como se propagan las ondas a traves de la ionosfera

1. 1
Transmisión ionosférica.
Jimmy Manuel Flores Constante
jimmy.flores.c@gmail.com
Facultad de Sistemas y Telecomunicaciones
Universidad Estatal Península de Santa Elena
dquirumbay@upse.edu.ec
Comunicaciones II
RESUMEN: Existen diversas formas de transmisión de datos tanto por medios guiados como no guiados, en
la transmisión no guiada no es un requisito indispensable tener línea de vista cuando se deben recorrer
grandes distancias, es el presente se tratará la propagación o transmisión ionosférica que no es otra cosa que
como viajan las ondas de radio frecuencia a través de una de las capas de la atmosfera y como esta se refleja
para alcanzar el objetivo deseado.
PALABRAS CLAVE: ionosfera, comunicaciones,
transmisión, satélites, ondas electromagnéticas.
1 INTRODUCCIÓN
La ionosfera está situada entre 60 y 400 km de la
corteza terrestre y posee una inmensa conductividad
debido a que los átomos que aquí se encuentran se
ionizan y liberan electrones por causa de la luz solar.
En 1901 Marconi había estableció una comunicación
entre Gales y terranova, lo que dio paso a que un año
después Kennelly y Heaviside expusieran la existencia de
una capa ionizada que se encontraba en la atmosfera.
Décadas después se establecieron las distancias
hacia esta capa y se distinguió también que habría
diferentes subcapas a diferentes distancias y que
variaban de acuerdo al transcurso del día o las
estaciones.
2 Capas de la ionosfera
Estas capas son importantes para la propagación
porque permite reflejar ondas radioeléctricas por debajo
de una frecuencia crítica llamada frecuencia máxima
utilizable.
La ionosfera está formada de 3 capas:
 La capa D
 La capa E
 La capa F, que en el día se divide en las
subcapas F1 y F2.
Figura 1. Capas de la Ionosfera
Siendo la capa D la principal causante de la atenuación
sufrida por las ondas electromagnéticas entre las
frecuencias de 2 y 30 MHz y la responsable también de la
reflexión de las ondas de muy baja frecuencia y extra baja
frecuencia.
La capa E es adecuada para la propagación diurna a
distancias menores de 2000 Km.
La Subcapa F2 durante la noche es la principal zona
deflectora y la responsable de la comunicación a larga
distancia con una distancia de salto único de 4000km.
3 La Propagación Ionosférica
En la Propagación Ionosférica, las ondas de radio de más
alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se
reflejan de nuevo hacia la tierra. La densidad entre la
troposfera y la ionosfera hace que cada onda de radio se
acelere y cambie de dirección, curvándose de nuevo
hacia la tierra. Este tipo de transmisión permite cubrir
grandes distancias con menor potencia de salida.
Cuando una onda de radio se refracta en alguna capa de
la ionosfera y llega hacia el punto destino en la tierra se
denomina Distancia de Salto Único.

2. 2
Figura 2. Distancia de Santo único.
El valor máximo que toma esa magnitud para una capa
determinada en unas condiciones determinadas recibe la
denominación de Máxima Distancia de Salto Único.
En la transmisión de la señal existe una zona
denominada zona de silencio que es aquella zona
debajo del ángulo de reflexión de la onda.
Frecuentemente es más práctico considerar el
trayecto de una onda radioeléctrica como el resultado de
una reflexión en lugar de una refracción. Para una
determinada DSU hablamos de una Altura Virtual, que es
la altura donde estaría situada una hipotética capa que
reflejaría nuestras ondas, de manera que obtuviéramos la
misma DSU.
Asimismo, definiremos el Ancho de Banda de
Propagación como el conjunto de frecuencias utilizable
para establecer un enlace radioeléctrico entre dos puntos
geográficos determinados. Al límite superior de dicho
intervalo lo denominado frecuencia máxima utilizable o
MUF y al límite inferior frecuencia mínima utilizable o LUF
Tabla 1. Capa y frecuencia critica
La mayoría de las ondas no eligen un sólo camino para
propagarse, sino una combinación de ambos. Van
pegadas a la tierra (onda superficie) y, a la vez, rebotando
en la atmósfera (onda reflejada). Con esta combinación
se logran alcanzar distancias planetarias).
SIGLA
GAMA DE
FRECUENCI
AS
LONGITU
D DE
ONDA
CARACTER
ÍSTICAS
USO TÍPICO
ELF
3 Hz.
a
30 Hz.
100.000
Km.
a
10.000
Km.
Se
propagan
Servían para la
comunicación
con
submarinos o
SLF 30 Hz.
a
300 Hz.
10.000
Km.
a
1.000 Km.
por onda
de tierra.
Permitían
enviar muy
poca
informació
n y, al
tener
longitudes
de ondas
muy
grandes, se
necesitaba
n enormes
antenas,
por lo que
este tipo
de
transmisio
nes están
en desuso.
con minas bajo
tierra.
En este orden
de frecuencias
se encuentran
también las
ondas sonoras
o
audiofrecuenci
as que escucha
nuestro oído, el
llamado rango
audible, pero
no están
incluidas ya
que no
pertenecen al
espectro
radioeléctrico.
ULF 300 Hz.
a
3.000 Hz.
( = 3 Khz.)
1.000 Km.
a
100 Km.
VLF
3 Khz.
a
30 Khz.
100 Km.
a
10 Km.
Propagació
n por onda
de tierra o
superficie
y también
ionosférica
.
Enlaces de
radio a gran
distancia y
comunicacione
s militares.
LF
30 Khz.
a
300 Khz.
10 Km.
a
1 Km.
( = 1.000
m)
Propagació
n por onda
de tierra,
pero de
característi
cas menos
estables
que la
anterior.
Comunicacione
s de cobertura
global como
ayuda a la
navegación
aérea y
marítima
internacional.
MF
300 Khz.
a
3. 000 Khz.
( = 3 Mhz.)
1.000 m
a
100 m
Propagació
n por onda
de tierra
con
absorción
elevada
durante el
día.
Propagació
n
predomina
ntemente
ionosférica
durante la
noche,
cuando
alcanzan
mayores
distancias.
Radiodifusión.
Las emisoras de
AM están en
esta banda.
HF

