Como funciona o Rádio

As "ondas de rádio" transmitem músicas, conversas, fotos e dados através do ar, de maneira invisível, geralmente por milhões de quilômetros. Embora as ondas de rádio sejam invisíveis e completamente indetectáveis pelos humanos, elas mudaram totalmente a sociedade. Não importa se estamos falando sobre um telefone celular, um monitor de bebê, um telefone sem fio ou qualquer das outras milhares de tecnologias sem fio: todas elas usam ondas de rádio para comunicar.
Aqui estão apenas algumas das tecnologias do dia-a-dia que dependem das ondas de rádio:

• transmissões de rádio AM e FM
• telefones sem fio
• portões automáticos de garagem
• redes sem fio
• brinquedos controlados por rádio
• transmissões de TV
• telefones celulares
• receptores GPS
• radioamadores
• comunicações por satélite
• rádios da polícia
• relógios sem fio (em inglês)

Radares e fornos de microondas também dependem de ondas de rádio. Satélites de comunicação e navegação seriam impossíveis sem as ondas de rádio, como também a aviação moderna. Um avião depende de uma dúzia de sistemas de rádio diferentes. A tendência atual em direção ao acesso à Internet sem fio é também usar o rádio. Isso significa muito mais conveniência no futuro.
O engraçado é que o rádio é uma tecnologia incrivelmente simples. Apenas com alguns componentes eletrônicos que custam, no máximo, um ou dois dólares, você pode construir transmissores e receptores de rádio. A história sobre como algo tão simples tornou-se uma tecnologia fundamental do mundo moderno é fascinante!
Neste artigo, vamos explorar a tecnologia do rádio para você poder entender completamente como ondas de rádio invisíveis tornam tantas coisas possíveis.

O rádio mais simples

O rádio pode ser extremamente simples. Por volta da virada do século, essa simplicidade possibilitou a quase todos os primeiros experimentos. Como ele é tão simples? Aqui está um exemplo:

• pegue uma bateria nova de 9 volts e uma moeda
• pegue um rádio AM e sintonize em uma área do dial (indicador de estações) em que você ouça um ruído 
• agora segure a bateria perto da antena e rapidamente ligue os dois terminais da bateria com a moeda (conectando-os por um instante)
• você vai ouvir um estalo no rádio que é causado pela conexão e desconexão da moeda

Sua combinação de moeda com bateria é um transmissor de rádio. Ele não está transmitindo nada útil (somente ruído) e não vai transmitir muito longe (apenas uns poucos metros, porque não está otimizado para distâncias). Mas se você usar o ruído para enviar código Morse, de fato, conseguirá se comunicar por vários metros com este rudimentar dispositivo!

Um rádio (ligeiramente) mais elaborado

Se você quiser algo um pouco mais elaborado, use uma lixa de metal e dois pedaços de arame. Conecte uma ponta da lixa a um terminal da bateria de 9 volts. Conecte o outro pedaço de arame ao outro terminal da bateria e percorra, com a extremidade livre deste arame para cima e para baixo da lixa. Se fizer isso no escuro, você conseguirá ver pequenas faíscas de 9 volts correndo ao longo da lixa conforme a ponta do arame se conecta e se desconecta às arestas da lixa. Segure a lixa próxima a um rádio AM e você ouvirá muito ruído.
Nos primórdios do rádio, os transmissores eram chamados de indutores de faíscas (em inglês) e criavam uma corrente contínua de faíscas a voltagens muito mais altas (por exemplo, 20 mil volts). A alta voltagem criava grandes faíscas como as que você vê em uma vela de ignição e elas conseguiam transmitir a distâncias maiores. Hoje, um transmissor como esse é ilegal porque atravessa o espectro de radiofreqüência inteiro, mas antigamente funcionava bem e era muito comum porque não havia muitas pessoas usando ondas de rádio.

