CRAM

Influência do solo no
rendimento da antena

Publicado 13. Feb, 2015 por PY2JF - João Roberto como Artigos, Colaboradores

Por Luiz Amaral, PY1LL/AC2BR.

O campo eletromagnético de uma antena possui duas componentes diferentes: a primeira que tem intensidade relativamente baixa, cai lentamente com a distância indo ao infinito e é, por isso, chamado de campo de radiação; a segunda com intensidade muito alta, caindo rapidamente com a distância (a poucos comprimentos de onda de distância pode ser desprezado) e é o campo próximo ou reativo. Este fica trocando energia entre o espaço e a antena e, para bom rendimento, o espaço tem de devolver toda a energia que ele recebeu.

Uma antena horizontal de fio comum (uma dipolo, p. ex.) a baixa altura (em relação ao comprimento de onda) sobre uma terra ruim (baixo coeficiente de reflexão e perdas altas) apresenta um rendimento muito baixo. A razão disso é que, além de ficar mais susceptível a obstáculos, a terra está mergulhada no campo próximo e o espaço que circunda a antena não consegue devolver toda a energia reativa que lhe foi entregue porque grande parte se dissipa na terra. Quanto a esse problema, quanto maior a altura melhor. Para nós radioamadores, em HF baixo, isto é, de 40m para baixo, uma altura de 1/4 de onda é o mínimo aceitável. Abaixo disso a eficiência cai rapidamente. Assim, tentar transmitir em 160m com uma antena a 15m de altura não dá bons resultados. Aliás, é essa a principal razão pela qual os radioamadores, mesmo com espaço para esticar uma dipolo de 80m ou 160m, sempre reclamam da baixa eficiência das mesmas (1/4 de onda em 160m são 40m e, em 80m, 20m!).

Quando a terra é boa condutora (e por isso boa refletora), mesmo com antena baixa, a energia que vai para baixo se reflete e se soma (o resultado depende da altura) à irradiada para cima e a eficiência pode ser razoável. Com a terra ruim e a antena baixa, a energia para baixo apenas contribui para ‘aquecer a terra’, gerando uma resistência equivalente de perda em série com a de radiação na antena.

A tentativa de se colocar um fio com 5% mais longo que o dipolo, abaixo dele perto da terra para ‘criar uma yagi de 2 elementos para cima’ é ingênua e NÃO funciona. A yagi usa um princípio que se baseia na anulação dos campos para trás do refletor, mas sem dissipação. Isto faz com que, para trás, não haja radiação e a energia que iria para trás, vai para a frente. Se a energia que for para trás se dissipar, ela NÃO vai para a frente e portanto a yagi não opera como tal. É o caso da antena baixa na terra ruim. A única maneira de se resolver o problema, se não se puder melhorar a terra, é subir a antena.

Isto está dito no ARRL Antenna Book, mas sem explicar porque. Eu fiz experiências cuidadosas pondo e retirando instantaneamente (para evitar o fading) um refletor embaixo de uma antena dipolo 1/2 onda para 80m. Com ou sem ele, o sinal (de AM para se medir a portadora estável) em nada mudou para todos os colegas da rodada, como eu já esperava. Terra boa, mas com antena horizontal baixa, tem bom rendimento, mas irradia como NVIS que, para DX, p. ex., não serve.