164 PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD

INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇOCAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHOPROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD - NOTAS DE AULA 164RADIOCÊNCIARADIOCIÊNCIA © 1987 por PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD está licenciada sob Creative Commons Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional

SUMÁRIO

ÍNDICE ATMOSFERA MATERIAL DIDÁTICO RADIOCIÊNCIA INTRODUÇÃO PDF

RADIOCIÊNCIA INTRODUÇÃO

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A radiociência é uma área interdisciplinar que se dedica ao estudo e à aplicação das ondas de rádio para investigar fenômenos naturais e desenvolver tecnologias. Em essência, ela analisa como as ondas eletromagnéticas na faixa de rádio se propagam, interagem com a atmosfera, com o meio interplanetário e com outros ambientes, além de explorar como esses efeitos podem ser utilizados tanto para pesquisas científicas quanto para aplicações práticas em telecomunicações, monitoramento ambiental e observações astronômicas. No contexto brasileiro, a radiociência ganhou notoriedade por integrar conhecimentos de física, geofísica, astronomia e eletrônica. Pesquisadores pioneiros contribuíram para unir campos que tradicionalmente eram encarados separadamente (como a astrofísica e a geofísica), demonstrando que essa abordagem multidisciplinar favorece o desenvolvimento de sistemas de antenas e dispositivos de monitoramento avançado, além de enriquecer a divulgação científica por meio de programas como a Ciência no Rádio. Para além disso, podemos explorar como esse campo impactou a história da comunicação sem fio, a observação de fenômenos naturais como pulsos de rádio oriundos de tempestades solares ou a dinâmica da ionosfera, e até o desenvolvimento de tecnologias que hoje são parte central do nosso cotidiano.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A radiociência é fundamental para o desenvolvimento de tecnologias que permitem o monitoramento do espaço por meio de satélites. Essa área alia os princípios da física das ondas eletromagnéticas à prática engenhosa de captar e interpretar sinais, contribuindo para o refinamento dos instrumentos de comunicação e sensoriamento. Em outras palavras, os conhecimentos originados na radiociência orientam tanto a criação dos sistemas de antenas e receptores quanto a forma como esses dispositivos operam em ambientes complexos, como a ionosfera e o espaço interplanetário, onde os sinais sofrem interferências e dispersões. No contexto do monitoramento espacial, os satélites equipados com sensores baseados em técnicas radiocientíficas conseguem captar dados que vão desde a atividade solar até fenômenos meteorológicos e ambientais na Terra. Por meio da análise de diferentes comprimentos de onda, é possível identificar eventos como tempestades solares, flutuações na ionosfera e mudanças na cobertura vegetal. Esses dados são essenciais para a previsão do tempo, o acompanhamento do desmatamento e a avaliação dos desastres naturais, permitindo decisões mais ágeis e fundamentadas em políticas públicas. Além disso, a radiociência orienta o desenvolvimento de satélites do ponto de vista dos sistemas de comunicação. Ao entender como as ondas de rádio se propagam e interagem com a atmosfera, os engenheiros podem projetar antenas mais eficientes, reduzindo a interferência e fortalecendo a transmissão de dados entre o satélite e as estações terrestres. Essa expertise possibilita, inclusive, o avanço de tecnologias em miniaturização visíveis nos cubesats e nanosatélites, que operam em constelações para aumentar a cobertura e a resolução dos dados coletados, ampliando o monitoramento de fenômenos em tempo quase real.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A integração dos princípios radiocientíficos no desenvolvimento de satélites não só tem impulsionado a inovação tecnológica, mas também fortalece a soberania nacional em projetos, satélites totalmente concebidos e operado no Brasil, são exemplos claros de como a radiociência pode ser aplicada para criar soluções de monitoramento ambiental avançadas, que contribuem para a fiscalização de áreas de desmatamento, monitoramento de recursos hídricos e avaliação dos riscos de desastres naturais. Essa interseção entre radiociência e tecnologia espacial abre caminho para uma era de observação mais precisa e abrangente do nosso planeta, com impactos diretos na gestão sustentável e na segurança das atividades humanas.

