INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇOCAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHOPROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLDANTENAS NVIS - Near Vertical Incidence Skywave - NOTA DE AULA 164ANTENAS NVIS - Skywave de incidência quase vertical - NOTA DE AULA 164está licenciado sob CC BY-NC-ND 4.0© 1 por PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD
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DESCRIÇÃO
#PROFESSORANGELOANTONIOLEITHOLDPY5AAL 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.
(#py5aal) 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.
Para mais detalhes sobre o efeito NVIS (Near Vertical Incident Skywave) clique aqui
#PROFESSORANGELOANTONIOLEITHOLDPY5AAL Quando as antenas estão próximas ao solo são influenciadas por reflexão ou absorção da radiação, é o caso das NVIS , ou seja, quando a altura da antena é menor que 1 comprimento de onda, conforme já citado, o solo sempre será parte componente do sistema e a altura ideal é entre 0,15 a 0,2 λ. A partir deste valor, devido à interação com o solo, ocorrerá um achatamento dos lóbulos, podendo, das condições do mesmo formar lóbulos laterais. Se a antena estiver muito próxima do solo haverá descasamento de impedância com a linha de transmissão devido ao aumento de reatância e perda de radiação. A eficácia de comunicação varia entre 150 a 400 km, no máximo. A transmissão exige ângulos elevados, de forma a alcançar a ionosfera ocorrer a múltipla refração (reflexão). As frequências mais confiáveis para NVIS estão entre 1,8 MHz e 8 MHz. Acima de 8 MHz, acima disso há redução da eficácia , zerando em 30 MHz. As frequências utilizáveis são variam de acordo com as condições ionosféricas locais. As bandas usadas em latitudes médias vão de 1,5 MHz à noite a 8 MHz durante o dia. No inverno, após o pôr do Sol, na baixa do ciclo solar, a comunicação na parte inferior do espectro de RF melhora. Nas comunicações militares a uso de NVIS é principalmente entre 2 e 4 MHz à noite e entre 5 e 7 MHz durante o dia. As frequências ideais de NVIS tendem a ser mais altas nos trópicos e mais baixas próximo aos pólos e são melhores durante os anos de alta atividade solar. As frequências utilizáveis mudam do dia para a noite, porque a energia propiciada pela radiação solar faz a camada D causar atenuação das baixas frequências durante o dia enquanto a frequência máxima utilizável (MUF) que é a crítica a frequência da camada F aumenta com maior radiação solar. A utilização de uma frequência cerca de 15% abaixo da frequência crítica proporciona um serviço NVIS confiável (frequência ideal de trabalho ou FOT).
#PROFESSORANGELOANTONIOLEITHOLDPY5AAL O NVIS é mais útil em áreas montanhosas, onde a propagação da linha de visada é ineficaz ou a distância de comunicação está além do alcance de 80 km (ondas terrestres), ou quando o terreno é tão acidentado e árido que as ondas terrestres não são eficazes. A determinação da direção é mais difícil do que a comunicação por ondas terrestres (ou seja, VHF ou UHF), porém o NVIS propicia muitas vezes a cobertura de um país inteiro de tamanho médio a um custo muito mais baixo do que com VHF (FM), e cobertura diurna, semelhante à cobertura noturna de ondas médias (transmissão AM), a um custo mais baixo e muitas vezes com menos interferência. Uma configuração de antena NVIS é um elemento radiante polarizado horizontalmente (paralelo à superfície da Terra), o comprimento de onda ( λ ) para 1 /4 onda. A proximidade altera o lóbulo para cima, ocorrendo a propagação do NVIS. A eficiência geral da antena pode ser aumentada colocando um fio terra, um pouco mais longo que a antena 5 a 10 %, paralelo e diretamente abaixo da antena, e pode fornecer ganho de antena na faixa de 3 a 5 dBd, este trata de um elemento costumeiramente visto como refletor, cujo formalismo matemático é de uma antena Yagi de 2 elementos. O ideal é que o dipolo fique a uma distância cerca de 0,15 comprimentos acima do elemento refletor. O ganho da antena depende de vários fatores como condutividade do solo. O refletor se usa para solos pobres, sem o mesmo, parte a energia irradiada é perdida. Podem ser usadas antenas Sloper, T2FD e Dipolo). O sistema NVIS é largamente utilizado pelas Forças Armadas, é notável que seu uso muito próximo ao solo reduz seu rendimento tanto na transmissão quanto na recepção, onde o ruído e o sinal são atenuados.
REFERÊNCIAS
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fessor 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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