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Propagación y más

Descubre:  Qué es la propagación?  Cuales son sus modos?  Influencias, usos y equipos  Normativas y más…

Milano Mariangel Pulgar Jim


Editorial

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¿Qué es la Propagación? Antes de hablar acerca de la propagación seria interesante conocer un poco con respecto a la radio propagación, que no es más que es el comportamiento de las ondas de radio (electromagnéticas) cuando se trasladan por el espacio. Se transmiten, reciben o propagan desde un punto sobre la Tierra a otro, a la atmósfera o al espacio. Siendo una forma de radiación electromagnética , de igual modo que las ondas de luz, las ondas de radio se ven afectadas por los fenómenos de la REFLEXIÓN , la REFRACCIÓN , la DIFRACCIÓN , la ABSORSIÓN , la POLARIZACIÓN etc. La Radio propagación se ve afectada por la frecuencia (como la inversa de la Longitud de ondas) y por el medio a través del cual se propaga. Los cambios diarios de vapor de agua en la troposfera (Humedad Relativa Ambiente) y la ionización en la atmósfera superior (Ionosfera). Se llama propagación al conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas del transmisor al receptor. Esta propagación puede realizarse siguiendo diferentes fundamentos físicos, cada uno más adecuado para un rango de frecuencias de la onda a transmitir


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Rango y bandas de Frecuencias Las bandas de frecuencia son intervalos de frecuencias del espectro electromagnético asignados a diferentes usos dentro de las radiocomunicaciones. Su uso está regulado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones y puede variar según el lugar. El espacio asignado a las diferentes bandas abarca el espectro de radiofrecuencia y parte del de microondas y está dividido en sectores. ITU El espectro de bandas de radiofrecuencia es determinado por la UIT. Las Bandas UIT de radio se establecieron en las regulaciones de radio en el Artículo 2, provisión No. 2.1 que determina que "el espectro radioeléctrico se divide en 9 bandas de frecuencias, identificadas con números enteros progresivos. La tabla se desarrolló según la recomendación de la IV Reunión de la CCIR, mantenida en Bucharest en 1937, fue aprobada por la Conferencia Internacional de Radio de 1947 en Atlantic City, USA. La idea de asignar un número a cada banda, en la que el número es el logaritmo de la media geométrica de los límites inferior y superior de la banda en hercios, fue de B.C. Fleming-Williams, que lo sugirió en una carta al editor de la revista Wireless Engineer en 1942. (Por ejemplo, la media geométrica aproximada de la banda 7 es 10 MHz, o 107 Hz).

La IEEE también establece una tabla asignando las bandas de frecuencia.


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Rango y bandas de Frecuencias Muy alta frecuencia VHF Rango de frecuencia 830–300 MHz Longitud de onda 10 m – 1 m

Usos FM Televisión, Comunicaciones con aviones a la vista entre tierra-avión y avión-avión, Telefonía móvil marítima y terrestre, Radioaficionados, Radio meteorológica.

Ultra alta frecuencia UHF Rango de frecuencia 9300–3000 MHz Longitud de onda 1 m – 100 mm Usos Televisión, Hornos microondas, Comunicaciones por microondas, Radioastronomía, telefonía móvil, Redes inalámbricas, Bluetooth, Zigbee, GPS, Comunicaciones uno a uno como FRS y GMRS, Radio afición


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Modos de Propagación

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La propagación troposférica La troposfera es la capa de la atmósfera que más afecta las trasmisiones de televisión. Sus características físicas influyen notablemente sobre las ondas de radio. Entre estas características tenemos el índice de refracción, el cual varía con la altura y que es el responsable más directo de la curvatura que experimenta la onda trasmitida, dando lugar a diferentes tipos de refracción troposféricas. La troposfera causa un efecto de curvatura en el rayo, el cual es más acentuado en las trasmisiones de VHF y UHF, las ondas de radio que se propagan según un ángulo de elevación pequeño viajaran formando arcos cuyos radios serán iguales a

Donde

dn = 4 *10 − 2 m dh

R=

106 106 = = 25000 km dn 4 *10 − 2 dh

Debe notarse que las ondas de VHF y UHF experimentan una refracción mayor en la troposfera estándar que los rayos con frecuencias ópticas. esto se debe a que las moléculas de agua que poseen un momento dipolo permanente y una masa finita, no pueden seguir fluctuaciones de frecuencia tan elevadas...

... pero si pueden reaccionar positivamente a las perturbaciones de frecuencias del tipo VHF y UHF, participar activamente en el movimiento oscilatorio y contribuir a los cambios del índice de refracción.

Debe notarse que las ondas de VHF y UHF experimentan una refracción mayor en la troposfera estándar que los rayos con frecuencias ópticas. Esto se debe a que las moléculas de agua que poseen un momento dipolo permanente y una masa finita, no pueden seguir fluctuaciones de frecuencia tan elevadas...