Principais áreas de estudo e aplicação da Radiociência:

Propagação de Ondas de Rádio: Investiga como as ondas de rádio viajam através de diferentes meios, como a atmosfera terrestre, o espaço interplanetário e até mesmo através de materiais. Este estudo é crucial para o design de sistemas de comunicação sem fio, radares e sistemas de navegação. Fatores como refração, reflexão, difração, absorção e espalhamento de ondas de rádio são considerados.
Antenas e Teoria Eletromagnética: Foca-se no design, análise e desenvolvimento de antenas para transmitir e receber ondas de rádio de forma eficiente. A teoria eletromagnética fornece a base fundamental para entender o comportamento das ondas de rádio e o funcionamento das antenas.
Radioastronomia: Utiliza ondas de rádio para observar e estudar objetos e fenómenos celestes, como estrelas, galáxias, pulsares, quasares e a radiação cósmica de fundo em micro-ondas. As ondas de rádio podem penetrar nuvens de poeira cósmica que bloqueiam a luz visível, permitindo aos astrônomos obter informações únicas sobre o universo.
Sensoriamento Remoto por Rádio: Emprega ondas de rádio para recolher informações sobre a superfície da Terra, oceanos, atmosfera e gelo. Técnicas como radar e radiometria são usadas para monitorizar o clima, desastres naturais, vegetação, umidade do solo e outros parâmetros ambientais.
Comunicações por Rádio: É talvez a aplicação mais conhecida da radiociência, abrangendo todas as formas de comunicação sem fio, como rádio AM/FM, televisão, telefones celulares, Wi-Fi, Bluetooth, comunicações por satélite e redes de dados sem fio. A radiociência é fundamental para otimizar o espectro de radiofrequências e desenvolver novas tecnologias de comunicação.
Radar: Utiliza ondas de rádio para detetar a presença, direção, distância e velocidade de objetos. As aplicações do radar são vastas, incluindo controle de tráfego aéreo, meteorologia (radar meteorológico), navegação marítima e terrestre, aplicações militares e até mesmo em alguns tipos de imagens médicas.
Medicina: Certas técnicas de imagem médica, como a ressonância magnética (MRI), utilizam princípios relacionados com ondas de rádio e campos magnéticos para criar imagens detalhadas do interior do corpo humano.
Gestão do Espectro de Radiofrequências: Com a crescente procura por comunicações sem fio, a gestão eficiente do espectro de radiofrequências, que é um recurso finito, torna-se crucial. A radiociência contribui para o desenvolvimento de técnicas e regulamentações para evitar interferências e garantir o uso equitativo do espectro.
Interação de Ondas de Rádio com a Matéria: Estuda como as ondas de rádio afetam e são afetadas por diferentes materiais e meios biológicos. Isto é importante para avaliar a segurança da exposição humana a campos de radiofrequência e para desenvolver novas aplicações industriais e médicas.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A radiociência desempenha um papel vital na sociedade moderna, impulsionando avanços tecnológicos em diversas áreas. Desde as comunicações globais que nos conectam, passando pela previsão do tempo que nos protege, até à exploração do universo que expande o nosso conhecimento, a radiociência está no cerne de muitas das tecnologias e serviços dos quais dependemos diariamente. É um campo em constante evolução, com pesquisas contínuas que levam a novas descobertas e aplicações inovadoras.

