MODOS DE PROPAGACIÓN EN FUNCIÓN DE LA BANDA DE FRECUENCIA.
Modos de propagación
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Las formas en que las ondas de radio pueden propagarse desde una antena transmisora a una receptora son muy variadas en función de la frecuencia y de las características físicas del circuito, a cada una de estas formas la denominamos mecanismo o modo de propagación.
1. - Onda de superficie, terrestre o de suelo. La Onda de Superficie es aquella parte de la Onda Terrestre que se prod produc uce e por por ener energí gía a elec electr trom omag agné néti tica ca que que se prop propag aga a próx próxim ima a a la superficie terrestre y es conducida por esta, ciñéndose a su curvatura. Al seguir la curvatura de la Tierra es dependiente de la conductividad y de la constante dieléctrica de la superficie. Cuando las antenas transmisoras y receptoras están relativamente cerca del suelo, la onda directa y la reflejada tienden a anularse entre sí, y la intensidad del campo remanente es la resu result ltan ante te únic únicam amen ente te de la onda onda de supe superf rfic icie ie.. Real Realme ment nte e la O. de Superficie no está confinada necesariamente a la superficie de la tierra, sino que se extiende extiende hasta hasta alturas alturas considera considerables, bles, disminuy disminuyendo endo en intensida intensidad d con el aumento de la altura, sin embargo a diferencia de otros modos, la O. de Superficie debe seguir la curvatura de la Tierra. La Onda de Superficie rodea los obstáculos y se va curvando por efecto de la difr difrac acci ción ón,, muy muy acus acusad ada a en baja bajas s frec frecue uenc ncia ias. s. La cuan cuantí tía a de la difracció difracción n es proporciona proporcionall a la longitud longitud de onda, onda, por lo que su efecto efecto se reduce al aumentar la frecuencia.
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Este tipo de propagación en ciertas bandas de frecuencia puede hacer posible la comunicación más allá del horizonte. Es aplicable a las bandas de VLF, LF y MF (3 Khz a 3 Mhz) aunque en algunos casos puede aplicarse a HF, como en enlaces soportados en la superficie del mar. Para hacernos una idea de los alcances pueden servir los siguientes datos: Alcances mayores de 1000 Km en LF Alcances de 100 a 180 Km en MF Alcances en torno a los 100 Km en HF . La propagación en estas frecuencias es bastante estable, tanto de día como de noche y se utilizan por ello para transmitir frecuencias patrón, señales horarias, radioayudas a la navegación, telegrafía, etc. Radiodifusión
535 a 1605 Khz
Enlaces con submarinos
15 a 18 Khz
Radioayudas a nav. marítima. 0,1 a 3 Mhz Las antenas usadas son grandes monopolos verticales sobre tierra y con polarización vertical, como puede verse en las figuras siguientes. Se requieren antenas de grandes dimensiones y la puesta en juego de potencias elevadas, del orden de 150 m de altura. En VLF y LF suelen ser monopolos cortos (50 a 200 m), siendo esta longitud mucho menor que la longitud de onda.
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Antenas para Bajas Frecuencias. Una sola antena vertical radia la misma potencia en todas las direcciones horizontales, mientras que la potencia radiada en diferentes ángulos verticales varía en función de la altura de la antena expresada en términos de longitudes de onda de trabajo. Suponiendo que la tierra sea un conductor perfecto y que la distribución de la corriente en la antena sea sinusoidal , el diagrama de radiación en el plano vertical de una antena de longitud inferior a 0.125λ tiene aproximadamente una forma semicircular. Al aumentar la altura de la antena, el diagrama de radiación vertical tiende a aumentar de radio. Si se aumenta la altura por encima de 0,5λ
aparecerán lóbulos
secundarios de ángulo elevado de radiación y, en última instancia, se producirá una disminución de la energía radiada a lo largo de la superficie.
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La altura de la antena influye también sobre la potencia relativa radiada por la antena vertical a lo largo del horizonte, que aumenta con la elevación desde una altura muy pequeña hasta unos 0,625λ .
Diagrama de un monopolo vertical, según la altura
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2. - Onda de espacio o troposférica. Es la propagación como mínimo de dos componentes, la onda directa y la onda reflejada. Se entiende por Onda directa a aquella parte del frente de ondas total, que se propaga directamente desde la antena transmisora a la receptora, mientras que la Onda reflejada es aquella parte de la onda transmitida que alcanza a la antena receptora después de reflejarse en la superficie terrestre. Por propagación troposférica vamos a entender todos aquellos modos de propagación que se desarrollan en la tropósfera, sin tratar la propagación por onda de superficie. La tropósfera es la región atmosférica que se extiende desde el suelo hasta unos 6 km y que posee unas condiciones de presión, temperatura y humedad que varían fuertemente con la altura y con las condiciones meteorológicas. Estas variaciones modifican la constante dieléctrica y con ello el índice de refracción, haciendo que las ondas de radio curven su trayectoria. Ello supone una propagación en el espacio libre, modificada por el suelo (reflexión y difracción), por la troposfera (atenuación, refracción y dispersión), por obstáculos, etc... Las principales bandas de frecuencias son la de VHF, UHF y SHF, siendo sus aplicaciones son muy variadas, desde radiodifusión, televisión, radio móvil (UHF), enlaces fijos y de satélite, redes de microondas con empleo de repetidores, radar, etc.. Hay mucha variedad de antenas, dependiendo de la aplicación que se le vaya a dar y de la banda de frecuencias en las que va a trabajar, pero en general se caracterizan porque son antenas elevadas y directivas.