Os fundamentos do rádio: as partes

Conforme foi visto na seção anterior, é incrivelmente fácil transmitir com ruído. Contudo, todos os rádios hoje usam ondas senoidais contínuas para transmitir informação (áudio, vídeo, dados). A razão pela qual hoje usamos ondas senoidais contínuas hoje é porque há muitas pessoas e aparelhos diferentes que querem usar ondas de rádio ao mesmo tempo. Se houvesse como vê-las, você descobriria que há literalmente milhares de ondas de rádio diferentes (na forma de ondas senoidais) ao seu redor neste momento: transmissões de TV, transmissões de rádio AM e FM, rádios da polícia e dos bombeiros, transmissões de TV por satélite, conversas por celular, sinais de GPS e assim por diante. É incrível a quantidade de utilizações para as ondas de rádio atualmente (veja Como funcionam as ondas de rádio para ter uma idéia). Cada sinal de rádio diferente, usa uma freqüência de onda senoidal diferente e é, dessa forma, que os sinais são todos separados.
Qualquer estrutura de rádio tem duas peças:

• o transmissor
• o receptor

O transmissor obtém um tipo de mensagem (pode ser o som da voz de alguém, imagens para um aparelho de TV, dados para um modem de rádio ou o que quer que seja), a codifica em uma onda senoidal e a transmite por meio de ondas de rádio. O receptor recebe as ondas de rádio e decodifica a mensagem das ondas senoidais  recebidas. Tanto o transmissor quanto o receptor usam antenas para irradiar e captar o sinal de rádio.

Rádio (comunicação)

 
Rádio é um recurso tecnológico das telecomunicações utilizado para propiciar comunicação por intermédio da transcepção de informações previamente codificadas em sinal eletromagnético que se propaga através do espaço.
Uma estação de radiocomunicação é o sistema utilizado para executar contatos à distância entre duas estações, ela é composta basicamente de um transceptor (transmissor-receptor) de radiocomunicação, de uma linha de transmissão e da antena propriamente dita. A este sistema se dá o nome de sistema irradiante.
A radiodifusão é uma emissão comercial, que ocorre apenas por transmissão de sinais, sem sua transcepção. Geralmente não há recursos em AM (apenas o importante Rádio digital que é um ganho para as estações desta denominada modulação), é exclusividade de FM entre tanto são elas, som estéreo e o RDS.

Estrutura

O rádio é um sistema de comunicação através de ondas eletromagnéticas propagadas no espaço, que por serem de comprimento diferente são classificadas em ondas curtas de alta frequência ou ondas longas de baixa frequência, assim, utilizadas para fins diversos como televisão, radio, avião, etc.
Os sistemas de radiocomunicação normais são formados por dois componentes básicos:

• Transmissor – composto por um gerador de oscilações, que converte a corrente elétrica em oscilações de uma determinada frequência de rádio; um transdutor que converte a informação a ser transmitida em impulsos elétricos equivalentes a cada valor e um modulador, que controla as variações na intensidade de oscilação ou na frequência da onda portadora, sendo efetuada em níveis baixo ou alto. Quando a amplitude da onda portadora varia segundo as variações da frequência e da intensidade de um sinal sonoro, denomina-se modulação AM. Já quando a frequência da onda portadora varia dentro de um nível estabelecido a um ritmo igual à frequência de um sinal sonoro, denomina-se modulação FM.
• Receptor – Tem como componentes principais: a antena para captar as ondas eletromagnéticas e convertê-las em oscilações elétricas; amplificadores que aumentam a intensidade dessas oscilações; equipamentos para desmodulação; um alto-falante para converter os impulsos em ondas sonoras e na maior parte dos receptores osciladores para gerar ondas de radiofrequência que possam se misturar com as ondas recebidas.

História

Segundo alguns autores, a tecnologia de transmissão de som por ondas de rádio foi desenvolvida pelo italiano Guglielmo Marconi, no fim do século XIX, mas a Suprema Corte Americana concedeu a Nikola Tesla o mérito da criação do rádio, tendo em vista que Marconi usara 19 patentes de Tesla no seu projeto.
Na mesma época em 1893, no Brasil, o padre Gaúcho Roberto Landell de Moura também buscava resultados semelhantes, em experiências feitas em Porto Alegre, no bairro Medianeira, onde ficava sua paróquia. Ele fez as primeiras transmissões de rádio no mundo, entre a Medianeira e o morro Santa Teresa.