ANTENAS

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Uma antena é um conjunto de segmentos condutores, elementos, conectados eletricamente ao receptor ou transmissor. As antenas podem ser projetadas para transmitir e receber ondas de rádio igualmente em todas as direções horizontais, antenas omnidirecionais, ou preferencialmente em uma direção específica, antenas direcionais, de alto ganho ou de feixe. Uma antena pode incluir componentes não conectados ao transmissor, refletores parabólicos, cornetas ou elementos parasitas, que servem para direcionar as ondas de rádio em um feixe ou outro padrão de radiação desejado. Diretividade forte e boa eficiência na transmissão são difíceis de alcançar com antenas com dimensões muito menores que meio comprimento de onda. As primeiras antenas foram construídas em 1886 pelo físico alemão Heinrich Hertz em seus experimentos pioneiros para provar a existência de ondas eletromagnéticas previstas pela teoria eletromagnética de 1867 de James Clerk Maxwell. Hertz colocou antenas dipolo no ponto focal de refletores parabólicos para transmissão e recepção. A partir de 1895, Guglielmo Marconi começou o desenvolvimento de antenas práticas para telegrafia sem fio de longa distância e abriu uma fábrica em Chelmsford, Inglaterra, para fabricar sua invenção em 1898.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Ocasionalmente, o termo equivalente a antena, antigamente aéreo, é usado para significar especificamente uma antena de fio horizontal elevada. A origem da palavra antena em relação ao aparelho sem fio é atribuída ao pioneiro do rádio italiano Guglielmo Marconi. No verão de 1895, Marconi começou a testar seu sistema sem fio ao ar livre na propriedade de seu pai perto de Bolonha e logo começou a experimentar antenas de fio longo suspensas em um poste. Em italiano, um poste de barraca é conhecido como l'antenna centrale, e o poste com o fio era simplesmente chamado de l'antenna. Até então, os elementos de transmissão e recepção de radiação sem fio eram conhecidos simplesmente como "terminais". Devido à sua proeminência, o uso da palavra antena por Marconi se espalhou entre pesquisadores e entusiastas sem fio e, mais tarde, para o público em geral.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Antena pode se referir, de forma ampla, a um conjunto completo, incluindo estrutura de suporte, invólucro, se houver, etc, além dos componentes condutores de corrente de RF. Uma antena receptora pode incluir não apenas os elementos receptores metálicos passivos, mas também um pré-amplificador ou misturador integrado, especialmente em frequências de micro-ondas e acima. As antenas são necessárias para qualquer receptor ou transmissor de rádio acoplar sua conexão elétrica ao campo eletromagnético. As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas que transportam sinais através do espaço na velocidade da luz, com quase nenhuma perda de transmissão. As antenas podem ser classificadas como omnidirecionais, irradiando energia aproximadamente igualmente em todas as direções horizontais, ou direcionais, onde as ondas de rádio são concentradas em alguma direção. Uma chamada antena de feixe é unidirecional, projetada para resposta máxima na direção da outra estação, enquanto muitas outras antenas são destinadas a acomodar estações em várias direções, mas não são verdadeiramente omnidirecionais. Como as antenas obedecem à reciprocidade, o mesmo padrão de radiação se aplica à transmissão e à recepção de ondas de rádio. Uma antena hipotética que irradia igualmente em todas as direções, verticais e também em todos os ângulos horizontais é chamada de radiador isotrópico, no entanto, estes não podem existir na prática nem seriam particularmente desejados. Para a maioria das comunicações terrestres, em vez disso, há uma vantagem em reduzir a radiação em direção ao céu ou ao solo em favor da direção horizontal. Uma antena dipolo orientada horizontalmente não envia energia na direção do condutor, isso é chamado de antena nula, mas é utilizável na maioria das outras direções. Vários desses elementos dipolo podem ser combinados em um conjunto de antenas, como o Yagi-Uda, para favorecer uma única direção horizontal, sendo assim denominado antena de feixe.