Modos de propagación de las OEM

Autores:

- Amaro Rafael C.I 20.015.708

- Hernández María E. C.I 20.393.851

- Montoya Oscar C.I 20.850.288

- Rivero Rafael C.I 20.320.971

Propagación de onda superficial

La principal característica de estas

ondas es que se propagan por las capas

más superficiales de la tierra siguiendo su

curvatura por un proceso de difracción. La

propagación de estas ondas dependen del

tipo de suelo y de la frecuencia.

Cuando hablamos que depende de las

frecuencias es porque en este modo solo

se propagan las ondas de frecuencias bajas

(LF), medias frecuencias (MF) y altas

frecuencias (HF) ya que la superficie de la

tierra actúa como un buen conductor. En

las ondas terrestre no se puede trabajar

con frecuencias mayores a las

mencionadas porque las ondas serian

atenuadas debido a que la superficie de la

tierra actuaría como un buen dieléctrico.

La caracterización correcta del suelo

también es fundamental para una correcta

predicción de la propagación mediante

onda de superficie. A continuación se

presenta una tabla en la que se puede

observar las características de los

diferentes suelos:

El alcance, función de la potencia

transmitida y la frecuencia, varia entre:

• LF: 1000 a 5000 Km

• MF: 100 a 1000 Km

• HF: menor de 100 Km

Se puede observar que a medida

que aumenta la frecuencia la distancia

es más corta, por lo que se puede decir

que la frecuencia es inversamente

proporcional a la distancia.

La transmisión de estas ondas solo

puede ser a través de polarización

vertical ya que en la polarización

horizontal son atenuadas debido a la

conductividad del suelo.

TIPS

- Las antenas habituales son monopolos

verticales con alturas entre 50 y 200 m

que producen polarización vertical.

- Las frecuencias recomendadas van desde

10Mhz hasta 150Mhz

- Las ondas viajan incómodas sobre suelos

secos, como el desierto, y recorren

mayores distancias si el terreno es

húmedo, porque les ofrece mejor

conductividad.

Propagación de onda troposférica o de espacio

La tropósfera es la porción de la

atmósfera terrestre de un espesor de

alrededor de 16 Km adyacente a la

superficie terrestre. Este modo también

es llamado propagación con línea de

vista directa, en donde la antena

transmisora y la antena receptora

tienen que verse. En esta propagación

es fundamental la zona de Fresnel que

nos indica que para que exista línea de

vista directa entre las antenas los

obstáculos no deben sobrepasar el

40%, es decir en el 60% no debe existir

obstáculo.

Las ondas troposféricas son

aquellas que se propagan en la zona de

la atmósfera que tiene este mismo

nombre: troposfera, es en este lugar

en donde se forman las nubes y en el

que las ondas pueden sufrir algún tipo

de modificación debido a la influencia

de las capas del aire. En ésta

propagación podría haber reflexiones

desde la tierra, pero es más probable

que cause problemas a que

incremente la intensidad de la señal.

La propagación troposférica puede

actuar de dos formas. O bien se puede

dirigir la señal en línea recta de antena

a antena (visión directa) ó se puede

radiar con un cierto ángulo hasta los

niveles superiores de la troposfera

donde se refleja hacia la superficie de

la tierra. El primer método necesita

que la situación del receptor y el

transmisor esté dentro de distancias

de visión, limitadas por la curvatura de

la tierra en relación a la altura de las

antenas. El segundo método permite

cubrir distancias mayores.

Las condiciones de propagación de

estas ondas presentan una gran

dependencia de la temperatura y

humedad del aire contenido en la

troposfera. Como estos valores no son

constantes en ninguna zona, la

propagación será irregular en esta

capa atmosférica. Una atmósfera ideal

sería aquella que partiera de valores

máximos de densidad y de conducción

en las zonas bajas hasta llegar a una

densidad prácticamente nula y sin

humedad en las zonas altas.

Sin embargo en la realidad estas

condiciones no se dan nunca, lo

normal es que en el aire de la

troposfera se den zonas de

turbulencias (masas cambiantes de

nubosidad) y estratos más o menos

paralelos de diferente temperatura y

concentración de humedad, lo que

permite alcanzar en casos especiales

distancias importantes.

