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INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇOCAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHOPROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD12 IONOSSONDA UTILIZANDO ANTENA YAGI-UDA DE DOIS E TRÊS ELEMENTOSNear Vertical Incidence Skywave- NVISNOTAS DE AULA
#py5aal A presente nota de aula tem por objetivo fornecer material didático de telecomunicações para o curso de Eletrônica do Centro Estadual de Educação Profissional de Curitiba - CEEP. Os experimentos, tabelas e gráficos foram realizados pelos alunos sob orientação do professor. Esta página foi migrada do GEOCITIES, que foi descontinuado.Professor Angelo Antonio Leithold (Migrada em: 2011 Coogle pages, 2015 Google Sites, 2020 @escola.pr.gov.br)
#py5aal Os experimentos foram realizados pelos alunos nas frequências de 4, 5, 6 e 7 MHz, ou seja, na banda da onda curta (HF) explorando a utilização do conceito NVIS (Near Vertical Incidence Sky wave), ou utilização da ionosfera como meio refletor das ondas utilizando ângulos perto da incidência vertical, com distâncias desde as dezenas de quilômetros até às centenas de quilômetros, dependente do ângulo de emissão.Sistema útil para curtas distâncias. Foram utilizados quatro dipolos de meia onda, numa montagem comumente chamada de ''bigode de gato''. Para os diagramas de radiação e os parâmetros da antena os alunos utilizaram diversas ferramentas encontradas na Internet. Após as simulações os estudantes construíram as antenas (cada grupo construiu a sua) e fizeram os testes práticos, comparando os dados da prática à teoria.
DENSIDADE ELETRÔNICA DA ATMOSFERA E REFLEXÃO IONOSFÉRICA
#py5aal O conceito NVIS (Near Vertical Incidence Sky wave), ou utilização da ionosfera como meio refletor das ondas utilizando ângulos perto da incidência vertical 90° é utilizado pelas FFAA (Forças Armadas) de todo o mundo. O alcance destes sistemas de transmissão é de distâncias desde as dezenas de quilômetros até às centenas de quilômetros. O sistema NVIS é dependente do ângulo de emissão e é um sistema útil para curtas e médias distâncias. Dentre as antenas utilizadas para NVIS, estas vão desde dipolos próximos aos solos, as conhecidas ''bigode de gato'' até antenas mais elaboradas, como Yagis apontadas para cima. A antena Yagi-Uda três elementos apontada para cima foi utilizada entre 2009-2010 no Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho para pesquisas do comportamento da Ionosfera. Apontada para cima para minimizar os efeitos de ruídos indesejáveis gerados nas proximidades. Foi utilizada para contatos com radioamadores quando não era utilizada como Ionossonda entre também 2009 e 2010. Na minha estação foi montada na horizontal com inclinação de 45o.
#py5aal Quando se aponta uma antena HF para cima, com ângulo de emissão entre 60° e 89°, ou quando montadas próximas ao solo, seu lóbulo de emissão é influenciado pela absorção ou reflexão da radiação. O conceito NVIS (Near Vertical Incident Skywave) ocorre quando a altura de uma antena é menor que 1 comprimento de onda, ou quando sob si está inserida uma superfície ou um elemento cuja interação é ''enxergada'' pela antena como um efeito terra, neste caso, o dipolo deve estar no mínimo a 1/4 de comprimento de onda e o refletor a uma distância de 0,1 de comprimento de onda do dipolo, o solo é um componente do sistema e influencia os lóbulos de radiação e a impedância característica do sistema de transmissão. Assim, as antenas com refletor embaixo podem ser utilizadas para o aproveitamento deste fenômeno eletromagnético. Os refletores se disseminaram nos sistemas irradiantes, em que a alteração de impedância e o diagrama resultante da distância de uma antena ao solo é largamente utilizada. A forma e a distância do refletor à antena força seu comportamento, se determinado um diagrama a antena trabalha dentro dele. Este é um dos parâmetros que imediatamente percebidos, é a relação frente/costas no caso de antenas direcionais, pois à medida que esta relação aumenta, conseqüentemente aumentará a diretividade da antena. A reflexão na ionosfera e alteração de lóbulos é função da distância e diâmetro dos elementos. Com o passar do tempo e experiências, chegou-se à conclusão que estes praticamente se igualam em forma e dimensões aos dipolos ou monopolos dos quais fazem parte. Numa antena direcional cilíndrica, por exemplo, recomenda-se que os elementos parasitas também o sejam, os comprimento físicos daqueles, se refletores devem ser ligeiramente maiores que o elemento ativo em cinco a dez por cento. No caso de refletores planos sua superfície não precisa ser infinita, basta que seja ressonante, ou seja, uma superfície refletora contínua cuja malha não ultrapasse a 10% do comprimento de onda aplicado e esteja a tal distância da terra que esta não anule o efeito de sintonia. Uma vez feito este procedimento alterará a impedância e largura de faixa do sistema resultante, o dipolo, não mais será um dipolo isolado, passará a se comportar como uma rede com todas as características dadas pela disposição dos elementos interferente.