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A antena dipolo, que é a base da maioria dos projetos de antenas, é um componente balanceado, com tensões e correntes iguais, porém opostas, aplicadas em seus dois terminais. A antena vertical é uma antena monopolo, não balanceada em relação ao terra. O terra, ou qualquer grande superfície condutora, desempenha o papel de segundo condutor de um monopolo. Como as antenas monopolo dependem de uma superfície condutora, elas podem ser montadas com um plano de aterramento para aproximar o efeito de serem montadas na superfície da Terra. Antenas mais complexas aumentam sua diretividade. Elementos adicionais na estrutura da antena, que não precisam ser conectados diretamente ao receptor ou transmissor, aumentam sua direcionalidade. O ganho da antena descreve a concentração da potência irradiada em um ângulo sólido específico do espaço. Ganho talvez seja um termo escolhido de forma infeliz, em comparação com o ganho do amplificador, que implica um aumento líquido na potência. Em contraste, para o ganho da antena, a potência aumentada na direção desejada ocorre às custas da potência reduzida em direções indesejadas. Ao contrário dos amplificadores, as antenas são dispositivos eletricamente passivos que conservam a potência total, e não há aumento na potência total acima daquela fornecida pela fonte de energia, o transmissor, apenas uma distribuição melhorada desse total fixo. Um conjunto de antenas em fase consiste em duas ou mais antenas simples conectadas entre si por meio de uma rede elétrica. Isso frequentemente envolve várias antenas dipolo paralelas com um determinado espaçamento. Dependendo da fase relativa introduzida pela rede, a mesma combinação de antenas dipolo pode operar como um conjunto de antenas de banda larga, direcional normal a uma linha que conecta os elementos, ou como um conjunto de antenas de ponta, direcional ao longo da linha que conecta os elementos. Os conjuntos de antenas podem empregar qualquer tipo de antena básica omnidirecional ou fracamente direcional, como antenas dipolo, de loop ou de fenda.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Antenas log-periódicas e independentes de frequência empregam autosimilaridade para operar em uma ampla faixa de larguras de banda. O exemplo mais conhecido é o conjunto de dipolos log-periódicos, que pode ser visto como um conjunto, tipicamente de 10 a 20, de elementos dipolo conectados com comprimentos progressivos em um conjunto endfire, tornando-o bastante direcional, ele é usado especialmente como antena de telhado para recepção de televisão. Por outro lado, uma antena Yagi-Uda, ou simplesmente Yagi, com uma aparência um tanto semelhante, possui apenas um elemento dipolo com conexão elétrica, os outros elementos parasitas interagem com o campo eletromagnético para criar uma antena altamente direcional, mas com uma largura de banda estreita. Uma direcionalidade ainda maior pode ser obtida usando antenas de abertura, como o refletor parabólico ou a antena corneta. Como a alta diretividade em uma antena depende de ser grande em comparação com o comprimento de onda, antenas altamente direcionais, portanto, com alto ganho de antena, tornam-se mais práticas em frequências mais altas, UHF e acima. Em baixas frequências, como transmissão AM, conjuntos de torres verticais são usados para atingir a direcionalidade e ocuparão grandes áreas de terra. Para recepção, uma antena longa Beverage pode ter diretividade significativa. Para uso portátil não direcional, uma antena vertical curta ou uma pequena antena de loop funcionam bem, com o principal desafio do projeto sendo o casamento de impedância. Com uma antena vertical, uma bobina de carga na base da antena pode ser empregada para cancelar o componente reativo da impedância, pequenas antenas de loop são sintonizadas com capacitores paralelos para esse propósito. Uma entrada de antena é a linha de transmissão, ou linha de alimentação, que conecta a antena a um transmissor ou receptor. A alimentação da antena pode se referir a todos os componentes que conectam a antena ao transmissor ou receptor, como uma rede de casamento de impedância, além da linha de transmissão. Em uma chamada antena de abertura, como uma corneta ou prato parabólico, a alimentação também pode se referir a uma antena radiante básica embutida em todo o sistema de elementos refletores, normalmente no foco da corneta ou na garganta de um prato parabólico, que pode ser considerada o único elemento ativo naquele sistema de antena. Uma antena de micro-ondas também pode ser alimentada diretamente por um guia de ondas no lugar de uma linha de transmissão condutiva.