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La propagación en la banda de HF (3 MHz a 30 MHz) se ve afectada fundamentalmente por las características de una capa de la atmósfera situada entre los 60 km y los 500 km de altitud, que recibe el nombre de ionosfera por la gran cantidad de partículas ionizadas que contiene. Realmente, la ionosfera está formada por diversas subcapas que tienen un grado de ionización distinto por el día y por la noche.
La ionización en las distintas capas de la ionosfera hace que las ondas electromagnéticas de un determinado rango frecuencial, cuyo límite superior es la máxima frecuencia utilizable (MUF), sufran reflexión y su trayecto vuelva nuevamente hacia la Tierra. En la Tierra se puede producir una nueva reflexión y el proceso se repite periódicamente como si la onda viajase reflejándose en un conducto delimitado superiormente por la ionosfera e inferiormente por la propia Tierra, como puede verse en la figura 3.16. Este fenómeno se conoce con el nombre de propagación ionosférica y permite comunicaciones de muy larga distancia, con alcance incluso mundial, operando en frecuencias inferiores a la MUF.
Propagación ionosférica
El valor de la MUF es variable a lo largo del día y depende del grado de ionización de la atmósfera, que a su vez es función de la estación del año, la hora del día, y la actividad solar que puede cuantificarse con el número de manchas solares. En la se muestra la diferencia relativa de MUF entre distintas zonas de la Tierra en un instante dado. Observar que la diferencia entre zonas puede llegar a ser de hasta 10 MHz, hecho a considerar a la hora de planificar un radioenlace ionosférico a larga distancia:
Variación de la MUF entre zonas geográficas distintas
Para frecuencias de hasta 10 MHz también es importante el fenómeno de propagación por onda de superficie: una parte del frente de onda generado por el transmisor se difracta siguiendo la curvatura del radio terrestre a una distancia relativamente pequeña de la superficie terrestre. Esta onda puede tener un alcance de varios centenares de kilómetros.
Si en el receptor se suman la onda de superficie y la ionosférica, normalmente se tendrán problemas de desvanecimiento debido a que las ondas no llegan en fase, al recorrer la onda ionosférica una distancia mayor durante las sucesivas reflexiones.
Asimismo, las comunicaciones en HF son muy sensibles a las variaciones de ionización en la ionosfera, que producen desvanecimientos repentinos. Este fenómeno se conoce con el nombre de fading. Asimismo, los receptores ubicados en núcleos urbanos son muy susceptibles de ser afectados por el ruido industrial, que igualmente puede dificultar las comunicaciones.
Banda de 160 metros. Durante las horas diurnas es utilizable solo para distancias muy cortas. Durante la noche es posible realizar contactos en distancias entre 1500 y 2000 Km y en los casos de mínima actividad solar se logran grandes distancias. Es una banda con mucho nivel de ruido lo que dificulta los comunicados. Los máximos rendimientos se logran desde la puesta del sol hasta 30 minutos después a la noche y en la mañana desde 30 minutos antes y hasta su salida.
Banda de 80 metros. Es una banda cuyo mayor rendimiento es durante las horas nocturnas pero durante el día la reflexión en la Capa E permite comunicados hasta una distancia de 800 a 1000 Km. Durante los períodos de máxima actividad solar posee un elevado nivel de ruido y sus máximos rendimientos se logran durante una hora antes de la salida y otra hora luego de la puesta del Sol.
Banda de 40 metros. Durante las horas diurnas la reflexión el la Capa E permite comunicados hasta 2000 Km. Pero durante la noche su alcance es muy grande y podemos decir que toda estación que se encuentre en la zona noche puede contactar con otra en igual situación. Posee un elevado nivel de ruido durante los períodos de máxima actividad solar y su máximo rendimiento se encuentra durante una hora antes y después de la puesta del Sol.
Banda de 20 metros. Es una banda que suele permanecer abierta durante las 24 horas y permite la comunicación a gran distancia por lo que es la banda ideal para las comunicaciones a todo el mundo. En los períodos de máxima actividad solar, la elevada ionización de las capas D y E produce fuertes atenuaciones y durante el verano permite comunicados a muy corta distancia pero lo normal es que su zona de silencio sea de 0 hasta 500 Km. Debe tenerse presente para esta banda que su mejor rendimiento es desde las 19 horas hasta las 9 horas del día siguiente por tener menos ionización las capas D y E, de esta manera, la señal se refleja en la Capa F lo que eleva su distancia de comunicación.
Banda de 15 metros. Es una banda claramente diurna y solo en los períodos de máxima actividad solar permanece abierta en las primeras horas de la noche. En los períodos de mínima actividad solar puede permanecer cerrada todo el día e incluso varios días y debe tenerse presente que su distancia de salto es de 1000 Km como mínimo.
Banda de 10 metros. Es una banda exclusivamente diurna y muy afectada por los ciclos solares ya que durante su máxima actividad permite comunicados a grandes distancias con suma facilidad; en cambio durante la mínima actividad suele permanecer cerrada completamente durante semanas. En condiciones normales de reflexión su distancia de salto es muy grande y puede escucharse perfectamente estaciones situadas a 4000 Km de distancia y no poder escuchar otras más próximas. Es una banda que casi roza la máxima frecuencia de reflexión por lo que exige el uso de antenas de muy bajo ángulo de radiación para lograr un máximo de rendimiento.
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