As primeiras radioemissões

O início da história do rádio foi marcado pelas transmissões radiofônicas, sendo a transcepção utilizada quase na mesma época. Consideram alguns que a primeira transmissão radiofónica do mundo foi realizada em 1906, nos Estados Unidos por Lee de Forest experimentalmente para testar a válvula tríodo.
As primeiras transmissoes para entretenimento regulares, começaram em 1920 na Argentina e nos Estados Unidos.
No Brasil, inicialmente apenas militares poderiam ter aparelhos de rádio, a lei foi revogada por Francisco de Sá , e a primeira transmissão civil foi realizada no dia 6 de abril de 1919, a partir de um estúdio improvisado na Ponte d'Uchoa, no Recife, pela PRA 8, Rádio Clube de Pernambuco, tendo à frente o radiotelegrafista Antônio Joaquim Pereira. Sobre este fato o Jornal do Recife (já extinto) noticiou no dia 7 de abril de 1919:

• Consoante convocação anterior, realizou-se ontem na Escola Superior de Electricidade, a fundação do Rádio Clube, sob os auspícios de uma plêiade de moços que se dedicam ao estudo da electricidade e da telegrafia sem fio. Ninguém desconhece a utilidade e proveito dessa agremiação, a primeira do gênero fundada no País.
• Idealizada, construída, operada e direcionada para um grupo elitista, a emissora não teve muita repercussão, por não existirem receptores nas residências àquela época.

Em 7 de setembro de 1922, no centenário da Independência do Brasil, o presidente Epitácio Pessoa, acompanhado pelos reis da Bélgica, Alberto I e Isabel, abriu a Exposição do Centenário da Independência no Rio de Janeiro. O discurso de abertura de Epitácio Pessoa foi transmitido para receptores instalados em Niterói, Petrópolis e São Paulo, através de uma antena instalada no Corcovado.
No mesmo dia, à noite, a ópera O Guarani, de Carlos Gomes, foi transmitida do Teatro Municipal para alto-falantes instalados na exposição, assombrando a população ali presente. Era o começo da primeira estação de rádio do Brasil: a Rádio Sociedade do Rio de Janeiro. Fundada por Edgar Roquette-Pinto, a emissora foi doada ao governo em 1936 e existe até hoje, mas com o nome de Rádio MEC. Essa transmissão é tida como a pioneira, no âmbito oficial. Porém a emissão radiofônica pioneira deu-se no Recife, em 1919, através da Rádio Clube de Pernambuco. Em abril de 1923, a Rádio Sociedade do Rio de Janeiro é inaugurada, sob a direção de Edgar Roquette Pinto, e é reconhecida como a primeira rádio do Brasil, no entanto, em fevereiro de 1923, a Rádio Clube de Pernambuco, já operava com um transmissor de 10 watts.

Tecnologia

Rádio com toca-fitas cassette, tipicamente anos 80.

Receptor

A função do receptor de rádio é a decodificação dos sinais eletromagnéticos recebidos do espaço, captados pela antena, transformando-os em ondas sonoras, sinais digitais e/ou analógicos. A televisão e o rádio automotivo, por exemplo, são receptores.
O equipamento é conectado a uma antena receptora, um sistema de sintonia e amplificadores de áudio, vídeo e/ou sinais digitais.

Rádio de 1936, em madeira, AM e Ondas Curtas.

Torre de emissora de rádio.

Transmissor

O radiotransmissor converte sinais sonoros, analógicos ou digitais em ondas eletromagnéticas, enviando-os para o espaço através de uma antena transmissora, para serem recebidos por um radiorreceptor, por exemplo, emissoras de AM, FM ou de TV além do LW.

Transceptor

O radio-transceptor, funciona das duas formas, como transmissor e receptor, alguns exemplos de transceptor são o telefone celular (telemóvel), os radares nos aeroportos, os equipamentos de comunicações em veículos oficiais, e de empresas particulares.
Além da radiodifusão, existem outras modalidades na utilização de equipamentos emissores de radiofrequência que influenciam nas radiocomunicações.