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A maioria dos projetos de antenas são baseados no princípio de ressonância, isso depende do comportamento de elétrons em movimento, que refletem em superfícies onde a constante dielétrica muda, de forma semelhante à maneira como a luz reflete quando as propriedades ópticas mudam. Nesses projetos, a superfície reflexiva é criada pela extremidade de um condutor, normalmente um fio ou haste de metal fino, que no caso mais simples tem um ponto de alimentação em uma extremidade onde é conectado a uma linha de transmissão. O condutor, ou elemento, é alinhado com o campo elétrico do sinal desejado, normalmente significando que é perpendicular à linha da antena até a fonte, ou receptor no caso de uma antena de transmissão. O componente elétrico do sinal de rádio induz uma voltagem no condutor. Isso faz com que uma corrente elétrica comece a fluir na direção do campo instantâneo do sinal. Quando a corrente resultante atinge a extremidade do condutor, ela se reflete, o que equivale a uma mudança de fase de 180 graus. Se o condutor for  1/4 de comprimento de onda. Com um comprimento de onda de, a corrente do ponto de alimentação sofrerá uma mudança de fase de 90 graus ao atingir a extremidade do condutor, refletirá 180 graus e, em seguida, outros 90 graus ao retornar. Isso significa que ela sofreu uma mudança de fase total de 360 graus, retornando ao sinal original. A corrente no elemento, portanto, se soma à corrente criada pela fonte naquele instante. Esse processo cria uma onda estacionária no condutor, com a corrente máxima na alimentação. O dipolo de meia onda comum é provavelmente o projeto de antena mais utilizado. Consiste em dois  1/4 de comprimento de onda. Elementos de comprimento de onda dispostos ponta a ponta e dispostos essencialmente ao longo do mesmo eixo ou colineares, cada um alimentando um lado de um fio de transmissão de dois condutores. O arranjo físico dos dois elementos os coloca 180 graus fora de fase, o que significa que, a qualquer instante, um dos elementos está conduzindo corrente para a linha de transmissão enquanto o outro a está puxando. A antena monopolo é essencialmente metade do dipolo de meia onda, um único  1/4 de comprimento de onda. Elemento de comprimento de onda com o outro lado conectado ao terra ou a um plano de terra equivalente ou contrapeso. Monopolos, que têm metade do tamanho de um dipolo, são comuns para sinais de rádio de comprimento de onda longo, onde um dipolo seria impraticavelmente grande. Outro projeto comum é o dipolo dobrado, que consiste em dois, ou mais dipolos de meia onda colocados lado a lado e conectados em suas extremidades, mas apenas um deles é acionado.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal A onda estacionária se forma com este padrão desejado na frequência operacional de projeto, fo, e as antenas são normalmente projetadas para este tamanho. No entanto, alimentar esse elemento com 3 fo cujo comprimento de onda é  1/3 de fo também levará a um padrão de onda estacionária. Assim, um elemento de antena também é ressonante quando seu comprimento é  3/4 de um comprimento de onda. Isso é verdadeiro para todos os múltiplos ímpares de  1/4 comprimento de onda. Isso permite alguma flexibilidade de design em termos de comprimentos de antena e pontos de alimentação. Antenas usadas dessa maneira são conhecidas por serem operadas harmonicamente. Antenas ressonantes geralmente usam um condutor linear, ou elemento, ou um par de tais elementos, cada um dos quais tem cerca de um quarto do comprimento de onda em comprimento um múltiplo ímpar de um quarto de comprimento de onda também será ressonante. Antenas que precisam ser pequenas em comparação com o comprimento de onda sacrificam a eficiência e não podem ser muito direcionais. Como os comprimentos de onda são muito pequenos em frequências mais altas, UHF, micro-ondas, geralmente não é necessário negociar o desempenho para obter um tamanho físico menor.

