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Antena para Radar Aviônico ADS-B

Ver Blog Original [02/03/2013]

É bem interessante o que se pode fazer com um receptor SDR (Software Defined Radio) e alguns aparatos do tipo faça-você-mesmo. Ainda que improvisado, um receptor USB para TV digital do padrão DVB-T, com um chipset Realtek RTL2832U, funciona muito bem, em uma ampla faixa de frequência, dependendo do sintonizador. Seguem os dois mais comuns e suas respectivas faixas:

Elonics E4000: faixa de 52 a 2200 MHz (com uma zona morta no meio da faixa que normalmente começa em 1100 MHz e vai até 1250 MHz).

Rafael Micro R820T/2: faixa de 24 a 1766 MHz.

Receptor de TV USB com chipset RTL2832U.

O sistema de radar aviônico secundário ADS-B funciona na frequência de 1090MHz, que está dentro da faixa de recepção desses pequenos aparelhos portáteis.

A transmissão ocorre a partir dos aviões, que disparam um sinal digital com os dados de navegação. Essa transmissão não é endereçada. Portanto, diversas estações em solo podem receber a transmissão. Cada estação possui uma ou mais antenas ligadas a um equipamento que decodifica o sinal e apresenta esses dados ao usuário.

Um receptor SDR pode ser configurado para receber esses dados e repassá-lo a um computador com um software de decodificação. Assim podemos montar uma pequena estação de monitoramento do espaço aéreo.

Mesmo com a antena original é possível alguma recepção. Porém, a eficiência da minha estação melhorou absurdamente, depois que confeccionei esta pequena antena plano-terra (imagem no topo do artigo). Utilizei uma pequena placa de circuito impresso, um plug BNC de painel e alguns fios maciços de cobre desencapados, com 1,2mm de diâmetro.

Para calcular o tamanho da antena, é necessário saber o comprimento de onda da frequência de 1090Mhz. Calculando o comprimento de onda, temos a velocidade da luz no vácuo (299.792.458 m/s) divida pela frequência em questão (1.090.000.000 hz) o que resulta em 0,274956 metros, ou seja, 274,95 milímetros. Uma antena de 1/4 de onda teria dimensões interessantes, para um modelo portátil (68,7mm cada elemento).

A parte central foi traçada com o auxílio de uma moeda de um Real. Foi feito um furo guia para a broca na largura do conector BNC de painel.

Soldei fios com 69mm, um pouco maiores que 1/4 do comprimento de onda que seria 274,956mm / 4 = 68,73mm. Um fio foi soldado como o elemento central da antena, no conector BNC. Os oito restantes foram soldados à malha externa ao redor, diretamente no cobre da placa.

Após dobrar os fios do plano terra, as nove astes foram cortadas com 68,7mm (trata-se dé uma antena de um quarto de onda).

Mesmo com a antena relativamente baixa, o resultado da recepção não poderia ser mais surpreendente. A aeronave americana N279AY (da American Airlines) foi detectada a cerca de 57,8 milhas náuticas, ou seja, num raio de 107 quilômetros, conforme vemos nas imagens abaixo: