Tres temas clave dentro de la propagación ionosférica de HF y las comunicaciones por radio son las ondas celestes, la distancia de salto y la zona de salto.
Comprender la forma en que las señales de radio HF realmente se propagan puede ayudar a que los efectos de la propagación ionosférica se utilicen al máximo.
Las ondas aéreas, la zona de salto y las distancias de salto son tres conceptos clave que muestran por qué las señales de radiocomunicaciones se escuchan en algunos lugares y no en otros.
Para cubrir grandes distancias utilizando la propagación de la radio ionosférica, son importantes los conceptos de ondas celestes, distancia de salto y zona de salto. Tienen un impacto en aspectos de los enlaces de radiocomunicación, incluidos los tiempos y frecuencias elegidos, las antenas utilizadas, los transmisores y receptores empleados y una variedad de otros aspectos.
Ondas aéreas
La onda celeste se refiere a la señal que viaja lejos de la superficie de la Tierra hacia la ionosfera. A diferencia de una onda terrestre, no sigue el contorno del suelo, sino que está dirigida hacia la ionosfera.
El ángulo entre la línea de la señal de onda celeste y la superficie de la Tierra en ese punto puede ser poco profundo o empinado.
Saltar distancia
La distancia de salto es la distancia sobre la superficie de la Tierra entre el punto donde se transmite una señal de radio y el punto donde se recibe después de haber viajado a la ionosfera y haber sido refractada de vuelta por la ionosfera.
Las señales salen de la antena y se alejan de ella, llegando finalmente a la ionosfera. Normalmente dejarán la tierra en un ángulo llamado ángulo de radiación. Ya sea bajo, es decir, casi paralelo a la Tierra, o alto, es decir, en un ángulo alto hacia arriba, llegarán a la ionosfera en algún momento.
La distancia de salto depende de una variedad de factores:
- Frecuencia: La frecuencia de operación tiene una gran influencia en la distancia de salto que se puede lograr. Por lo general, a medida que aumenta la frecuencia, se necesita un ángulo de radiación más bajo para devolver las señales a la Tierra a una distancia más corta. También las frecuencias más altas tienden a ser reflejadas o refractadas por capas o regiones más altas en la ionosfera. Esto significará que las frecuencias más altas tienden a conducir a distancias de salto más largas.
- Condiciones ionosféricas: Las condiciones ionosféricas desempeñan un papel importante en el gobierno de la distancia de salto. En algunas circunstancias, cuando los niveles de ionización son altos, las señales pueden alcanzar distancias de salto muy cortas.
- Ángulo de radiación: El ángulo de radiación de la antena transmisora también tendrá un impacto en la distancia de salto. Un ángulo de radiación más bajo conducirá a distancias de salto más largas como resultado de la geometría. Esto significa que los enlaces de radiocomunicaciones pueden cubrir mayores distancias si se utilizan ángulos bajos de radiación. Sin embargo, para algunas aplicaciones en las que se requiere un área objetivo específica, el ángulo de radiación se puede adaptar para que la región objetivo requerida se cubra junto con la región ionosférica específica.
La distancia de salto depende de una variedad de factores diferentes. Aunque algunos usuarios, como los radioaficionados, a menudo requieren comunicaciones por radio de larga distancia y pueden acomodar la conexión con otros en cualquier parte del mundo.
Para otros usuarios, como las emisoras y algunas comunicaciones de radio diplomáticas, pueden ser necesarias áreas objetivo específicas. Aquí ajustar el ángulo de radiación de la antena junto con el uso de una banda específica de frecuencias y tiempos de días, etc. permite obtener el mejor rendimiento en términos de la distancia de salto.
Zona de salto
La zona de salto, que también puede llamarse zona silenciosa o zona muerta, es una región donde no se puede recibir una transmisión de radio. La zona de salto es la región entre el punto donde las señales de onda terrestre ya no se pueden escuchar y el punto donde la onda de cielo regresa por primera vez a la Tierra.
La presencia de la zona de exclusión a veces puede ser beneficiosa, y otras veces puede dar problemas.
Si se necesita una cobertura localizada continua, entonces el fenómeno de la zona de exclusión puede ser emitido. Sin embargo, si no se necesita cobertura local, por ejemplo para las comunicaciones por radio de larga distancia, entonces no es un problema. La zona de salto también puede ayudar a reducir los niveles de interferencia porque significa que el número de estaciones que se reciben es menor y, por lo tanto, los niveles de interferencia se pueden reducir.
Como uno de los aspectos limitantes clave de la zona de salto cercana es la atención de la onda terrestre, ayuda a entender un poco más al respecto.
Nota sobre la propagación de la onda terrestre:
La propagación de las ondas terrestres ocurre cuando las señales siguen el contorno de la Tierra, doblándose para que las señales puedan detectarse más allá del horizonte. Es esta forma de propagación la que utilizan las estaciones de transmisión LF y MF, Long Wave y Medium Wave Band.
Leer más sobre la propagación de ondas terrestres
La zona de salto o zona muerta depende de una variedad de factores:
- Cobertura de ondas terrestres: La cobertura local alrededor del transmisor se rige por la onda terrestre. El alcance de la cobertura y el inicio de la zona de salto dependerán de la frecuencia utilizada. La cobertura de ondas terrestres será mayor para frecuencias más bajas. En MF puede extenderse hasta 100 millas más o menos, pero para frecuencias más altas, p. ej. 10 MHz y más, solo puede extenderse por una o dos millas. Puede ser sorprendente lo corta que puede ser la cobertura de ondas terrestres para las señales en HF, incluso cuando se utilizan altas potencias junto con buenas antenas.
- Distancia mínima de salto de onda del cielo: La distancia mínima de salto está influenciada por una serie de factores, incluida la frecuencia de operación; el estado de la ionosfera y el ángulo de radiación.En algunas circunstancias, las ondas celestes cercanas a la incidencia vertical se pueden usar y devolver desde la ionosfera. Esto normalmente solo ocurre para frecuencias más bajas en el espectro radioeléctrico, pero usando esto, la cobertura de las ondas celestes puede estar muy localizada y proporcionar cobertura local antes de que desaparezca la onda terrestre.
La zona de salto se experimenta normalmente para la mayoría de las frecuencias en la parte de HF del espectro. Significa que las estaciones más alejadas se pueden escuchar mucho mejor que las locales.
Si es necesario reducir la zona de exclusión para que se obtenga una mejor cobertura más cerca del transmisor y su antena, entonces se puede reducir la frecuencia de transmisión. Esto tiene dos efectos, no solo aumenta la cobertura de la onda terrestre porque la atenuación de la onda terrestre se reduce a medida que se reduce la frecuencia. También permite que la radiación de ángulo más alto se devuelva a la Tierra más fácilmente, pero también depende de las condiciones de propagación de radio predominantes.
Ondas y frecuencias
Para tener una mejor idea de las características de la propagación de HF utilizando la ionosfera, vale la pena ver qué sucede con una señal de radiocomunicaciones si la frecuencia aumenta en todo el espectro de frecuencias. Primero comienza con una señal en la banda de transmisión de onda media. Durante el día, las señales en estas frecuencias solo se propagan utilizando la onda terrestre. Cualquier señal que llegue a la región D se absorbe. Sin embargo, por la noche, a medida que la región D desaparece, las señales llegan a las otras regiones y pueden escucharse a distancias mucho mayores.
Si se aumenta la frecuencia de la señal, se alcanza un punto donde la señal comienza a penetrar en la región D y las señales llegan a la región E. Aquí se refleja y pasará de vuelta a través de la región D y regresará a la tierra a una distancia considerable del transmisor.
A medida que la frecuencia aumenta aún más, la señal es refractada cada vez menos por la región E y finalmente pasa directamente. Luego llega a la región F1 y aquí se puede reflejar pasando de vuelta a través de las regiones D y E para llegar a la tierra de nuevo. Como la región F1 es más alta que la región E, la distancia alcanzada será mayor que la de una reflexión de la región E.
Finalmente, a medida que la frecuencia de la señal de radiocomunicaciones aumente aún más, eventualmente pasará a través de la región F1 y hacia la región F2. Esta es la más alta de las regiones de la ionosfera y las distancias alcanzadas a través de esta son las mayores. Como guía aproximado, la distancia máxima de salto para la región E es de alrededor de 2500 km y 5000 km para la región F2.
Los conceptos de ondas aéreas, distancia de salto y zona de salto están en el centro de la propagación de la radio HF. Comprender estos conceptos básicos proporciona una base para otros conceptos asociados con la radiodifusión de alta frecuencia o formas de comunicaciones de radio bidireccionales de alta frecuencia, etc. Con distancias de muchos miles de millas que se pueden cubrir utilizando la propagación de radio ionosférica, las ondas celestes, la distancia de salto y la zona de salto son conceptos que se encuentran todo el tiempo.