PESQUISAS

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Near Vertical Incidence Skywave, ou onda de celeste de incidência quase vertical (NVIS), é um caminho de propagação de ondas de rádio de ondas celestes que fornece sinais utilizáveis na faixa de distâncias médias, geralmente 0–650 km. É usado para comunicações militares e paramilitares, radiodifusão, especialmente nos trópicos, e por rádio amadores para contatos próximos contornando barreiras de linha de visão. As ondas de rádio viajam quase verticalmente para cima na ionosfera, onde são refratadas de volta para baixo e podem ser recebidas dentro de uma região circular de até 650 km do transmissor. Se a frequência for muito alta ou seja, acima da frequência crítica da camada F, a refração é insuficiente para retornar o sinal à Terra e se for muito baixa, a absorção na camada D pode reduzir a intensidade do sinal. Não há diferença fundamental entre o NVIS e a propagação de ondas celestes convencionais, a distinção prática surge unicamente dos diferentes padrões de radiação desejáveis das antenas quase vertical para o NVIS, quase horizontal para a propagação de ondas celestes convencionais de longo alcance.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal No Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho, localizado em Paula Freitas, Paraná, Brasil, foram realizados experimentos e observações de radiociência focados na Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS) e suas influências na propagação de ondas de rádio. Nesse local, sistemas transmissores/receptores e antenas de recepção em VLF (Very Low Frequency) de alto ganho, além de sistemas de prospecção ionosférica em HF, incluindo a utilização da técnica NVIS (Near Vertical Incidence Skywave). O conceito NVIS, aplicado nas pesquisas de radiociência, consiste na transmissão de ondas de rádio quase verticalmente para a ionosfera, que as refrata de volta para a Terra, permitindo comunicações eficazes em distâncias de até cerca de 650 km, especialmente em regiões onde a linha de visão direta não é possível. Para isso, foram usadas antenas que emitem com ângulos próximos a 90°, como dipolos próximos ao solo ou antenas Yagi apontadas para cima. O sistema NVIS é sensível à frequência utilizada, sendo mais eficiente em faixas entre 1,8 MHz e 8 MHz, com variações conforme as condições ionosféricas locais. No campus, a ausência de poluição eletromagnética favoreceu a qualidade das observações e medições, essenciais para o estudo das variações do campo magnético e suas consequências para as comunicações via rádio. O trabalho efetuado incluiu a instalação de filtros eletromagnéticos para operar em diversas frequências e o uso de ionossondas para análise da ionosfera, com circuitos específicos para antenas NVIS e potências significativas de transmissão em torno de 1,3 MW, o que permitiu um estudo detalhado dos fenômenos ionosféricos e sua relação com a AMAS. Essas experiências no campus tiveram como objetivo aprofundar o conhecimento sobre a interação entre o campo magnético terrestre, a ionosfera e a propagação de ondas de rádio, contribuindo para avanços em telecomunicações, defesa e ciência espacial no Brasil.

CONCLUSÃO

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Nas observações de radiofrequência realizadas na região do campus de pesquisas geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho, os resultados relevantes destacam-se principalmente pela compreensão dos efeitos da radiofrequência na propagação das ondas de rádio em uma área afetada pela Anomalia Magnética do Atlântico Sul e a Interação Terra-Sol.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal De modo geral, estudos de radiociência indicam que as técnicas utilizadas foram eficazes para mapear a propagação de sinais em condições adversas com variabilidade seguindo os Ciclos Solares 23 e 24. Os dados foram consistentes com o esperado na região da AMAS, devido à sua capacidade de interagir com a ionosfera e o campo magnético terrestre. No contexto prático, as experiências com antenas NVIS e sistemas transmissores/receptores possibilitaram um melhor entendimento das variações ionosféricas e magnéticas que influenciam as comunicações em HF, especialmente para distâncias médias, até cerca de 650 km. Além disso, a ausência de poluição eletromagnética no campus favoreceu a qualidade das medições e observações, permitindo identificar variações na propagação de ondas causadas por perturbações magnéticas e ionosféricas típicas da região. Esses resultados contribuíram para aprimorar técnicas de comunicação por rádio e para o desenvolvimento de sistemas mais robustos em áreas afetadas pela AMAS.

#professorAngeloAntonioLeithold#py5aal Os resultados mais relevantes obtidos no campus incluíram o avanço no conhecimento da propagação de ondas de rádio em condições geofísicas específicas da região, a validação do uso de antenas NVIS para comunicações eficientes e a contribuição para a ciência aplicada em radiociência e telecomunicações no Brasil.

