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1 EFECTOS ATMOSFERICOS EN LA EFECTOS ATMOSFERICOS EN LA PROPAGACION DE LAS ONDAS PROPAGACION DE LAS ONDAS Maestría Ingeniería de Telecomunicaciones A l

Radiacion y Propagacion de Ondas de Radiofrecuencia

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1EFECTOS ATMOSFERCOS EN LAEFECTOS ATMOSFERCOS EN LA PROPAGACON DE LAS ONDAS PROPAGACON DE LAS ONDASMaestra Ingeniera de TeIecomunicacionesAlumna:

RADACON Y PROPAGACON DE ONDAS DE RADOFRECUENCA

n la mayora de las situaciones de control industrial, el transductor de medicin y el dispositivo corrector final estn en la misma zona. Hay aplicaciones ocasionales en las que el valor medido debe ser transmitido una distancia bastante grande, tal vez varios metros o ms. n otros casos, por ejemplo en la distribucin de la potencia elctrica, la medicin de una gran distancia, por alambre o por fibra ptica, no puede mantenerse en su forma analgica original.

En la actualidad el control y monitoreo de variables en algunos mdulos habitacionales o industrias, utilizamos cables metlicos o sistemas infrarrojos, a manera de medios de transmisin, para pasar informacin de un lado a otro. Sin embargo, frecuentemente, en los sistemas de comunicacin es "imprctico" o imposible "interconectar" a dos piezas de equipo con una facilidad fsica tal como el cable, por ejemplo, a travs de espacios de agua muy grandes, montaas robustas o terreno desrtico, o desde y hacia un transponder de satlite estacionado a 22,000 millas arriba de la tierra. S Ademas, cuando los transmisores y receptores son mviles, como el radio de dos vias o telfono mvil, las facilidades via infrarrojo o via cable son imposibles. Por lo tanto, el espacio libre en la atmsfera de la tierra se usa frecuentemente como medio de transmisin. La propagacin en el espacio libre de las ondas electromagnticas, a menudo, se llama propagacin de la radiofrecuencia (RF) o simplemente propagacin de radio.

!ropagacin de ondasEIectromagnticas

n los sistemas de comunicacin de radio, las ondas se pueden propagar de varias formas, dependiendo del tipo de sistema y el ambiente. Se sabe las ondas electromagnticas viajan en lnea recta, excepto cuando la tierra y su atmsfera alteran su trayectoria. Hay tres formas de propagacin de ondas electromagnticas: ondas de tierra, ondas espaciales (que incluyen tanto las ondas directas como ondas reflejadas a tierra), y propagacin de ondas del cielo.

uando una onda de radio , emitida por la antena se propaga a travs del espacio , las diferentes porciones de ella siguen trayectorias distintas y pueden ser afectadas por los obstaculos que se encuentren en su curso . Una parte de la onda se desplaza cerca de la superficie de la tierra, por lo que se llama ONDA DE T!ERRA. l resto se propaga hacia arriba alejandose de la antena y constituye lo que se llama ONDA ESPAC!AL

Como se vera mas adelante, cada una de estas porciones determina un tipo totalmente distinto de transmisin de seales. En ciertas condiciones la onda de tierra proporciona el mejor medio de transmisin, mientras que en otras es preferible utilizar la onda espacial. Es importante tener presente que las ondas de tierra y la espacial , en realidad, son de la misma onda, emitida por la antena.10!ropagacin por ondas de tierra11 Una onda de tierra es una onda electromagntica que viaja por la superficie de la tierra. Por lo tanto, las ondas de tierra a veces se llaman ondas superficiales. Las ondas de tierra deben estar polarizadas verticalmente. sto es debido al campo elctrico, en una onda polarizada horizontalmente estara paralela a la superficie de la tierra, y dichas ondas haran corto circuito por la conductividad de la tierra. Con las ondas de tierra, el campo elctrico variante induce voltajes en la superficie de la tierra, que causa que fluyan corrientes que son muy similares a las lneas de transmisin 1 Por lo general , se distinguen tres componentes de esta onda. Una se propaga directamente a travs del espacio, de la antena emisora a la receptora; a esta se llama ONDA DIRECTA.La segunda componente , tambin, se propaga en el espacio entre las dos antenas, pero en lugar de seguir una trayectoria directa, es reflejada desde la tierra hacia la antena receptora, por lo cual recibe el nombre de ONDA REFLEJADA. A la tercera componente se le llama ONDA DE SUPERFICIE, porque se propaga a lo largo de la superficie terrestre y esta en contacto con ella.1!ropagacin por onda directay Ia refIejada

En este tipo de propagacin, las ondas de radio parten del transmisor y llegan directamente al receptor en lnea recta. Para que se establezca este tipo de enlace se necesita que haya visibilidad ptica entre el emisor y el receptor. Esta propagacin se utiliza sobre todo en altas frecuencias, por encima de los 50 MHz, pues las altas frecuencias se ven menos afectadas por los fenmenos atmosfricos, adems de requerir antenas de longitud ms pequea. Adems, para estas altas frecuencias se puede generar un haz de ondas muy dirigido, lo que evita que la informacin llegue a lugares no deseados, garantizando as un relativo secreto en las comunicaciones.

