Rádios Digitais

Rádios Digitais

Histórico

As ondas de rádio são fáceis de gerar, podem percorrer longas distâncias e penetrar facilmente nos prédios; portanto são amplamente utilizadas para comunicação, seja em ambientes fechados ou abertos. As ondas de rádio também são omnidirecionais, o que significa que elas viajam em todas as direções a partir da fonte; desse modo, o transmissor e o receptor não precisam estar cuidadosa e fisicamente alinhados .

Vale lembrar que o rádio omnidirecional nem sempre é bom. Na década de 70 a General Motors decidiu equipar todos seus novos Cadillacs com freios controlados por computador que impediam o travamento das rodas. Quando o motorista pisava no pedal de freio, o computador prendia e soltava os freios, em vez de travá-los, como acontece em qualquer outro veículo construído naquela época . Certo dia um guarda rodoviário de Ohio começou a usar seu novo rádio móvel para falar com a central de polícia e , de repente um Cadillac próximo a ele passou a se comportar como um cavalo selvagem.

Depois de ser abordado pelo policial, o motorista respondeu que não tinha feito nada e o carro tinha ficado maluco de uma hora para outra.

O fabricante notou que havia um padrão : Eventualmente os carros enlouqueciam, mas somente quando trafegavam pelas estradas de Ohio . A General Motors ainda demorou um certo tempo para descobrir que a fiação do Cadillac formava uma ótima antena que captava a freqüência usada pelo novo radio da Polícia Rodoviária de Ohio.

As propriedades de propagação das ondas de rádio dependem da freqüência.

Em baixas freqüências, as ondas atravessam os obstáculos, mas a potência cai abruptamente a medida que a distância aumenta. Já nas altas freqüências, as ondas de rádio tendem a viajar em linha reta e ricochetear nos obstáculos ( semelhante a um feixe de luz ) . A chuva também é um obstáculo importante, pois a alta freqüência é absorvida pelas gotas da chuva.

Devido à capacidade que as ondas de rádio apresentam de percorrer longas distâncias, a interferência entre usuários é um problema. Por esta razão, todos os governos exercem um rígido controle no licenciamento do uso de transmissores e estações de rádio. Poucas faixas de freqüência são liberadas para uso sem a necessidade de licença prévia .

Abaixo a tabela com o espectro de freqüências :

Nas bandas VLF , LF e MF , as ondas de rádio se propagam perto do solo seguindo a curvatura da terra . Podem alcançar até 1.000 km. Na medida que a freqüência aumenta, o raio de ação vai diminuindo.

A radiodifusão AM opera numa banda MF, razão pela qual as rádios AM da cidade de SP podem ser captadas em locais distantes 200 até 300 km da Capital, desde que não haja outra estação local transmitindo na mesma freqüência. As ondas de rádio nesta freqüência atravessam com facilidade as paredes; esse é o motivo porque os rádios portáteis funcionam em ambientes fechados.

Nas bandas HF e VHF, as ondas que se propagam ao longo do solo tendem a ser absorvidas pela Terra No entanto, as ondas que alcançam a ionosfera, uma camada de partículas carregadas eletricamente que envolvem a Terra a um altura de 100 até 500 km, são refletidas por ela e enviadas de volta à Terra.

Em determinadas condições atmosféricas, os sinais podem ricochetear diversas vezes e alcançar distâncias incríveis . Os usuários de radioamador aproveitam deste fenômeno para efetuar comunicações de longa distancia.

Acima de 100 MHz, as ondas trafegam praticamente em linha reta e, portanto podem ser concentrados em uma faixa estreita. A concentração de toda a potência transmitida em um pequeno feixe através de uma antena parabólica oferece uma relação sinal / ruído muito mais baixa. Neste caso, as antenas de transmissão e recepção devem estar alinhadas com o máximo de precisão.

Além disso, essa direcionalidade permite o alinhamento de vários transmissores em uma única fileira, fazendo com que eles se comuniquem com vários receptores também alinhados sem que haja interferência, desde que sejam observadas algumas regras mínimas de espaçamento.

Antes da entrada da fibra óptica, as comunicações terrestres de longa distância eram na grande maioria feitas através de enlaces de rádios de microondas.

Tendo em vista que as microondas viajam em linha reta, se as torres de transmissão estiverem muito afastadas, o sinal acabará se perdendo. Conseqüentemente torres repetidoras precisam ser instaladas em intervalos periódicos . Quanto mais altas são as torres, mais distantes elas podem estar uma das outras. A distancia entre as repetidoras aumenta de acordo com a raiz quadrada da altura da torre . Torres com 100m de altura podem transmitir até 80 km de distancia (terreno plano , sem obstáculos).

Ao contrário das ondas de rádio nas freqüências mais baixas, as microondas não atravessam com facilidade as paredes dos edifícios . Além disso, muito embora o feixe possa estar bem concentrado no transmissor, há ainda alguma divergência no espaço. Algumas ondas podem ser refratadas nas camadas atmosféricas mais baixas e conseqüentemente, sua chegada pode ser mais demorada que a das ondas diretas . As ondas retardadas podem chegar fora de fase em relação à onda direta, e assim cancelar o sinal . Esse efeito é chamado "esmaecimento de vários caminhos" (multipath fading) e costuma provocar sérios problemas. Ele depende das condições atmosféricas e da freqüência de operação. Algumas operadoras mantém 10% dos seus canais de rádio ociosos como sobressalentes; esses canais serão utilizados quando o esmaecimento atenuar temporariamente alguma banda de freqüência.

A demanda por mais e mais espectro serve para manter o processo de aperfeiçoamento tecnológico, permitindo que as transmissões utilizem freqüências cada vez mais altas . As bandas de até 23 GHz agora são de uso rotineiro, mas a partir de 4 GHz surge um novo problema: a absorção pela água. Essas ondas tem apenas alguns centímetros e são absorvidas pela chuva. Esse efeito não causaria problema algum se estivéssemos planejando construir um gigantesco forno de microondas para ser usado em céu aberto mas, no caso das comunicações, trata-se de um grave problema. Assim como acontece com o esmaecimento de vários caminhos , a única solução é desligar os enlaces que estão sendo afetados pela chuva e criar uma nova rota que os contorne.

Em resumo,