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.

---

Efeito sobre a intensidade do sinal recebido

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

Portanto, por exemplo:

• Um desvio de 27° provoca uma perda de: A=−20log⁡(cos⁡27°)=1 dBA = -20 \log(\cos 27°) = 1 \text{ dB}A=−20log(cos27°)=1 dB
• Um desvio de 45° provoca uma perda de: A=−20log⁡(cos⁡45°)=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⁡(cos⁡90°)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

Antena Yagi 10 elementos – Polarização Vertical