Propagação da onda terrestre - Ground wave propagation
A propagação de ondas terrestres é um método de propagação de ondas de rádio que usa a área entre a superfície da Terra e a ionosfera para transmissão. A onda terrestre pode se propagar por uma distância considerável sobre a superfície da Terra, particularmente na parte de baixa e média frequência do espectro de rádio .
A propagação do sinal de rádio por ondas terrestres é ideal para propagação de distâncias relativamente curtas nessas frequências durante o dia. A propagação das ondas do céu ionosférica não é possível durante o dia devido à atenuação dos sinais nessas frequências causada pela região D na ionosfera. Em vista disso, as estações de comunicações de rádio de baixa frequência precisam contar com a propagação das ondas terrestres para alcançar sua cobertura.
Normalmente, o que é conhecido como um sinal de rádio de onda terrestre é feito de várias ondas constituintes. Se as antenas estiverem na linha de visão, haverá uma onda direta e também um sinal refletido. Como os nomes sugerem, o sinal direto é aquele que viaja diretamente entre as duas antenas e não é afetado pela localidade. Haverá também um sinal refletido, pois a transmissão será refletida por vários objetos, incluindo a superfície da terra e quaisquer colinas ou grandes edifícios que possam estar presentes. Além disso, existe uma onda de superfície. Isso tende a seguir a curvatura da Terra e permite a cobertura além do horizonte. É a soma de todos esses componentes que é conhecida como onda terrestre. Além do horizonte, as ondas diretas e refletidas são bloqueadas pela curvatura da Terra, e o sinal é composto puramente pela onda de superfície difratada. É por esta razão que a onda de superfície é comumente chamada de propagação de onda terrestre.
Onda de superfície
O sinal de rádio se espalha do transmissor ao longo da superfície da Terra. Em vez de apenas viajar em linha reta, os sinais de rádio tendem a seguir a curvatura da Terra. Isso ocorre porque as correntes são induzidas na superfície da Terra e essa ação retarda a frente de onda nesta região, fazendo com que a frente de onda do sinal de comunicações de rádio incline para baixo em direção à Terra. Com a frente de onda inclinada nessa direção, ela pode se curvar ao redor da Terra e ser recebida bem além do horizonte.
Efeito da frequência na propagação da onda terrestre
Conforme a frente de onda da onda terrestre viaja ao longo da superfície da Terra, ela é atenuada. O grau de atenuação depende de vários fatores. A frequência do sinal de rádio é um dos principais fatores determinantes à medida que as perdas aumentam com o aumento da frequência. Como resultado, torna esta forma de propagação impraticável acima da extremidade inferior da porção HF do espectro (3 MHz). Normalmente, um sinal em 3,0 MHz sofrerá uma atenuação que pode ser na região de 20 a 60 dB mais do que um em 0,5 MHz, dependendo de uma variedade de fatores no caminho do sinal, incluindo a distância. Em vista disso, pode ser visto por que mesmo as estações de transmissão de rádio HF de alta potência podem ser audíveis apenas por alguns quilômetros do local de transmissão através da onda terrestre.
Efeito do solo
A onda de superfície também depende muito da natureza do solo sobre o qual o sinal viaja. A condutividade do solo, a rugosidade do terreno e a constante dielétrica afetam a atenuação do sinal. Além disso, a penetração no solo varia, tornando-se maior em frequências mais baixas, o que significa que não é apenas a condutividade da superfície que interessa. Em frequências mais altas, isso não é de grande importância, mas em frequências mais baixas a penetração significa que o aterramento direto até 100 metros pode ter um efeito.
Apesar de todas essas variáveis, verifica-se que um terreno com boa condutividade dá o melhor resultado. Assim, o tipo de solo e o teor de umidade são importantes. Água salgada do mar é a melhor, e terras agrícolas ou pantanosas também são boas. O terreno arenoso seco e os centros das cidades são de longe os piores. Isso significa que os caminhos do mar são ótimos, embora mesmo estes estejam sujeitos a variações devido à aspereza do mar, resultando em perdas no caminho que dependem ligeiramente do clima. Também deve ser notado que, tendo em vista o fato de que a penetração do sinal tem um efeito, o lençol freático pode ter um efeito dependente da frequência em uso.
Polarização e propagação de ondas terrestres
O tipo de antena e sua polarização têm um grande efeito na propagação das ondas terrestres. A polarização vertical está sujeita a uma atenuação consideravelmente menor do que os sinais polarizados horizontalmente. Em alguns casos, a diferença pode chegar a várias dezenas de decibéis. É por esta razão que as estações de transmissão de ondas médias usam antenas verticais, mesmo que tenham que ser fisicamente curtas adicionando carga indutiva. Os navios que usam as bandas marítimas de MF geralmente usam antenas L invertidas, pois são capazes de irradiar uma proporção significativa do sinal que é polarizado verticalmente.
Em distâncias que são normalmente em direção à borda da área de cobertura das ondas terrestres, algum sinal das ondas do céu também pode estar presente, especialmente à noite, quando a atenuação da camada D é reduzida. Isso pode servir para reforçar ou cancelar o sinal geral, resultando em números que serão diferentes daqueles que podem ser esperados.