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Meio_Físico_Rádio

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96-Meio Físico Rádio

Visão Geral

As ondas de rádio são uma forma de radiação eletromagnética dentro de uma faixa específica do espectro eletromagnético, tipicamente com frequências que variam de alguns quilohertz (kHz) a centenas de gigahertz (GHz). Elas são um tipo fundamental de meio físico não guiado (Meio_Físico_Não_Guiado) amplamente utilizado para transmitir informações sem fio (Meio_Físico_Wireless) através do ar ou do espaço. As ondas de rádio são geradas por transmissores e detectadas por receptores usando antenas. Suas propriedades de propagação (como alcance, capacidade de penetrar obstáculos e largura de banda suportada) variam significativamente dependendo da frequência. Elas são a base para inúmeras tecnologias de comunicação, incluindo radiodifusão (AM/FM), televisão, redes locais sem fio (Wi-Fi), redes pessoais (Bluetooth), redes celulares (2G a 5G) e comunicações de longa distância.

Definição

O meio físico rádio refere-se à utilização de ondas eletromagnéticas na faixa de radiofrequência (RF) para transportar sinais de comunicação através do espaço livre. A informação é codificada no sinal de rádio através de técnicas de modulação (Modulação_de_Sinais_Elétricos, Modulação_por_Amplitude_e_Frequência_AM_e_FM, etc.) antes da transmissão.

Exemplos (Faixas de Frequência e Aplicações)

  • LF (Low Frequency) / MF (Medium Frequency): Rádio AM, navegação marítima.
  • HF (High Frequency - Ondas Curtas): Comunicações de rádio de longa distância (amador, aviação, militar), radiodifusão internacional.
  • VHF (Very High Frequency): Rádio FM, televisão analógica (canais baixos), comunicações de aviação e marítimas, rádio amador.
  • UHF (Ultra High Frequency): Televisão digital terrestre (TDT), redes celulares (frequências mais baixas de 4G/5G), Wi-Fi (2.4 GHz), Bluetooth, Zigbee, telefones sem fio, GPS.
  • SHF (Super High Frequency): Wi-Fi (5 GHz, 6 GHz), redes celulares (frequências mais altas de 4G/5G), links de micro-ondas ponto a ponto (Meio_Físico_Microondas), comunicações por satélite (bandas C, Ku, Ka).
  • EHF (Extremely High Frequency - Ondas Milimétricas): Algumas aplicações de 5G, Wi-Fi (802.11ad/ay - 60 GHz), radares de alta resolução, links de comunicação de altíssima capacidade e curto alcance.

Características

  • Propagação Omnidirecional (Geralmente): Ondas de rádio tendem a se espalhar em todas as direções a partir da antena transmissora (embora antenas direcionais possam focar o sinal).
  • Penetração de Obstáculos: Ondas de rádio de frequência mais baixa (VHF, UHF) penetram melhor em edifícios e obstáculos do que frequências mais altas (SHF, EHF).
  • Alcance: Varia muito com a frequência, potência de transmissão, sensibilidade do receptor e condições ambientais. Frequências mais baixas geralmente têm maior alcance.
  • Largura de Banda: Frequências mais altas geralmente suportam larguras de banda maiores (Largura_de_Banda).
  • Interferência: Suscetível a interferências de outras fontes de RF na mesma faixa de frequência ou em faixas adjacentes, bem como ruído elétrico (Ruído_Impulsivo, Ruído_Branco).
  • Regulamentação do Espectro: O uso das faixas de radiofrequência é regulamentado para evitar interferências.

Vantagens

  • Mobilidade: Permite comunicação sem fio para dispositivos móveis.
  • Facilidade de Implantação: Não requer instalação de cabos.
  • Cobertura Ampla: Pode cobrir grandes áreas geográficas (dependendo da frequência e infraestrutura).
  • Comunicação Broadcast: Ideal para transmitir informações para múltiplos receptores simultaneamente (rádio, TV).
  • Penetração: Frequências mais baixas podem atravessar paredes e obstáculos.

Desvantagens

  • Espectro Limitado e Regulamentado: A quantidade de espectro disponível é finita e seu uso é controlado.
  • Interferência: Vulnerável a interferências de múltiplas fontes.
  • Segurança: Sinais podem ser interceptados, exigindo criptografia.
  • Largura de Banda Limitada (vs. Fibra): Embora as frequências mais altas ofereçam mais banda, ainda é geralmente menor do que a fibra óptica.
  • Efeitos de Propagação: Sinal pode ser afetado por reflexões (multipath), sombreamento por obstáculos e condições atmosféricas.
  • Requisitos de Potência: Transmitir em longas distâncias ou altas frequências pode exigir mais energia.

Seção Expandida: Modulação em Rádio

Para transmitir informação usando ondas de rádio, um sinal de informação (ex: voz, dados digitais) precisa ser sobreposto a uma onda portadora de rádio frequência. Isso é feito através da modulação, que altera alguma característica da onda portadora (amplitude, frequência ou fase) de acordo com o sinal de informação.

  • AM (Amplitude Modulation): A amplitude da portadora varia com o sinal de informação. Simples, mas suscetível a ruído (Modulação_por_Amplitude_e_Frequência_AM_e_FM).
  • FM (Frequency Modulation): A frequência da portadora varia com o sinal de informação. Mais resistente a ruído que AM (Modulação_por_Amplitude_e_Frequência_AM_e_FM).
  • PSK (Phase Shift Keying): A fase da portadora é alterada para representar dados digitais ([[Modulação_por_Desvio_de_Fase_–PSK]], [[Modulação_por_Desvio_de_Fase_Diferencial–_DPSK]]).
  • FSK (Frequency Shift Keying): A frequência da portadora é alterada entre valores discretos para representar dados digitais (Modulação_por_Desvio_de_Frequência_–_FSK).
  • QAM (Quadrature Amplitude Modulation): Combina modulação de amplitude e fase para transmitir mais bits por símbolo (Modulação_por_Amplitude_em_Quadratura_(QAM)).
  • OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing): Técnica complexa usada em Wi-Fi moderno, 4G/5G e TDT, que divide o sinal em muitas subportadoras ortogonais, tornando-o robusto contra multipath.

Notas Relacionadas

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