Propagación de onda ionosférica

Las ondas ionosféricas u ondas de

cielo aprovechan las características

eléctricas de la ionosfera para

propagarse, usándola como una

especie de ``espejo''. En realidad, más

que una reflexión es una refracción

progresiva limitada por el ángulo

crítico (lo que implica que cierta

cantidad de energía se escapa al

espacio). Es predominante en las

frecuencias medias: MF y HF.

Evidentemente, una propagación

de este tipo se ve fuertemente

influenciada por la geometría relativa

entre emisor, ionosfera y receptor.

Para complicar la situación, la posición

y características de la ionosfera son

altamente variables, pues dependen

del Sol. Por eso, la situación es

diferente durante el día y durante la

noche, y cambia según la estación del

año y el ciclo solar.

El nombre "ionosfera" fue

propuesto en 1930 por el físico

escocés Alexander Watson Watt

porque los átomos de los gases allí

existentes al ser excitados por los

fotones de la luz solar liberan

electrones. Así, el átomo,

normalmente neutro, se desequilibra y

queda con una carga neta positiva; se

dice que es un ión positivo, los

electrones liberados (que poseen carga

negativa) se dice que son iones

negativos. Ión significa "viajero/que

viaja" y su nombre surge

históricamente pues dentro de los

electrolitos se mueven (viajan) hacia

los electrodos que poseen carga

opuesta a la suya.

Otro problema que presentan estas

ondas es el efecto fadding: a cierta

distancia del emisor, el receptor puede

recibir la misma onda pero que ha

seguido caminos diferentes (una parte

se propagó como onda de tierra y otra

como de cielo), ocasionando

interferencia destructiva y resultando

en una señal que aparece y desaparece

rápidamente.

Variaciones regulares y predecibles de

la ionosfera

Puesto que la ruptura de los

átomos en iones es producido

principalmente por la radiación solar, se

comprende fácilmente que el desarrollo y

comportamiento de estas capas esté

íntimamente ligado as movimiento

aparente del Sol durante el día y a lo largo

de las estaciones y a su propia actividad

nuclear.

Variaciones diurnas

Originadas por la rotación de la tierra. Las

porciones de la atmósfera que dan lugar a

los enlaces radiales se mueven

acompañando a la superficie, por ello

están expuestas durante ciertas horas a la

luz solar y durante la noche está en la

sombra de la Tierra. Las radiaciones

ultravioletas del Sol aumentan la cantidad

de electrones disponibles en ella para

reflejar señales y por eso la cantidad de

electrones disponibles en las diferentes

regiones depende fuertemente de esas

horas de luz y sombra.

Efecto: Las comunicaciones en las

bandas más altas de HF durante el día

generalmente más eficaces en las bandas

de 14, 21 y 28 MHz durante el día, al

mismo tiempo la densidad de la capa E es

suficiente para reflejar todas las señales

de frecuencias inferiores haciendo posible

comunicados de corta y mediana distancia

en la bandas inferiores. Por debajo de los 4

MHz la fuerte ionización de la capa D (la

de más baja altura) impide a las ondas

atravesarla porque esta capa tiene la

propiedad de absorber mucha energía.

Variaciones estacionales

La radiación solar es más intensa en las

zonas donde es verano y por lo tanto

también en la ionosfera que se halla sobre

esas regiones, haciendo que la densidad

electrónica media de las capas en ellas sea

superior a la del invierno.

Efecto: Las variaciones estacionales

hacen que durante el verano la mayor

ionización de las capas faciliten los

comunicados a grandes distancias en las

frecuencias más altas del espectro de HF.

En contrapartida el ruido atmosférico es

mayor en verano perturbando las

comunicaciones en las bandas más bajas.

Es común explicar el proceso por el

cual la ionosfera devuelve las ondas a

tierra como una "reflexión", algo similar a

lo que le sucede a un rayo de luz en un

espejo, sin embargo las ondas en realidad

son devueltas debido al fenómeno

conocido como refracción.

La refracción se produce porque las

ondas de radio o luminosas se propagan a

distinta velocidad en medios diferentes, la

ionósfera no es una zona con límites

determinados que surge de golpe, sino

que su densidad aumenta

progresivamente y al ingresar a la

ionósfera las ondas van encontrando un

medio distinto y son curvadas hasta que

por fin son devueltas a la tierra.