas curtas (HF).

Para tanto, precisamos ter em mente que as ondas de rádio, dependendo de sua frequência, podem ser afetadas por uma camada de íons chamada de Ionosfera, presente a partir da camada da atmosfera denominada Mesosfera.

Camadas que compõem a atmosfera terrestre
CamadaAltura aproximadaCaracterísticas principais
Troposfera0 a 10 kmOnde ocorrem os fenômenos meteorológicos e a maior parte da vida
Estratosfera10 a 50 kmContém a camada de ozônio e é mais estável
Camada de Ozônio~20 a 30 kmFina faixa dentro da estratosfera que filtra radiação UV
Mesosfera50 a 80 kmOnde ocorrem os meteoros; temperaturas muito baixas
Termosfera80 a 600 kmTemperaturas elevadas; abriga auroras e satélites de baixa órbita
Exosferaacima de 600 kmÚltima camada da atmosfera terrestre que antecede o espaço sideral

A ionosfera e sua formação

A ionosfera é uma região da atmosfera terrestre situada entre aproximadamente 60 km e 1.000 km de altitude. Ela é formada pela ação das emissões solares — principalmente radiação ultravioleta e raios X — que ionizam as moléculas de oxigênio e nitrogênio presentes ao redor da Terra, criando íons e elétrons livres.

Essa camada eletricamente carregada desempenha papel fundamental na reflexão e refração das ondas de rádio.

Frequências de ondas curtas (HF) podem ser absorvidas ou refletidas por ela dependendo de diversas condições como por exemplo, o horário do dia.

Já frequências de VHF e acima, não sofrem influência, se deslocando livremente para o espaço (motivo pelo qual são utilizadas para comunicações espaciais).

Camadas da ionosfera e seus efeitos

A ionosfera é composta por diferentes camadas, que variam em intensidade conforme o ciclo solar, a hora do dia e a estação do ano:

  • Camada D: localizada entre 60 e 90 km é a mais espessa e com mais baixa ionização. Está presente durante o dia e acaba por absorver parte das ondas de rádio, especialmente nas frequências mais baixas, reduzindo o alcance das comunicações em HF.
  • Camada E: situada entre 90 e 120 km, pode refletir sinais de rádio em determinadas condições, permitindo comunicações regionais.
  • Camada F, composta pelas camadas F1 e F2: acima de 150 km, são as mais importantes para o radioamadorismo. A camada F2, em particular, é responsável pela reflexão de sinais em ondas curtas, possibilitando contatos a milhares de quilômetros de distância, principalmente a noite com a ausência das camadas mais baixas D e E.

Importância para o radioamador

O comportamento da ionosfera determina se um sinal será absorvido, refletido ou refratado. Por isso, conhecer as condições de propagação ajuda o radioamador a escolher a melhor frequência e o melhor horário para estabelecer comunicações de longo alcance.

Durante períodos de alta atividade solar, a ionosfera se torna mais ionizada, ampliando as possibilidades de contatos internacionais em HF.

Vê-se portanto que o conhecimento das condições da ionosfera é crucial para determinar se um contato a longa distância será possível em determinado horário do dia e frequência de transmissão.

SFI – Solar Flux Index

O indice de fluxo solar é uma medida da radiação solar diretamente relacionada à ionização da camada F da Ionosfera, principal responsável pela propagação em HF (3-30MHz).

Escala típica:

  • < 70: Condições fracas, bandas altas geralmente fechadas
  • 70-100: Propagação razoável na banda de 20m e limitada em 15m e 10m
  • 100-150: Boas condições em 20m e 15m com possibilidade de abertura em 10m
  • > 150: Excelente propagação em bandas altas, contatos DX facilitados

Os radioamadores acompanham o SFI em conjunto com os indices A e K para prever a propagação.

  • SFI + K baixo, condições ideais
  • SFI alto + K alto, ionização boa, mas instabilidade geomagnética atrapalha

Escala do indice K:

Valor KCondição geomagnéticaImpacto na propagação
0–1Muito calmoPropagação estável, ideal para HF
2CalmoPequenas variações, ainda boas condições
3Levemente instávelAlgumas flutuações perceptíveis
4InstávelPropagação degradada, contatos DX mais difíceis
5Tempestade menorForte degradação, bandas HF sofrem bastante
6Tempestade moderadaPropagação severamente afetada
7Tempestade forteHF praticamente inutilizável
8Tempestade muito forteComunicações HF quase impossíveis
9Tempestade extremaColapso total da propagação ionosférica

Escala do indice A:

Valor ACondição geomagnéticaImpacto na propagação
0–7CalmoPropagação excelente
8–15Levemente instávelPropagação boa, mas com pequenas variações
16–29InstávelPropagação degradada, contatos DX mais difíceis
30–49Tempestade menorPropagação severamente afetada
50–99Tempestade moderadaHF praticamente inutilizável
≥100Tempestade extremaColapso total da propagação
Camadas da atmosfera
Camadas da Ionosfera

Detalhe da formação das camadas D, E e F dependendo do horário.

Durante o dia, a presença das camadas D e E promovem a absorção de sinais de HF, prejudicando a reflexão e consequentemente diminuindo o alcance para comunicações em HF.

Indices

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