#py5aal Uma boa antena NVIS não funcionará bem em distâncias DX, se for dipolo o seu ganho é próximo a 0 Dbd, a nao ser que sejam inseridos pais elementos, conforme descito acima. Se o sinal é irradiado ou recebido em uma direção, os ângulos quase verticais propiciarão, quando com diversos elementos, um estreitamento de feixe e a energia será concentrada. Dipolos de altura normal ou antenas verticais têm um ângulo menor e seu sinal na distância requerida será muito mais forte. Podem ocorrer, devida a propagação outras zonas de salto. A zona de salto é a área entre a onda terrestre máxima distância e a menor distância da onda celeste, onde nenhuma comunicação é possível. Dependendo das frequências de operação, antenas e condições de propagação, a zona de salto pode começar em cerca de 20 a 40 km e pode se estender por centenas de quilômetros. Sem zona de salto ou onda terrestre, o modo NVIS é usado para fazer comunicações em HF confiáveis abaixo de 10 MHz. Esse sistema é uma excelente escolha para comunicações de emergência. O efeito é semelhante a pegar uma mangueira de jardim com bocal de neblina e apontá-la para cima, água que desce proporciona um padrão omnidirecional sem pontos mortos. É um padrão de radiação circular contínuo voltando para baixo. Por ser omnidirecional, a orientação do dipolo não é importante, e quanto maior o ângulo, menor será a frequência necessária para funcionar corretamente. Portanto 40 e 80 metros são ideais para uso NVIS para uso em ângulos de 70 graus ou mais. Por isso as Forças Armadas usam banda dupla conhecida como AS-2259/GR que consistem em dois dipolos cruzados em “V” invertidos posicionados perpendicularmente entre si e apoiados no centro por um mastro para uso militar de 2 a 10 MHz .
#py5aal Assim, sinais de alta frequência (HF) abaixo de 50 MHz são capazes de ser refletidos na camada F se a densidade da ionosfera for suficientemente ionizada. A densidade é comumente medida como “fluxo solar”, que varia de acordo com o dia e a noite diariamente. Nos pontos altos do ciclo solar, a camada F da ionosfera é altamente reflexiva (densa), enquanto o oposto é verdadeiro baixos do ciclo, ocorrendo baixos níveis de refração. Quanto mais ionização na camada F, melhor ao usar HF. No entanto, não é possível evitar a simplificação excessiva, pois há muitos outros fatores que afetam a forma e as mudanças nas densidades da ionosfera. Através dos experimentos realizados longo dos ciclos 23 e 24 de manchas solares, durante diferentes momentos do dia, e durante todas as quatro estações, em cerca de 22 anos, foi possível verificar como esses fatores se combinam.
Sobre efeito NVIS e reflexão Ionosférica acesse: https://sites.google.com/site/1ionosfera/home/pesquisas IONOSFERA, LEITHOLD, ANGELO ANTONIO DOCUMENTO Plasma ionosferico DOCUMENTO REFLEXAO IONOSFERICA A LEI DE SNELL DOCUMENTO PUBLICADO EM: 01h54min de 12 de outubro de 2004 Angeloleithold 12 IONOSSONDA UTILIZANDO ANTENA YAGI-UDA DE DOIS E TRÊS ELEMENTOS Near Vertical Incidence Skywave- NVISestá licenciado sob CC BY-NC-ND 4.0© 2 por PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD
Esta licença requer que os reutilizadores deem crédito ao criador. Ela NÃO permite que os reutilizadores distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do material em qualquer meio ou formato, mesmo para fins comerciais.