3. 3
s3 Mhz.
a
30 Mhz.
100 m.
a
10 m.
Propagació
n
predomina
ntemente
ionosférica
con fuertes
variacione
s
estacional
es y en las
diferentes
horas del
día y la
noche.
Comunicacione
s de todo tipo a
media y larga
distancia, como
las de
radioaficionad
os.
En esta banda
están las radios
que transmiten
en onda corta o
SW
(shortwave).
VHF
30 Mhz.
a
300 Mhz.
10 m.
a
1 m.
Prevalente
mente
propagació
n directa,
esporádica
mente
propagació
n
ionosférica
o
troposféric
a.
Comunicacione
s móviles
(Walkie-
Talkies,
bomberos,
ambulancias,
policía,
camioneros y
taxis), enlaces
de radio a corta
distancia,
algunas
televisoras y
emisoras en
frecuencia
modulada
(FM).
UHF
300 Mhz.
a
3.000 Mhz.
( = 3 Ghz.)
1 m.
a
100 mm. Exclusivam
ente
propagació
n directa,
posibilidad
de enlaces
por
reflexión o
a través de
satélites
artificiales.
Comunicacione
s móviles
enlaces de
radio, radares,
ayuda a la
navegación
aérea y
marítima.
La mayoría de
canales de
televisión están
en esta banda.
También se usa
para telefonía
celular.
SHF
3 Ghz.
a
30 Ghz.
100 mm.
a
10 mm.
Radares,
comunicacione
s satelitales y
radioenlaces
terrestres de
larga distancia.
EHF
30 Ghz.
a
300 Ghz.
10 mm.
a
1 mm.
Radioastronom
ía, radares de
precisión y
enlaces de
comunicación.
Tabla 2. CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS DE RADIO O
RADIOFRECUENCIAS
3.1 Calidad de la señal
Otro factor a tener en cuenta y tan importante como la
MUF para un determina do recorrido es la calidad de la
señal obtenida, pues de nada nos serviría recibir una
señal con una aceptable relación señal/ruido si la
distorsión sufrida durante el trayecto es de tal magnitud
que nos imposibilite la decodificación de la misma.
Una onda electromagnética sufre durante su recorrido
desde el punto de emisión al de recepción diferentes
alteraciones, siendo las más importantes para el caso de
una onda reflejada en la ionosfera las debidas a
atenuación, retardo, fading o desvanecimiento,
desplazamiento en frecuencia, dispersión en frecuencia y
en tiempo y distorsión de retardo.
Tomemos una señal compleja y por tanto con distintas
frecuencias dentro de un ancho de banda y la
transmitimos de un punto a otro de la superficie terrestre,
realizando este paso mediante una única reflexión
ionosférica. Como toda onda que cruza un medio físico
sufrirá retardo. Al ser la ionosfera un medio dispersivo, las
distintas frecuencias que componen nuestra onda
recorrerán caminos ligeramente distintos, lo cual
conducirá a retardos también distintos para las mismas.
Debemos ahora tener en cuenta el hecho de que nuestra
onda puede haber sido reflejada por las capas E o F1,
que puede además haberse dividido en dos haces, uno
ordinario y otro extraordinario, debido al efecto del campo
magnético terrestre y que finalmente puede haber llegado
mediante un único salto o mediante varios.
4 REFERENCIAS
http://usuaris.tinet.cat/jfcp/Propagacion/Prop2.ht
m
http://www.proteccioncivil.org/catalogo/carpeta02
/carpeta24/vademecum12/vdm039.htm#03903d
http://go.galegroup.com/ps/i.do?id=GALE|CX4061
500119&v=2.1&u=unad&it=r&p=GVRL&sw=w&asid=2
87bd150cf41d5400d3f9b4cba487af3
http://www.analfatecnicos.net/pregunta.php?id=1
4
http://energiasradiantes.blogspot.com/