• Radiotelegrafia, bastante utilizada até meados da década de 1970. Após o advento da digitalização, a transcepção via código morse caiu em desuso comercialmente e militarmente, embora ainda existam utilizadores da radiotelegrafia.
• Radiotelefonia ainda utilizada, porém em outros modos, por exemplo, os telefones celulares são modos de radiotelefonia.
• Radioemissora não é necessariamente radiodifusão, ou radiocomunicação. Uma radioemissora pode emitir sinais de rádio para os mais diversos fins, desde militares até industriais.
• Radiocomunicação é a modalidade mais utilizada.
• Radiogoniometria é uma modalidade de radiolocalização. Um radiogoniômetro localiza uma emissão de radiofrequência de qualquer modalidade.
• Radiolocalização é uma forma de radiogoniometria. Um NDB, por exemplo, sendo um radioemissor, emite sinais que são recebidos por um radiogoniômetro, que tendo um sistema monodirecional de recepção, faz a triangulação da emissora, localizando-a com precisão.
• Radioterapia por Diatermia chamado por alguns do meio médico de Ondas Curtas. Este sistema, embora não pertença ao assunto radiocomunicação, tem sua relevância, pois, é um dos maiores interferentes (Poluidor) nas radiocomunicações. Trata-se de um equipamento transmissor de radiofrequência de alta potência utilizado em medicina e não em comunicação. Também não se deve confundir com Radioterapia por Radiação Ionizante), esta é realizada no comprimento de onda dos raios-x.
• Sua relevância à radiocomunicação se dá pelo fato de serem (juntamente aos equipamentos de diatermia) grandes poluidores do espectro eletromagnético.

É um meio de comunicação que ocupa lugar de destaque. Apesar de ser um hobby, este tem vital importância para as pesquisas e desenvolvimento em diversas modalidades desta ciência.
As estações de radiocomunicação mantidas por radioamadores, se prestam para comunicados e conversas informais além dos concursos e competições nacionais e internacionais os chamados contestes. Além do passatempo, os radioamadores prestam serviços para testes de condições de propagação ionosférica, direta, e por reflexão, (inclusive lunar) nas mais diversas frequências do espectro.
Em casos extremos, as estações de radiocomunicações de radioamadores, em função de sua portabilidade, agilidade, gama de utilização, potência, e sistemas de antenas de fácil montagem e alcance, auxiliam as autoridades de Defesa Civil do mundo inteiro nas situações de risco e calamidades públicas.

Como funciona a internet via rádio?

Possui essa conexão e tem curiosidade em saber como a internet via rádio funciona? Vamos ver qual o segredo através deste método de conexão.

A internet, como muitos sabem, é o melhor meio de comunicação e transmissão de dados, e hoje, com suas grandes evoluções tecnológicas, dispomos de várias maneiras de conexão. Internet via rádio, telefônica, satélite, 3G e 4G por exemplo, são formas de se conectar mais comuns entre as pessoas; todas criadas e desenvolvidas de modo a facilitar e tornar eficiente o acesso de seus usuários.
Antes de tudo, pode esquecer o rádio comum. Sua internet não tem nada a ver com rádio AM/FM nem com os locutores que invadem sua casa todos os dias. O funcionamento da internet via rádio é (razoavelmente) simples de entender. É tudo feito por torres (que transmitem o sinal) e antenas (que recebem), além de outros aparelhos, como o modem, que torna possível a sua conexão à rede mundial de computador.

Como funciona?

A internet via rádio é usada atualmente por uma vasta parte da população, tanto em seus trabalhos quanto em suas casas. Principalmente em cidades pequenas, o funcionamento é bem melhor ao funcionamento em cidades grandes, pois como veremos a seguir, a disposição da antena transmissora com a receptora faz toda a diferença. Independentemente qual seja o seu compromisso com a rede, os usuários buscam uma boa velocidade onde possam navegar na internet e ter acesso a tudo que esse mundo virtual lhe oferece, tudo isso com rapidez. E, para isso, o mesmo precisa, além de um bom sinal, um bom provedor e empresa, responsáveis por este serviço. Algo que atrai os usuários para com o uso deste sistema de internet é a questão do custo deste ser baixo, em relação a internet 3G, ou até mesmo através de um modem DLS, por exemplo. No que tange a oscilação de sinal, devemos deixar claro que todos os tipos de conexão caem.
É importante saber que o provedor de internet deve ter várias torres de internet distribuídas pela cidade, cada uma responsável por transmitir para uma parte da mesma. Essas torres são conhecidas como POPs, e são elas que transmitem o sinal da internet. Caso essa distribuição não seja bem planejada, acarreta em perca de sinal.

