Perguntas Gerais Sobre Radiocomunicação

Trabalho com equipamentos da marca Vertex (rádios e repetidoras) e com antenas e cabos Aquário, tenho dúvidas sobre os critérios para corte das antenas e cabos, apesar de sempre utilizar os cabos inteiros, mesmo nos casos onde o cabo fica sobrando. Segundo o técnico que instalou todo o sistema o comprimento do cabo, não interfere tanto, basta cortar a antena na medida correta. Gostaria de sua contribuição a respeito deste assunto, informando fórmulas e critérios para corte de antenas e cabos, bem como a melhor localização da antena no veículo e também se em sistemas fixos (prediais) o comprimento dos cabos é influente a ponto de diminuir consideravelmente o alcance do sistema.

Esta é uma dúvida muito comum, e nem sempre bem esclarecida. Tentaremos esclarecê-la da melhor maneira possível para que tanto o Sr. quanto os seus clientes obtenham o melhor rendimento possível de seus sistemas irradiantes.

Se tivermos um transceptor cuja impedância de saída/entrada seja exatamente 50 ohms e uma antena cuja impedância de entrada também seja de 50 ohms, basta colocar um cabo, com esta mesma impedância característica (no caso RG-58, RGC-58, RG-213 e RGC-213 são os mais comuns), que o sistema estará casado. O comprimento do cabo, neste caso particular, não causa descasamento de impedâncias, portanto não é relevante. Isto é verdade sempre que considerarmos cabos com baixas perdas (atenuações), portanto recomendamos que as perdas do cabo nunca ultrapassem 2 dB. Foi descrito anteriormente o caso ideal, ou seja, cabos sem perdas e tanto rádio quanto antena com impedâncias de 50 ohms.

A realidade, entretanto, é um pouco diferente: Normalmente os rádios saem de fábrica muito bem ajustados, principalmente quando se trabalha com marcas de renome como a Vertex. Podemos então realmente considerar que o rádio está com sua saída devidamente ajustada. Quando trabalhamos com cabos de qualidade, podemos também considerar que sua impedância característica seja razoavelmente constante, mas devemos nos preocupar com o comprimento máximo de cada cabo a ser utilizado, para que não ultrapasse o 2 dB de perda por inserção. Esta perda é função do tipo de cabo, do seu comprimento e da frequência de trabalho, e não pode em hipótese alguma ser desprezada ou subestimada.

Vamos citar um exemplo: Uma determinada estação, operando na frequência de 150 MHz com potência de saída igual a 50 W, deseja instalar uma antena à 25 metros de altura. Para isto precisará de um cabo de comprimento igual a 30 metros, contando com os lances horizontais. Para economizar, resolve utilizar cabo do tipo RG-58. O que acontece? Com 30 metros deste cabo, operando nesta frequência, terá uma atenuação de aproximadamente 6 dB. Isto significa que, dos 50 W originais somente 12,5 estarão sendo efetivamente irradiados. Isto se torna ainda mais crítico quando da recepção de sinais fracos. Esta estação deveria utilizar cabo RGC-213 ou considerar uma altura menor para sua antena.

Segue abaixo uma tabela com os comprimentos máximos de cada cabo, nas frequências mais comumente utilizadas, para que o limite mencionado seja respeitado:

Apesar de não mencionado em sua pergunta inicial, devemos tomar bastante cuidado na instalação dos conectores, pois estes quando mal instalados provocam descasamentos e perdas acima do esperado. Caso já não o tenha feito, consulte o fabricante dos conectores para correta instrução de montagem.

Chegamos então à antena. Normalmente quando se compra uma antena, ela pode ser ajustada para uma gama de freqüências, e quando o ajuste estiver correto ela apresentará uma impedância nominal de 50 ohms. Nos folhetos que as acompanham há instruções de ajuste, porém estas devem ser consideradas como uma aproximação inicial, pois uma antena interage com todo o ambiente à sua volta. Sua impedância e padrão de irradiação são dependentes de fatores externos, tais como altura, condutividade do solo e proximidade de objetos, metálicos ou não, para citar alguns. O que aconteceria, então, se conectarmos uma antena que, por quaisquer fatores, não apresente a impedância correta? Neste caso, haveria um descasamento entre o cabo e a antena, e o cabo passaria a atuar como um transformador de impedância, dependendo do seu comprimento.

Teríamos então, no ponto de conexão entre o rádio e o cabo uma impedância resultante desta transformação, que pode vir a ser diferente da impedância da antena em questão. Para exemplificar, vamos supor uma antena cuja impedância de entrada seja 100 ohms. Se o cabo tiver um comprimento elétrico igual a 1/4 de onda ou seus múltiplos ímpares, a impedância apresentada no outro extremo será igual a 25 ohms (Zin=Zcabo^2/Zantena). Para efetuar o ajuste da antena devemos, portanto, procurar um comprimento de cabo que apresente em um extremo a mesma impedância presente no outro, e este é o cabo múltiplo de meia onda. Interessante notar que, neste caso, a impedância característica do cabo não influencia nos resultados. Para se calcular corretamente o cabo de meia onda, devemos levar em conta sua velocidade relativa de propagação, que depende diretamente do material dielétrico empregado em sua construção.

Normalmente, para cabos do tipo RG este valor é 0,66, enquanto que para cabos do tipo RGC este valor é 0,82. As fórmulas resumidas para estes cálculos são:

Onde N é qualquer número inteiro (1,2,3,4,5,etc..) e deve ser escolhido de forma a atender o comprimento necessário para a instalação.

Quanto ao posicionamento de antenas, no caso de instalações prediais recomenda-se que a mesma fique o mais afastada possível de objetos metálicos, e que sua altura seja de pelo menos dois comprimentos de onda com relação ao teto ou telhado do prédio. No caso de veículos, a melhor posição é sem dúvida o centro do teto do carro, pois ali é maior a uniformidade do plano terra oferecido. Alternativamente temos a calha, e por último o porta-malas. Deve-se procurar ao máximo uma simetria em todas as direções, para que se tenha um padrão omnidirecional de irradiação.