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Recebendo melhor os sianis de TV em FM (TEL013)

  A TV via satélite e mesmo via cabo já esta presente numa grande quantidade de lares brasileiros. Na verdade, estes sistemas, em alguns casos têm sido a melhor solução não só para se obter a recepção perfeita de todos os canais em condições de localização adversas como também traz ao assinante a possibilidade de ver canais de muitos países.   No entanto, na grande maioria dos lares brasileiros ainda opera a velha TV em VHF e UHF, e os receptores de FM ainda são a mais difundida opção de som doméstico e no carro que conhecemos. Como obter melhor recepção de TV em VHF e UHF ou ainda FM é o que analisaremos neste artigo para os leitores que ainda dependem destes sistemas.

 É claro que não podemos falar em soluções gerais para os casos de anormalidade na recepção de sinais na faixa de VHF,  FM e UHF. O que acontece no percurso do sinal da antena transmissora até a antena receptora pode ser complexo demais e sujeito a tantas variáveis que uma previsão se torna impossível.
   No entanto, o que podemos fazer é analisar alguns dos possíveis problemas que ocorrem na propagação destes sinais e o próprio leitor passará a ter elementos para julgar o que está acontecendo no seu caso, procurando as possíveis soluções.
   Para entender melhor o que acontece com os sinais das faixas de VHF e UHF (incluindo FM) podemos dividir o espectro conforme mostra a figura 1.


   Nesta divisão temos a faixa de TV e UHF com os canais altos e baixos tendo entre eles os canais de FM e depois, mais acima, os canais da faixa de UHF.
   De uma forma geral podemos dizer que à medida que a frequência dos sinais se torna mais elevada e portanto seu comprimento de onda diminui, seu comportamento passa a se tornar cada vez mais semelhante ao comportamento das ondas de luz (lembramos que luz é radiação eletromagnética de altíssima frequência).
   Isso significa que, uma influência cada vez maior dos obstáculos físicos passa a se manifestar e seu tamanho torna-se cada vez mais importante na ocorrência de fenômenos que prejudiquem sua propagação. Cada vez mais aparecem fenômenos devidos a reflexões e refrações como por exemplo a interferência que faz com que ondas do mesmo transmissor cheguem ao receptor em instantes diferentes, conforme mostra a figura 2.


   As condições atmosféricas também influem de modo decisivo na propagação dos sinais, e de uma forma que depende da frequência, se bem que não possamos dizer que ela seja regular no que se refere a atenuação ou refração.
   Assim, podemos dizer que as ondas de TV tanto na faixa de VHF e UHF como as ondas de FM estão influenciadas na sua propagação por três fatores principais:

   a) Refração nas baixas camadas da atmosfera
   b) Reflexão no solo e em obstáculos físicos
   c) Reflexão na ionosfera para frequ6encias de até 60 MHz

   Vamos analisar os principais tipos de fenômenos que podem ocorrer:

   REFRAÇÃO ATMOSFÉRICA
   A refração atmosférica para as ondas de TV e FM pode ser considerada análoga à refração da luz quando ela passa de um meio para outro, havendo entre eles uma superfície de separação.
   Isso ocorre, por exemplo, quando a luz passa do ar para água (e vice-versa) caso em que ela sofre um desvio em sua trajetória.
   Este fenômeno pode ser facilmente observado quando colocamos um lápis num copo com água, conforme mostra a figura 3.



   Para o observador, o lápis parece "quebrado" em vista da mudança de direção dos raios de luz que transportam a imagem do objeto (no caso o lápis).
   A refração ocorre quando a luz passa pela superfície de separação de meios com densidades diferentes.
   No caso da atmosfera, nos dias quentes, podem formar-se junto ao asfalto "bolsas" de ar quente com menor densidade. Isso faz com que os raios de luz distantes que venham do céu azul de fundo se refratem fazendo uma curva e com isso sejam observados por um motorista, conforme mostra a figura 4.



   O motorista vê então no asfalto o céu azul refletido, dando a impressão de que ele se encontra molhado. É a famosa miragem que também podem ocorrer no deserto.
   Para o caso das ondas de TV e FM, pode ocorrer o mesmo fenômeno quando então as ondas emitidas pelas emissoras podem sofrer refrações que as transportem para uma distância muito maior do que a que seria obtida normalmente. Lembramos que o alcance das emissoras é limitado pela linha do horizonte e por obstáculos físicos como montanhas, etc.
   Assim, conforme mostra a figura 5, podem ocorrer recepções de sinais de TV em distâncias muito grandes quando formam-se bolsas de ar quente ou as chamadas "inversões térmicas" em condições especiais da atmosfera.



