π
ANTENAS
Altura (m)
60
de -39 unidades N/km) el radio de curvatura del rayo es mayor que el de la tierra. Si el gradiente es inferior a -157 unidades N/km el radio equivalente de la tierra es negativo debido a que el radio de curvatura del rayo es inferior al radio de la tierra. En este último caso la trayectoria de la onda se curva de tal manera que incide sobre la superficie de la tierra. En esta situación puede producirse un guiado de la onda entre la superficie de la tierra y una capa atmosférica próxima. Este fenómeno se denomina propagación por conductos y permite la propagación de ondas electromagnéticas con atenuaciones muy inferiores a las correspondientes al espacio libre. La propagación dentro de un conducto puede analizarse a partir de los modos de propagación dentro de una guía de ondas. En función de la dimensión del conducto existe una frecuencia mínima de corte por debajo de la cual no hay propagación dentro del mismo. La formación y dimensión de los conductos sólo puede describirse de forma estadística, si bien las alturas habituales son de algunos metros y en condiciones extraordinarias pueden alcanzar los centenares de metros. Consecuentemente la propagación por conductos afecta primordialmente a las bandas de VHF, UHF y SHF, si bien en esta última banda al ser la atenuación específica de la atmósfera mayor el fenómeno es menos relevante. En la figura 2.20 se muestra una simulación por ordenador de la trayectoria seguida por rayos con diferentes ángulos de salida, para una antena situada a 50 m de altura y un conducto de 200 m de grosor y gradiente de -500 unidades N/km; en la gráfica se representa el índice de refracción modificado M en función de la altura h, siendo M = N + 106 h/RT. Nótese que para ciertos ángulos de salida el rayo queda atrapado entre la superficie de la tierra y una capa atmosférica de poca altura. La formación de conductos está asociada a grandes variaciones del gradiente del índice de refracción, debidas a su vez a variaciones elevadas en la concentración de vapor de agua en las capas altas de la atmósfera. Es por este motivo que la formación de conductos es más probable sobre mares cálidos, mientras que sobre tierra es un fenómeno menos frecuente. La propagación por conductos es suficientemente impredecible como para no constituir un modo de propagación sobre el que se pueda establecer un servicio fijo de radiocomunicaciones con parámetros de calidad aceptables; sin embargo, su probabilidad es suficientemente elevada como para considerarse, al evaluar las posibles interferencias causadas entre estaciones que comparten la misma frecuencia, que en situaciones normales no se interfieren pero que ante una eventual formación de conductos pueden dar sobrealcances anormales y producir interferencias. Así, en los meses de verano es habitual la formación de conductos sobre el mar Mediterráneo que permiten el alcance a grandes distancias en las bandas de VHF y UHF, fenómeno que afecta especialmente a los servicios de radiodifusión de FM y televisión.
Unidades - M
Longitud del trayecto (km)
Fig. 2.20 Propagación por conductos. Espesor del conducto 200 m, altura de la antena transmisora 50 m [UIT]
© Los autores, 2002; © Edicions UPC, 2002.