POR: O crédito deve ser dado ao criador. NC: Somente o uso não comercial do trabalho é permitido. Não comercial significa que não é destinado ou direcionado principalmente para vantagem comercial ou compensação monetária. ND: Não são permitidos derivados ou adaptações do seu trabalho. Veja a Escritura de Licença
#PROFESSORANGELOANTONIOLEITHOLDNOTASDEAULA#PY5AAL Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições em diversas áreas científicas, incluindo astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia¹².Ele se formou em Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978, fez mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982 e doutorado em Física pela USP em 1987, com uma tese sobre a propagação de ondas de rádio na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul¹. Além disso, ele realizou um pós-doutorado em Astrofísica pela Universidade de Brasília (UnB) em 1992¹. Leithold tem uma vasta experiência em pesquisa e ensino, tendo lecionado em diversas instituições, incluindo o Colégio Estadual do Paraná, o Senai e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)¹. Ele é autor de vários trabalhos acadêmicos e livros, e é especialmente conhecido por seu estudo sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região¹².
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INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO
PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD - NOTAS DE AULA O professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Ele se formou em Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978, fez mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982 e doutorado em Física pela USP em 1987. Sua tese de doutorado foi sobre a propagação de ondas de rádio na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul1. Leithold tem uma vasta experiência em pesquisa e ensino, tendo lecionado em diversas instituições, incluindo o Colégio Estadual do Paraná, o Senai e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Ele também é autor de vários trabalhos acadêmicos e livros, e é conhecido por seu envolvimento com o estudo da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. O professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições em diversas áreas científicas e educacionais. Ele se destaca principalmente nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Formação Acadêmica e Carreira Graduação: Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978. Mestrado: Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982. Doutorado: Física pela USP em 1987, com a tese intitulada “Estudo da Propagação de Ondas de Rádio na Região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul Pós-Doutorado: Astrofísica pela Universidade de Brasília (UnB) em 19921.Contribuições e Pesquisas Leithold é autor de diversos trabalhos acadêmicos e livros, e suas pesquisas são amplamente citadas por outros pesquisadores. Ele é especialmente conhecido por seu estudo sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. Atuação Profissional Ensino Médio: Professor de física no Colégio Estadual do Paraná, onde lecionou por vários anos e participou de projetos pedagógicos e científicos. Ensino Técnico: Professor de eletrônica no Senai e no CEEP, desenvolvendo instrumentos e métodos para medir e analisar sinais eletromagnéticos. Ensino Superior: Professor de pedagogia na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), ministrando cursos sobre didática, metodologia científica e tecnologia educacional12. Outras Atividades Além de suas atividades acadêmicas, Leithold é um radioamador ativo, conhecido pelo indicativo PY5AAL. Ele também tem um blog onde compartilha suas pesquisas e experiências1. O indicativo PY5AAL pertence ao professor Ângelo Antônio Leithold, um radioamador brasileiro com uma vasta experiência e paixão pelo radioamadorismo. Ele é conhecido por seus experimentos com antenas e pela participação ativa na comunidade de radioamadores. Atividades e Contribuições Antenas: Leithold realiza experimentos com diferentes tipos de antenas, incluindo antenas NVIS (Near Vertical Incidence Skywave) e antenas Long Wire12. Ele compartilha suas descobertas e métodos de construção de antenas em seu blog e em sites dedicados ao radioamadorismo. Baluns Magnéticos: Ele também trabalha com a construção de baluns magnéticos, que são dispositivos usados para adaptar a impedância entre a antena e o transmissor, melhorando a eficiência da transmissão2. Comunidade: Leithold é ativo na comunidade de radioamadores, participando de eventos e trocando informações com outros entusiastas. Ele utiliza suas habilidades para contribuir com a ciência e a educação, aplicando seus conhecimentos em física e eletrônica. Recursos e Publicações Leithold mantém um blog onde compartilha suas experiências e pesquisas no campo do radioamadorismo. Ele também publica artigos e tutoriais sobre a construção e otimização de antenas e outros equipamentos de rádio3. O professor Ângelo Antônio Leithold tem várias referências acadêmicas e citações em diferentes áreas do conhecimento. Ele é citado em trabalhos sobre geofísica, astrofísica, eletrônica e educação, entre outros. Aqui estão alguns exemplos de onde suas obras e citações podem ser encontradas: Geofísica e Astrofísica: Leithold é frequentemente citado em estudos sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul e a propagação de ondas de rádio1. Eletrônica e Radioamadorismo: Seus trabalhos sobre antenas e baluns magnéticos são amplamente referenciados em publicações técnicas e blogs especializados2. Educação e Pedagogia: Ele também é citado em artigos e teses sobre metodologia científica e tecnologia educacional3. Essas referências estão disponíveis em diversas plataformas acadêmicas e sites especializados, como Google Scholar, Academia.edu e em blogs pessoais do próprio professor123.
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