Interferência de rádio frequência (RFI) em estádios


Durante um jogo da NFL (National Football League), o time visitante reclamou que houve interferência do rádio de transmissão da equipe da casa nos fones de ouvido, o que impedia os treinadores de se comunicarem com os jogadores. A equipe da casa também avisou que houve problemas de comunicação com o quarterback ao utilizar o sistema de rádio. Essas interferências de rádio frequência (Radio Frequency Interference – RFI) são bastante comuns em estádios devido ao grande número de aparelhos de comunicação presentes em uma área relativamente pequena.

Estádios geralmente incluem sistemas de transmissão e recepção de sinais para facilitar a comunicação em dia de jogos entre árbitro e coordenação comercial, treinador e jogadores. Os aparelhos de comunicação dividem o mesmo espaço que uma variedade de redes de telefonia celular, redes de wi-fi e diversos outros serviços móveis. Todos esses sistemas de comunicação geram problemas de interferência de radiofrequência, sendo necessário ter uma pessoa dedicada exclusivamente a coordenar a frequência e manter o controle de todos os sistemas sem fio que operam no local, bem como atribuir canais específicos aos usuários para garantir o funcionamento adequado dos sistemas de comunicação.

Grandes eventos esportivos como os jogos promovidos pela NFL exigem que seja feito um gerenciamento cuidadoso de milhares de frequências de rádio e mesmo os planos do coordenador de rádio frequência podem falhar se alguns aparelhos que causam interferência não forem considerados. A interferência no sistema de comunicação pode ocorrer por diferentes razões e para evitá-la é importante considerar os transmissores (emissões), onde eles podem detectar sinais (suscetibilidade) e como a energia é transferida da antena de transmissão para a antena de recepção (acoplamento).

Imagem mostra simulação da comunicação treinador, jogador, segurançaImagem mostra sistema de comunicação do treinador, jogador e segurança

Os softwares de simulação ANSYS HFSS, Savant e EMIT auxiliam a prever a interferência entre todos os rádios de um estádio, bem como analisar a interferência que pode ocorrer entre rádios UHF e VHF. Os sistemas UHF são usados para comunicação entre treinadores e quarterback, já os VHF pela equipe de segurança.

A ESSS e a ANSYS mostram por meio de um exemplo um caso de comunicação em estádio envolvendo rádios UHF e VHF. Foi também calculado o acoplamento de banda entre todas as antenas, como mostrado na imagem abaixo.

Com os dados de acoplamento de antenas, pode-se utilizar o EMIT para executar uma análise do sistema de Rádio Frequência e determinar onde a interferência está ocorrendo, bem como prever onde os sinais do transmissor irá causar interferência com o receptor. A simulação EMIT mostra que o 3º harmônico (3 x 152 MHz) do rádio do segurança cai diretamente no canal de rádio do quarterback (456 MHz), o que gera interferência impedindo o quarterback de ouvir a comunicação dos treinadores.

Os rádios usados pelos treinadores e o quarterback podem ser ajustados para diferentes canais. A análise EMIT considera todos os canais possíveis que o rádio do quarterback pode operar e apresenta os resultados para o usuário. Essa informação pode ser utilizada para formular um plano de frequências no estádio.

Plano de frequências para um estádioPlano de frequências para um estádio

Como pôde ser observado, apenas sintonizar os canais adjacentes (455,5 MHz ou 456,5 MHz) não resolve o problema de interferência (como indicado pelas “bolhas” vermelhas e amarelas ao lado dos canais de frequência), porque o acoplamento entre as antenas ainda é forte e o ruído transmitido pelo rádio do segurança apresenta um tipo diferente de interferência no rádio do quarterback. Uma das necessidades para sintonizar um número de canais de 456 MHz antes de um canal livre de interferência (aqueles de cor verde) pode ser encontrado.

Estádios esportivos são considerados ambientes de rádio Frequência de grande número de transmissores e receptores e de trajetórias múltiplas. Para modelar algo tão complexo e multi-escala como isso, é preciso analisar a onda (HFSS) e a rádio frequência (EMIT) com ferramentas de simulação. A ANSYS possui as melhores soluções e podem ser utilizadas para identificar fontes de interferência e corrigir esses problemas. No vídeo abaixo, pode ser observado alguns desses problemas de interferência de rádio frequência e de propagação de onda em estádio.

O ANSYS HFSS, Savant e EMIT também são aplicáveis a uma ampla gama de problemas industriais. Empresas e engenheiros do mundo todo estão usando essas soluções para resolver problemas de interferência e de desempenho de antenas intaladas no ar, no mar, na terra, no espaço e em plataformas portáteis. Com o avanço da Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) e de outras tecnologias, deve-se considerar que problemas de interferência de rádio frequência se tornem cada vez mais comuns no futuro.

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