   Já ocorreu o caso, por exemplo, de numa dessas inversões ser possível receber sinais de um canal de TV de Buenos Aires, em São Paulo, a 2 400 quilômetros de distância!
   É claro que esta recepção não é perfeita, pois além da atenuação, o fenômeno não dura mais do que algumas horas.
   Nos Estados Unidos e Europa existem radioamadores que procuram sinais de TV distantes "colecionando" suas recepções como troféus.
   No Brasil temos leitores desta revista que fazem isso com sinais de FM. Temos mesmo um leitor que nos mandou uma fita que contém gravações de emissoras de FM de toda a América latina e mesmo Estados Unidos captadas no Rio Grande do Sul, nestas condições especiais de propagação.
   Como o fenômeno depende de uma certa uniformidade da umidade e temperaturas da atmosfera, ele mais raro nas altas latitudes, sendo mais frequente na Amazônia, por exemplo, onde a captação de estações distantes pode ser feita com mais facilidade.


   REFLEXÃO NO SOLO E EM OBSTÁCULOS
   A reflexão dos sinais de TV e FM no solo tem diversas consequências afetando a qualidade tanto do som como da imagem obtidos.
   Um dos problemas que ocorre está na possibilidade do sinal refletido e direto chegarem à mesma antena receptora gerando com isso interferências que afetam tanto a imagem como o som, conforme mostra a figura 6.



   Quando uma onda refletida chega defasada em relação à onda direta, de modo que os pontos de mínimo de uma coincidam com os pontos de máximo da outra o resultado será um cancelamento (interferência destrutiva) ficando a recepção prejudicada. 
   Outro problema é que a informação trazida pelos sinais passa a ser recebida em dois instantes diferentes, sendo processada de forma múltipla pelos circuitos. Nos televisores aparecem as imagens com fantasmas ou contornos múltiplos, conforme mostra a figura 7. Este problema é mais grave nas frequências mais altas (canais altos de VHF e UHF) já que os obstáculos têm maior efeito sobre os sinais.



   Uma maneira de se eliminar este tipo de problema, ou pelo menos reduzi-lo consiste em se usar uma antena direcional. A antena só recebe um dos sinais, não havendo problemas com o outro.
   Outra solução possível consiste em se deslocar de alguns metros para o caso de VHF e FM e mesmo algumas dezenas de centímetros para o caso de UHF a antena no telhado.
   No caso do FM, o problema da defasagem entre o sinal direto e refletido é menos. Para um percurso adicional de 3 km de um sinal, que corresponde a um retardo de apenas 10 ms (na velocidade de 300 000 km/s) o que ocorre é o aparecimento de um leve "eco" que mal pode ser percebido.
   É claro que a possibilidade de se captar um sinal refletido quando o direto não chega até um local, pode significar uma solução para um problema.
   Se entre a estação e sua antena não existir um percurso livre de obstáculos, conforme mostra a figura 8, a possibilidade de se orientar a antena para um prédio ou morro que reflita o sinal pode ser a solução para o problema.



   É claro que o sinal refletido é fraco e em alguns casos isso vai implicar na necessidade de se usar uma antena com excelente ganho e diretividade para que este recurso possa ser aproveitado com vantagens.
   Lembramos que um sinal fraco significa a possibilidade de ruídos (tanto artificiais como de origem atmosférica) se sobreponham à informação de imagem, aparecendo então os desagradáveis chuviscos.
   É importante também citar que se um sinal chega muito fraco até uma antena, com muitos ruídos sobrepostos, sua amplificação também significa a amplificação dos ruídos. A imagem passa a ter melhor definição mas também mais chuviscos. Não é a solução ideal.
   O amplificador de antena é usado quando o sinal chega bem até uma antena que, por estar longe do receptor precisa se uma amplificação atenuação para se compensar perdas numa linha ou pela distribuição deste sinal entre diversos receptores, conforme mostra a figura 9.



  
   DIFRAÇÃO
   Difração é o fenômeno que ocorre quando um sinal sofre um desvio na quina de um obstáculo ou objeto. A quina do objeto atua como se fosse um transmissor secundário que recebendo o sinal o irradia em todas as direções, conforme mostra a figura 10.



   Isso significa que, por trás de grandes obstáculos é possível captar o sinal refratado desde que a antena seja apontada para sua quina onde o fenômeno ocorre.
    É claro que um sinal refratado é muito mais fraco que o sinal direto o que exige o emprego de antenas de alto ganho e diretividade para se aproveitar este fenômeno num local de difícil recepção.


   CONCLUSÃO
   Reflexão, Refração ou Difração afetam a propagação dos sinais de FM e TV. Além dos aspectos que prejudicam a qualidade da recepção, devemos também considerar os casos em que estes fenômenos nos ajudam. A compreensão exata dos fenômenos é de grande importância para o técnico instalador ou vendedor de antenas que precisa vender o tipo ideal para seu cliente ou ainda solucionar um problema apresentado por um cliente.
   O domínio das soluções para os diversos casos pode ser de grande importância para o sucesso profissional nesta área.

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