Ondas, curvatura da Terra, reflexão na ionosfera

26 de julho, 2019 às 20:12 | Postado em Atmosfera, Ondas eletromagnéticas, Óptica geométrica, Radiação

Bom dia,

Prof. Fernando Lang da Silveira, gostaria que o senhor tecesse alguns comentários a respeito da necessidade de reflexão na ionosfera de algumas frequências de ondas eletromagnéticas usadas em comunicação, e a relação com grandes distâncias ocultas pela curvatura da Terra. Grato,  R. R. R.

Existem diversas postagens no CREF tratando da propagação das ondas eletromagnéticas utilizadas em telecomunicações, seja na faixa de ondas de rádio ou de micro-ondas, e elas serão referidas ao longo desta postagem.

O horizonte para as ondas eletromagnéticas utilizadas em telecomunicações é semelhante ao horizonte para a luz (vide Horizonte geométrico e o horizonte visual). Ou seja, assim como a luz (que também é uma onda eletromagnética) proveniente de um objeto distante pode nãoatingir um observador por estar o objeto encoberto pela curvatura da Terra, o mesmo acontece com as ondas eletromagnéticas utilizadas em telecomunicações. Existe uma exceção que possibilita a algumas ondas de rádio de frequência baixa (ondas longas) e média (ondas médias) alcançar adiante do horizonte da antena emissora, sem se valer da reflexão ionosférica, a chamada propagação por onda terrestre que acontece devido a reemissão das ondas pela superfície do terreno (vide Onda terrestre) .

As ondas de rádio, na faixa de ondas médias e ondas curtas podem ser refletidas nas camadas superiores da atmosfera, na ionosfera, dependendo das condições. As condições se tornam mais propícias a partir do entardecer, permitindo que ocorra uma sucessão de reflexões na ionosfera e na superfície do terreno que propagam as ondas a lugares muito distantes na superfície da Terra.  Lembro com saudades da minha avó nos anos 50 aqui no RS, ao cair da noite tentando escutar em ondas curtas a Rádio Nacional, situada no Rio de Janeiro. Vide Por que as rádios AM pegam mais longe de noite?

As radiações na faixa de micro-ondas não são refletidas na ionosfera e portanto o alcance dessas ondas é, caso não exista obstáculos no terreno, o horizonte da antena e este se distancia conforme cresce a sua altitude da antena. Vide Por que a curvatura da Terra interfere no sinal de micro-ondas? e Ondas eletromagnéticas, curvatura da Terra e difração.

Um excelente material tratando da propagação das ondas de rádio: What is Radio Propagation: RF propagation

“Docendo discimus.” (Sêneca)