SUMÁRIO

REFERÊNCIAS

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O trabalho RADIOAMADORISMO 1987 de Angelo Antonio Leithold está licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional. Baseado no trabalho disponível em https://sites.google.com/site/radioamadorismopy5aal/home. Podem estar disponíveis autorizações adicionais às concedidas no âmbito desta licença em https://sites.google.com/site/angeloleitholdpy5aal/.

Segundo Angelo Antonio Leithold, a ionosfera é uma camada da atmosfera que se localiza entre 60 km e 1000 km de altitude e é composta de íons, plasma ionosférico e, devido à sua composição, reflete ondas de rádio até aproximadamente 30 MHz¹. A ionosfera é formada pela ação de fontes ionizantes solares e cósmicas, que geram elétrons livres a partir dos átomos e moléculas neutras. A densidade de elétrons na ionosfera varia de acordo com a hora do dia, a estação do ano, o ciclo das manchas solares, a composição química da alta atmosfera e a influência do campo magnético terrestre¹². A ionosfera é dividida em camadas ou regiões, de acordo com suas propriedades físico-químicas e sua dinâmica. As principais camadas são: D, E, F1, F2 e F3¹²³. A ionosfera tem grande importância para as comunicações em alta frequência (HF), pois permite a propagação de ondas de rádio a longas distâncias, através da reflexão ionosférica¹²⁴. A ionosfera também é afetada por fenômenos como as descargas atmosféricas, a anomalia magnética do Atlântico Sul, as auroras polares e as tempestades geomagnéticas¹²³⁴. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, antenas são dispositivos desenhados de maneira a transmitir ou receber energia eletromagnética, transformando correntes elétricas em ondas eletromagnéticas ou vice-versa. Ele também as classifica em ressonantes e não ressonantes, de acordo com a frequência requerida e a sintonia do sistema¹². Ele explica os conceitos e as propriedades das antenas, como a impedância, o ganho, a diretividade, o diagrama de irradiação, o acoplamento mútuo, o efeito terra, os refletores, os elementos parasitas, entre outros¹²³⁴⁵. Ele também apresenta vários tipos e modelos de antenas, como dipolos, monopolos, yagis, quadras, loops, helicoidais, log-periódicas, parabólicas, cornetas, entre outras¹²³⁴⁵. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, a impedância de uma antena é a relação entre a tensão e a corrente elétrica aplicadas nos seus terminais. A impedância de uma antena depende da sua forma, do seu tamanho, do material de que é feita, da frequência do sinal e do meio em que está inserida. A impedância de uma antena é importante para o casamento de impedância com o gerador e a linha de transmissão, pois isso afeta a eficiência da transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas¹²³. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, o eletromagnetismo é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às cargas elétricas e aos campos elétricos e magnéticos. Ele explica que o eletromagnetismo é baseado nas quatro equações de Maxwell, que descrevem como as cargas elétricas geram campos elétricos e magnéticos e como esses campos interagem entre si e com as cargas. Ele também mostra como o eletromagnetismo está presente em vários aspectos da natureza e da tecnologia, como a luz, as ondas eletromagnéticas, as antenas, os motores, os geradores, os transformadores, os relés, os alto-falantes, os microfones, os ímãs, os eletroímãs, os capacitores, os indutores, os resistores, os diodos, os transistores, os circuitos, os computadores, os celulares, os rádios, as TVs, os fornos de micro-ondas, os raios X, as ressonâncias magnéticas, entre outros¹²³⁴.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 pedagogia1 2. 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 região1 2. 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 pedagogia1 2. 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 região1 2. 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 educacional1 2. 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 Wire1 2. 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 transmissão 2. 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 rádio 3. 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 especializados 2. Educação e Pedagogia: Ele também é citado em artigos e teses sobre metodologia científica e tecnologia educacional 3. Essas referências estão disponíveis em diversas plataformas acadêmicas e sites especializados, como Google Scholar, Academia.edu e em blogs pessoais do próprio professor1 2 3.