Astaes Ia forma ms utiIizada en Ia propagacin de Ias ondas de radio, y sIo puede utiIizarse en distancias pequeas. 1 n que sean diferentes las trayectorias seguidas por la onda directa y la reflejada desde la tierra, no tiene mayor importancia; sin embargo, las ondas mismas difieren considerablemente cuando llegan a la antena receptora. Tal diferencia esta en las fases de las ondas; ambas estn en fase cuando se separan de la antena transmisora, pero la onda reflejada que sigue una trayectoria mas larga, llega a la antena receptora un poco mas tarde que la onda directa y, por tanto, esta desfasada con respecto a ello .

ebido aI despIazamiento de fase de 180, producido por refIexion, y a Ia diferencia en Ia Iongitud de sus trayectorias, Ias ondas directa y refIejada IIegan a Ia antena receptora fuera de fase.

Este tipo de propagacin se da, por ejemplo, en televisin y en radio FM, as como en las comunicaciones de la polica, bomberos, ambulancias, empresas privadas, etc. En este tipo de propagacin, tambin se pueden dar las ondas reflejadas a tierra, que son las que se reflejan por la superficie terrestre entre la antena transmisora y receptora. 19!ropagacin por onda terrestre o curvatura de tierra

En esta propagacin, las ondas siguen la curvatura de la Tierra y su orografa. De esta forma pueden salvar montaas y alcanzar una considerable distancia antes de ser absorbidas por el propio suelo.

La propagacin ms comn en emisoras de onda media y onda larga para cubrir grandes distancias.

Este tipo de propagacin se da en frecuencias bajas, inferiores a losMHz, siendo mayor el alcance para frecuencias ms bajas. Este tipo de propagacin se da en emisoras de radiodifusin de onda media y onda larga.23La superficie de la tierra tambin tiene resistencia y prdidas dielctricas. Por lo tanto, las ondas de tierra se atenan conforme se propagan. Las ondas de tierra se propagan mejor sobre una superficie que sea un buen conductor, como agua salada, agua dulce, aguas pantanosas y reas desrticas muy ridas. Las prdidas de ondas de tierra se limitan generalmente a frecuencias por abajo de los 2MHZ.

&in embargo, se debe tener cuidado al seleccionar la frecuencia y el terreno sobre el cual se propagara la onda de tierra para asegurarse que el frente de onda no se incline excesivamente y, simplemente, se voltee, permanezca plana sobre la tierra, y cese de propagarse. A frecuencias por debajo de unos 3 NHz se puede obtener propagacin de la onda de tierra hasta unasmillas a causa de la difraccin de la onda debajo del horizonte de radio. A frecuencias mas altas prevalece mas el efecto de la refraccin que el de la difraccin en cuanto a la propagacin de la onda de tierra mas alla del horizonte de la Tierra.

La propagacin de ondas de tierra se utiliza comnmente para comunicaciones de barco a barco y de barco a tierra, para la radio navegacin, y para las comunicaciones martimas mviles. Las ondas de tierra se utilizan a frecuencias tan bajas como de 1HZ. Sobre terreno rocosos y desierto la transmisines muy pobre, mientras que en zonas selvticas es prcticamente inutilizable. Las condiciones de humedad en el aire cercanas a la tierra afectan grandemente las ondas terrestres. Las caractersticas de propagacin de la onda terrestre tambin son afectadas por la frecuencia de la onda.

!ropagacin por ondas espaciaIes

La onda espacial esta compuesta habitualmente por dos rayos: un rayo directo entre la antena trasmisora y la receptora y un rayo reflejado en tierra que tambin parte de la antena trasmisora, se refleja en la tierra y llega a la antena receptora. La diferencia de distancia recorrida por el rayo directo y el reflejado determinara la intensidad de la senal en el receptor. Ademas otra definicin sera de que hay una porcin de la energia radiada por una antena que se propaga hacia arriba y hacia fuera de la antena a travs del espacio

La onda espacial es el modo fundamental de propagacin en las frecuencias superiores a los 30 MHz y 150 MHz . Tambin es responsable de parte de la seal trasmitida en los comunicados a corta distancia en todo el espectro de HF. No debe confundirse este modo con la traduccin del ingls "sky wave" que se podra traducir como "onda celeste o del cielo" el cual hace referencia a la propagacin por "onda ionosfrica".

3 La onda espacial o una parte de ella puede trasmitir senales a largas distancias porque es refractada o doblada hacia la Tierra por la !onosfera. Actualmente se emplea para casi todas las aplicaciones de radiocomunicacin a gran distancia.