Quando você adquire a internet via rádio, é feita a instalação de uma antena em sua residência. Ela deve ser colocada da maneira mais precisa possível para que fique perfeitamente alinhada com a torre (ou seja, deve ser possível enxergar a torre sem nenhum obstáculo na frente). Daí o motivo de sempre ser instalada no topo das residências e prédios.
Essa antena receberá o sinal emitido pela torre e, através de um cabo, o transportará ao modem. Algumas vezes esse aparelho fica próximo à antena ou junto ao computador. Esse aparelho realiza as funções e é conectado à placa de rede do computador, que permite a conexão com a internet.
Na imagem abaixo você pode ver, como consiste o funcionamento.

Perceba que o sinal da antena emissora 1 para a casa receptora 1 chega sem obstáculo algum, muito diferente da casa receptora 4, a foto ilustrativa foi feita assim para você entender que não, o sinal não faz curva por meio do canal de comunicação, não sobe morro, não faz nada do gênero, passa diretamente pelo obstáculo, explicando então a perca de qualidade no serviço quando mal instalado. Uma solução seria refletir uma parte do sinal de rádio pelo prédio numero 6, podendo ser utilizada para se alcançar pontos onde não se consegue chegar diretamente, no caso casa 4 e 5. No entanto, as reflexões causam atenuações em algumas faixas de frequência (e essas atenuações são totalmente imprevisíveis), sendo assim, o protocolo utilizado deve ser capaz de lidar com a perda causada por essas atenuações. Concluindo, se o prédio 6 não refletir o sinal para as casas ao lado, o sinal vai chegar com uma péssima qualidade, percebe-se então o planejamento que deve ser feito para que o sinal chegue sem grandes perdas para a população.
Um dos protocolos que visa resolver essa perca é o utilizado pelo IEEE  (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos), o protocolo chama-se OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) que, ao contrário do FHSS ou DSSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum e Direct-Sequence Spread Spectrum – utilizados em rede local), não transmite uma, mas centenas de portadoras ao mesmo tempo. Sendo necessário que apenas algumas dessas portadoras cheguem ao receptor para que a informação seja recuperada. Isso possibilita que um equipamento WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access/Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas) seja capaz de se comunicar em distâncias de até 6 Km sem visada, utilizando apenas o mecanismo de reflexão.

Frequências de Operação:

O IEE procurou criar um protocolo que seja capaz de operar em frequências que vão desde 2,4 GHz até 66 GHz. Mas isso não quer dizer que chegue a essa taxa, e sim que cada fabricante tem que usar o protocolo mas desenvolver uma antena que suporte tal serviço modificando apenas as antenas, o sistema de potência e outros subsistemas menores que sejam dependentes da frequência.
VANTAGENS

• Acesso direto à internet;
• Não utiliza linha telefônica;
• Internet 24h por dia;
• Baixo custo de manutenção;
• Velocidade rápida caso a instalação e configuração seja feita da maneira correta.

DESVANTAGENS

• Alguns provedores não fornecem um suporte de qualidade;
• Obstáculos entre a torre e a antena prejudicam seriamente a conexão caso não seja resolvido por protocolos e modificações nas antigas antenas;
• Caso o vento mova a antena a conexão fica prejudicada;
• Funcionamento lento em caso de P2P (torrent, etc...);
• Problemas de estabilidade em caso de mau tempo.

Contudo, você, usuário final, é que tem a missão de escolher qual a forma de conexão que melhor atenda a suas expectativas. Se houver necessidade de uma portabilidade basta incluir um roteador, que emita o sinal em suas proximidades, algo bem útil em tempos de portabilidade como agora.
Você utiliza internet via rádio? Está satisfeito com o serviço prestado?