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Tipos de antenas son las de radar, las yagi-uda, distintas variedades de parabólicas, e incluso las de varilla que se utilizan para estaciones móviles en el campo táctico.
Tipos de antenas de Onda Troposférica.
2.1. - Propagacion por vision directa. Es aquella parte del frente de onda total que se propaga directamente de la antena transmisora a la antena receptora, necesitan por tanto que exista visibilidad entre la antena emisora y la receptora. Al no ser plana la superficie terrestre, el alcance de las ondas que se propaguen por este modo es limitado. Un simple cálculo geométrico nos permite concluir que el alcance de una onda emitida por una antena transmisora que tenga una altura ht, y que sea captada a nivel del suelo es igual a :
siendo R el radio de la Tierra (6400 Km).Esto equivale a un alcance de 36 Km para una antena que tuviera 100 metros de altura.
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Esto se remedia mediante el empleo de antenas tan altas como sea posible, o con ayuda de antenas intermedias, por ejemplo satélites artificiales alrededor de la Tierra. El alcance máximo entre dos antenas de alturas ht y hr sería el que muestra la siguiente figura.
Alcance máximo de las ondas directas . El valor numérico, del alcance máximo por ondas directas será de :
La onda directa no es afectada por la superficie de la tierra, pero sí lo es por la refracción en la troposfera. La variación del índice de refracción hace que las ondas no se propaguen en línea recta, sino que se curven, aumentando el alcance radioeléctrico por encima del óptico. A la trayectoria por la cual se propagan las ondas de radio se le llama trayectoria de radio, y el horizonte radioeléctrico es el punto en el cual esa trayectoria es tangente a la superficie terrestre.
Relación entre horizonte óptico y radioeléctrico. Las pérdidas en db pueden expresarse como :
siendo D la distancia y λ la longitud de onda , en las mismas unidades.
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3.- Onda ionosférica o celeste. La Onda Ionosférica es la obtenida mediante la propagación del frente de ondas en las diferentes regiones de la Ionósfera después de una o varias reflexiones. La seguridad en este tipo de propagación no se considera tan grande como la de la propagación por medio de onda terrestre (debido a las variaciones ionosféricas), pero debido a las grandes distancias que pueden cubrirse hacen que este método de propagación sea muy importante. Generalmente se utilizan altas frecuencias de 3 a 30 Mhz, y se aplican principalmente en las bandas de MF y HF. Alcanza distancias de hasta 2000 Kms en MF y entre 50 y 4000 Kms en HF. Con enlaces multisalto pueden tener una cobertura global, utilizándose en radiodifusión y en comunicaciones puntuales. Las antenas utilizadas son muy diversas en función del empleo, y de sus características, suelen ser antenas muy altas con polarización vertical u horizontal. Pueden verse algunos tipos en la siguiente figura.
Antenas de HF.
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BIBLIOGRAFIA
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Servicio de emergencia de radioaficionados, “FUNDAMENTOS DE PROPAGACION Y ANTENAS”, expositor: Esteban A. Asenjo. Radio Club de Chile.
-
©Constantino Pérez Vega Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones Universidad de Cantabria, “FORMAS DE PROPAGACION”.
-
Club saber electronica, Nº- de colección radioaficionado. “Propagacion de las ondas”.
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manual
del
Hermano, como estas, mira ayer viernes en la noche hable con arturo martinez(celular), me dijo que habia sido recien operado, pero que se pondria al tanto de todo, que ya sabe que en su correo esta lo que nos enviaste, no se si pedirte que tomes en consideracion que esperes hasta horas de la tarde de mañana domingo para que el te envie sus puntos, si tu ves que nada de eso sucede bueno, ni modo, tu eres el gestor de concretar el trabajo escrito junto a sus expositores, no quedara de otra que sacarlo, saludos hermano. Saludos. P.D.: la informacion que te hago llegar no tenia bibliografia, yo me invente algo alli, si puedes añadele cualquier numero de mentiras, por otro lado creo haber cumplido con las normas APA- UPEL, echale una micro revisada. GAGR.
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