... pero si pueden reaccionar positivamente a las perturbaciones de frecuencias del tipo VHF y UHF, participar activamente en el movimiento oscilatorio y contribuir a los cambios del índice de refracción.


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Modos de Propagación La propagación ionosférica

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La ionosfera es la región de la alta atmósfera entre 60 y 400 km de altura. Como el propio nombre indica está compuesta de iones y de plasma ionosférico y es de forma esférica al ser una de las capas de la atmósfera. Es importante para la propagación porque permite reflejar o refractar ondas radioeléctricas por debajo de una frecuencia crítica llamada comúnmente MUF, frecuencia máxima utilizable. La ionosfera está compuesta de tres capas: la capa D, la capa E y la capa F (durante la noche) que se divide en dos, las capas F1 y F2, durante el día Capa D La capa D es la capa de la ionosfera más cercana a la Tierra. Se encuentra a unos 60 km de altura. La ionización provocada por el viento solar aumenta la densidad de electrones en la capa D. Por esa razón, las ondas radioeléctricas son fuertemente absorbidas. Durante la noche, la capa D no recibe viento solar, por lo que rápidamente desaparece. Las explosiones solares, las manchas solares, las fluctuaciones en el campo magnético terrestre y las auroras polares, también afectan a la propagación ionosférica. La capa D es sumamente absorbente para las frecuencias por debajo de unos 10 MHz, por lo tanto, las frecuencias afectadas son menos atenuadas cuando son atravesadas más cerca de la vertical. La Capa D, de día: la onda ionosferica se atenúa mucho por la presencia de la capa D ( del orden de 50 dB o Superior en MF). La Capa D, durante la noche: cuando la capa D desaparece, las señales reflejadas en la Capa E ( a unos 100 km de altura) retornan a la tierra con suficiente potencia como para producir interferencias, dando lugar a fenómenos de Fading y a obtener alcances mucho mayores que con onda de tierra. Capa E La capa E es una capa que refleja las ondas de radio. A veces se forma por ionización del aire por causas que no dependen de la radiación solar; algunos investigadores piensan que podría ser por fricción entre distintas capas de la atmósfera. La propagación esporádica E es una propagación.

Capa F Durante el día, la propagación de tipo "Esporádica-E" se da en la región E de la ionosfera, y a ciertas horas del ciclo solar la región F1 se junta con la F2. Por la noche las regiones D, E y F1 se quedan sin electrones libres, siendo entonces la región F2 la única disponible para las comunicaciones; de todas formas no es raro que también pueda darse por la noche la propagación "esporádica-E". Todas las regiones excepto la D reflejan ondas de HF. La Región D pese a no reflejarlas también es importante ya que ésta se encarga de absorberlas o atenuarlas. La región F2 es la más importante para la propagación de HF ya que: Está presente las 24 h del día. Su altitud permite comunicaciones más lejanas. Normalmente refleja las frecuencias más altas de HF. El periodo de vida de los electrones es mayor en la región F2, y esa es la razón por la cual esta capa refleja ondas por la noche. Los periodos de vida de los electrones en las regiones E, F1 y F2 son de 20 segundos, 1 minuto y 20 min respectivamente. Predicción de la propagación ionosférica por ordenador Las predicciones de la propagación se hacen por ordenador en distintos sitios de Internet, 18 minutos después de cada hora. Las perturbaciones inonosféricas y magnetosféricas ocurren cada 27 días, que es el tiempo de rotación del sol sobre sí mismo. El índice A es una medida de de la actividad solar. Se transmite en una escala de 0 a 400. El índice K es una medida del campo geomagnético en una escala de 0 a 9. La MUF disminuye (o sea, la propagación es menos favorable) cuando la actividad del campo geomagnético aumenta.


Algo mas… Por razones históricas, la primera capa conocida fue la capa E. No existen las capas A, B. La capa C diurna refleja muy bajas frecuencias (VLF) de 3 a 30 kHz. La propagación ionosférica divide las bandas HF en dos tipos: Llamamos bandas nocturnas a las bandas que sufren una fuerte atenuación por absorción en la capa D. Al caer la noche, la capa D desaparece y la propagación en las bandas nocturnas aumenta considerablemente. Las bandas nocturnas están aproximadamente por debajo de los 30 metros (10 MHz). Llamamos bandas diurnas a aquellas cuya propagación nocturna es nula. Estas bandas pierden la propagación pocas horas después de la caída del sol. Las bandas diurnas están situadas por encima de los 30 metros (10 MHz). Las bandas alrededor de los 10 MHz tienen un comportamiento intermedio.

A veces la troposfera puede producir refracción de las ondas de radio. Este fenómeno ocurre cuando sucede una inversión (las capas más altas están más frías y por lo tanto son más densas que las capas bajas). Es particularmente apreciable por la mañana, y en VHF. Para medir este fenómeno en radiocomunicación, se corrige el radio de la Tierra, multiplicándolo por un K, que para este caso K=4/3.

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