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Redes Sem Fio e Ondas Eletromagnéticas

Uma rede wireless (“sem fio”, em inglês) é uma rede de dispositivos interconectados sem o uso de cabos metálicos ou ópticos, na qual a transmissão de sinais se dá por meio de ondas eletromagnéticas transmitidas e recebidas pelos equipamentos envolvidos.

O princípio de transmissão de sinais em uma rede sem fio é similar ao da transmissão de voz e música por uma rádio FM: os dados são modulados em uma onda portadora, que é transmitida por uma antena transmissora e captada por uma antena receptora conectada ao equipamento remoto, o qual processará a informação recebida e a disponibilizará para o usuário.

O que são Ondas Eletromagnéticas

Uma definição livre de ondas eletromagnéticas é descrita a seguir (retirada de fontes na Internet):

“A radiação eletromagnética é uma oscilação, em fase, dos campos elétricos e magnéticos, que, autossustentando-se, encontram-se desacoplados das cargas elétricas que lhe deram origem.

As oscilações dos campos magnéticos e elétricos são perpendiculares entre si e podem ser entendidos como a propagação de uma onda transversal, onde as oscilações são perpendiculares à direção do movimento da onda (como as ondas da superfície de uma lâmina de água), que pode se deslocar através do vácuo, ou entendidos como o deslocamento de pequenas partículas, dentro do ponto de vista quântico, chamadas fótons.

A radiação eletromagnética são ondas que se auto-propagam pelo espaço. Parte de todo o espectro consegue ser interpretada através do olho dos diversos animais e, para cada espécie, denomina-se essa fatia de luz de luz visível. A radiação eletromagnética compõe-se de um campo elétrico e um magnético, que oscilam perpendicularmente um ao outro e à direção da propagação de energia.

A radiação eletromagnética é classificada de acordo com a frequência da onda, que em ordem decrescente da duração (período T) da onda são: ondas de rádios, micro-ondas, radiação terahertz (Raios T), radiação infravermelha, luz visível, radiação ultravioleta, Raios-X e Radiação Gama.”

Propriedades das ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas possuem três propriedades principais:

• Amplitude
• Frequência
• Fase

Amplitude

A amplitude é a “altura” da onda, ou seja, a medida do valor de pico da energia transmitida. Quanto maior a amplitude de uma onda, maior será sua energia intrínseca.

 

Frequência

A frequência de uma onda se refere ao número de ciclos completos que ocorrem a cada segundo. Por exemplo, se uma onda oscila uma vez por segundo, sua frequência é de um ciclo por segundo; se ela oscila mil vezes por segundo, sua frequência é de mil ciclos por segundo.

Na prática, usamos a unidade de medida denominada Hertz (abreviado por Hz) para representar a frequência de uma onda, sendo que 1 Hz = 1 ciclo por segundo. Então:

Onda com mil oscilações por segundo = Frequência de 1000 Hz.

Podemos (e devemos!) usar prefixos multiplicadores para representar os valores de frequências, pois na maioria das vezes são valores muito altos, o que dificulta a leitura sem a abreviação correta. Os prefixos mais utilizados são os seguintes:

• Kilo (k)  = multiplicado por mil (1000)
• Mega (M) = multiplicado por um milhão (1000 000)
• Giga (G) = multiplicado por um bilhão (1000 000 000)
• Tera (T) = multiplicado por um trilhão (1000 000 000 000)
• Peta (P) = multiplicado por um quatrilhão (1000 000 000 000 000).

Como exemplo, podemos citar um sinal de um telefone sem fio que opere na frequência de 900 MHz, o que equivale a 900 milhões de ciclos por segundo.

As Frequências de duas ondas distintas podem ser vistas na figura a seguir. Note a diferença de frequência entre as duas ondas representadas, sendo a primeira de frequência mais alta do que a segunda e, portanto, de comprimento de onda (tamanho da onda) menor:

 

Fase

A fase de uma onda pode ser entendida como a posição relativa da onda em relação a um ponto específico de outra onda; assim, uma onda pode estar em fase com outra (ondas idênticas), ou defasada de x graus, como por exemplo ondas defasadas em 180º (ondas totalmente inversas entre si).

A fase é uma característica muito importante em diversas áreas de pesquisa e tecnologia de ondas eletromagnéticas.

Na figura a seguir vemos o deslocamento de fase que ocorre entre duas ondas eletromagnéticas de igual amplitude e frequência, chamado em inglês de “Phase Shift”. Note que a segunda onda inicia em posição diferente da primeira, 90º defasada:

Na próxima lição vamos falar sobre o Espectro Eletromagnético.