Propagación

¿QUÉ BANDAS DE HF USAR Y CUÁNDO? ¿DE DÍA O DE NOCHE?

Para responder a estas preguntas, previamente hay quw conocer qué son las señales radioeléctricas y cómo se propagan.

Las señales radioeléctricas son ondas electromagnéticas que se desplazan a través de la atmósfera de la Tierra y se dirigen al espacio. Estas ondas se propagan por medios diferentes, y de este odo hablaremos de ondas de superficie, ondas directas (línea de visión directa), difracción (propagación en filo de navaja), refracción ionosférica, refracción troposférica, etc.

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. Los modos de propagación más frecuentes son:
  • La propagación ionosférica.
  • La propagación troposférica.
  • La propagación por onda de superficie.
  • la propagación litosfera y la propagación biosfera

Se considera que las ondas electromagnéticas, al igual que la luz, viaja por el espacio a una velocidad de 300.000 Km por segundo, dependiendo la emisión y la recepción de ondas de radio de la antena emisora, de la receptora y de la distancia entre ellas (produce una atenuación de las señales); ya que la atmósfera terrestre contiene partículas que absorven parte de la energía electromagnética (pérdidas por absorción), fenómeno que no ocurre en el vacío.

La propagación ionosférica varía en función de la hora del día, la estación del año, la actividad solar (número de manchas solares), la longitud del trayecto y el emplazamiento de los transmisores y receptores. La propagación troposférica está relacionada en cierto modo con las condiciones meteorológicas.

Se habla de propagación en el espacio libre para referirnos a las señales que son recibidas de forma directa de un transmisor, sin obstáculos y con visión directa entre ambas antenas. Las antenas isotrópicas radian y reciben en todas direcciones y si no hacemos mención a la directividad de una antena, en adelante nos estaremos refiriendo a una antena isotrótipa.

Llamamos ondas de superficie a aquellas que son afectadas por la atmósfera de la Tierra. Las distancias de recepción dependen de la potencia del transmisor, la eficacia de la antena, la conductividad del suelo y los niveles de ruido atmosférico. En HF (de 1,8 MHz a 30MHz, bandas decamétricas) las distancias son relativamente cortas (algunos kilómetros), especialmente durante el día en 7 MHz.

La ionización será más importante en la zona central porque aunque llegue un poco menos de radiación que a la parte superior, los iones formados duran más tiempo y ello resulta más importante a efectos de propagación de ondas electromagnéticas. Para estudiarla mejor se ha subdividido la ionosfera en varias subzonas o capas según la distancia que las separa de la superficie y del grado de ionización que contengan.

Se ha procurado unificar al máximo las alturas de las diferentes capas y en el estudio se parte de un margen considerable de kilómetros entre unas capas y otras.

Capa D: La capa más próxima a la troposfera es la capa D, que oscila entre 20 y 80 km aunque su valor central está aproximadamente alrededor de 70 km. Aquí la ionización es muy pequeña y procede solamente de las radiaciones solares muy intensas, lo que significa que, en la práctica, existe solamente durante el día que es cuando el Sol irradia una mayor energía sobre la superficie de la Tierra. Durante la noche apenas existe esta capa y no tiene utilidad práctica. Su importancia es muy escasa porque al quedar a alturas muy bajas prácticamente se cubre la misma distancia con las ondas troposféricas y se emplea para la propagación de las ondas largas.

Capa E: Por encima de 80 y hasta 140 km (valor medio 100 km) la capa E permite devolver ondas electromagnéticas hasta una distancia de 2.000 km del punto de origen. La máxima propagación tiene lugar durante el día, pero no sufre una anulación total durante la noche si bien entonces reduce en gran parte su influencia. Esta capa es importante a efectos prácticos de conducción de ondas medias.

Capa F: La capa F, que es la más importante, tiene alturas medias entre 200 y 400 km. Las capas D y E casi desaparecen durante la noche, especialmente la primera, pero no sucede lo mismo con la segunda ya que la diferencia entre el día y la noche o las estaciones la afectan solamente en un cambio de espesor, densidad de ionización y altura con respecto de tierra. Durante las horas de sol, la capa F se subdivide en otras dos capas, denominadas F1 y F2. La inferior, F1, se mueve entre 140 y 250 km, durante el día y se eleva durante la noche. También influyen las estaciones, según en la que nos encontremos se recibe más o menos directamente la radiación solar y ello implica una variación. Aunque varía su altura, siempre queda por encima de la capa E. Al final del día se recombinan de nuevo las dos subcapas F1 y F2 para formar de nuevo la capa F.

Esta capa es la que utiliza la onda corta en sus desplazamientos a larga distancia.

En la figura se representa de forma simbólica la trayectoria seguida por una onda electromagnética. Al salir de la antena emisora hacia el espacio atraviesa la troposfera siguiendo una trayectoria rectilíneo y al llegar a la zona de baja ionización de la ionosfera, sufre una refracción, que será más o menos acusada según sea la frecuencia y el ángulo con el que incide, para, a continuación, seguir una trayectoria curva que propicia la reflexión de la onda cuando ésta llega a la zona de máxima densidad de la capa, obligándola a seguir una trayectoria descendente que puede retornar a tierra.



Las ondas ionosféricas utilizan la ionosfera para reflejarse hacia la Tierra. La ionosfera está compuesta de varias capas que se identifican por letras del alfabeto. La capa D se encuentra entre 60 y 92 km aproximadamente de altitud, la capa E entre 100 y 115 km aproximadamente. La capa D se utiliza para una propagación de la onda ionosférica de frecuencias medias. Las capas D y E absorben señales en frecuencias de la parte inferior de la banda de ondas decamétricas de unos 3 MHz.

La capa F (aproximadamente de 160 a 500 km) se divide en dos capas, F1 y F2, actúa con frecuencias  de ondas decamétricas a largas distancias. Las frecuencias y las distancias varían de acuerdo con el trayecto específico, la hora del día, la estación del año y la actividad solar. Se puede pronosticar la propagación de las ondas ionosféricas en la gama de frecuencias entre 2‑30 MHz.


Las frecuencias por encima de la frecuencia máxima utilizable (MUF) penetran en la ionosfera y van al espacio. Las frecuencias por debajo de la MUF se reflejan nuevamente a la Tierra. Se indican las ondas de superficie, las zonas de silencio y los trayectos por saltos múltiples.


Entre cada salto que da la onda haia la Ionosfera y reflejada a la Tierra se prodeuce una zona de silencio o Skip. En esa zona la recepción de una señal es imposible o llega por otro camino de forma débil. A la izquierda de la imagen observamos como una señal que sobrepasa la MUF se pierde en el espacio.

A veces, la onda ionosférica de incidencia  es casi vertical siendo muy útiles para distancias apenas superiores a las alcanzadas por transmisiones en ondas métricas y decimétricas (6m y 2m). Para realizar un comunicado concreto hemos de  seleccionar frecuencias por debajo de los valores críticos entre 2 y 6 MHz. Las frecuencias más elevadas se alcanzarán durante el día y las más bajas por la noche. El ángulo de emisión de la antena es casi perpendicular al suelo por lo que se emplea una antena de polarización horizontal y a tan sólo unos metros por encima del suelo.

Las señales radioeléctricas se propagan más allá de la línea óptica de visibilidad directa, tanto de día como de noche.


Estructura en capas de la ionosfera de día y de noche












Para más información, visita el siguiente enlace:
(http://es.wikipedia.org/wiki/Propagaci%C3%B3n)
http://www.proteccioncivil.es/es/DGPCE/Informacion_y_documentacion/catalogo/carpeta02/carpeta24/vademecum/vade01.htm