POLARIZAÇÃO DE ANTENAS: Perdas e Ruído

Texto original de LU7MC Carlos – Março 2024
Tradução PY2CER

Devemos levar em conta que, por definição, as polarizações vertical e horizontal recebem esse nome conforme o elemento radiante esteja perpendicular ou paralelo à superfície da Terra. Ambas as polarizações são denominadas lineares.

O que talvez muitos radioamadores não saibam é que nossos antecessores começaram trabalhando com polarização horizontal, usando emissoras em sua maioria autoconstruídas e em AM.

Quando a tecnologia avançou o suficiente para reduzir o tamanho dos transceptores — ainda valvulados — eles começaram a ser instalados em veículos. Surgiu então o problema de que era praticamente impossível instalar antenas com polarização horizontal nesses veículos.

Com a experimentação das bandas de VHF e superiores, a instalação de repetidores e a necessidade de atender estações móveis, passou-se a construir sistemas com polarização vertical.


PERDAS POR DIFERENTES POLARIZAÇÕES

As perdas por diferença de polarização são tão significativas que podem frustrar qualquer operador ao tentar realizar contatos DX se não estiver com a polarização correta.

Na prática, a curta distância (± 50 km em enlace óptico), essa atenuação pode chegar a cerca de 20 dB (100 vezes). Mesmo assim, ainda é possível ouvir o correspondente — se a potência for considerável — porém com sinal bastante baixo.

A longa distância, a teoria se cumpre perfeitamente, sendo a atenuação um verdadeiro impedimento para a recepção.

Dispor da possibilidade de girar a antena para variar o plano de polarização pode ser extremamente útil para trabalhar propagação troposférica (Tropo), satélites e EME (Earth-Moon-Earth), embora isso envolva grandes dificuldades técnicas.

Uma estação com essa capacidade pode ser muito mais eficaz do que outra com uma antena muito maior e polarização linear fixa.

Outra solução é trabalhar com antenas de polarização circular, embora haja uma perda de 3 dB (metade da potência) ao receber um sinal linearmente polarizado.

Polarizacion Ondas
Perdidas Polarizacion

Efeito sobre a intensidade do sinal recebido

A atenuação causada por uma diferença de polarização de x graus é expressa matematicamente por:A=20log(cosx) dBA = -20 \log(\cos x) \text{ dB}A=−20log(cosx) dB

Portanto, por exemplo:

  • Um desvio de 27° provoca uma perda de: A=20log(cos27°)=1 dBA = -20 \log(\cos 27°) = 1 \text{ dB}A=−20log(cos27°)=1 dB
  • Um desvio de 45° provoca uma perda de: A=20log(cos45°)=3 dBA = -20 \log(\cos 45°) = 3 \text{ dB}A=−20log(cos45°)=3 dB (o que em EME é enorme)
  • Um desvio de 90° provoca uma perda de: A=20log(cos90°)A = -20 \log(\cos 90°)A=−20log(cos90°) A atenuação seria infinita.

POLARIZAÇÃO E RUÍDO

Outro fator a considerar são as perturbações ou interferências eletromagnéticas — radiointerferências ou interferências de radiofrequência — que são perturbações que ocorrem em qualquer circuito, componente ou sistema eletrônico, causadas por uma fonte externa de radiação eletromagnética.

Essa perturbação pode interromper, degradar ou limitar o desempenho do sistema. A fonte da interferência pode ser qualquer objeto, artificial ou natural, que possua correntes elétricas que variem rapidamente, como um circuito elétrico.

Também é conhecida pelas siglas em inglês:

  • EMI (Electromagnetic Interference)
  • RFI (Radio Frequency Interference)

Existe uma crença bastante difundida de que as fontes de interferência têm polarização vertical. Isso é meia verdade: o ruído pode ter qualquer polarização.

Entretanto, grande parte do ruído horizontalmente polarizado é absorvido pelo solo, tornando um sistema de antenas com polarização horizontal geralmente mais silencioso e mais eficaz.


Exemplo de recepção com duas antenas idênticas e polarizações diferentes

Antena Yagi 10 elementos – Polarização Horizontal

Polarizacion Ruido1 e1772533997966


Antena Yagi 10 elementos – Polarização Vertical

Polarizacion Ruido2 e1772534052647

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