Propagación de radio HF de línea gris

La propagación de la línea gris  es una forma de propagación de radio HF aparente al amanecer y al anochecer, donde las señales que viajan a lo largo de la línea se escuchan a intensidades mucho más altas.

La propagación de línea gris o línea gris es una forma de propagación de señales de radio que proporciona comunicaciones de radio de larga distancia sorprendentemente al amanecer y al anochecer, a veces cuando no se puede esperar que otras formas de propagación ionosférica proporcionen rutas de señal de estas distancias.

La propagación de la línea gris solo está presente alrededor del amanecer y el anochecer y, por lo tanto, no se puede utilizar para apoyar las comunicaciones de radio globales en ningún momento. En consecuencia, tiende a ser utilizado principalmente por radioaficionados y algunos otros usuarios que pueden acomodar el tiempo y otras limitaciones de su disponibilidad.

Conceptos básicos de propagación de líneas grises

Para las señales de propagación de la línea gris viajan a lo largo de la zona gris o crepuscular entre la noche y el día. Esta es una zona donde se encuentran noche y día y también se conoce como el terminador. En esta región, las señales en algunas frecuencias se atenúan mucho menos de lo que normalmente se podría experimentar y, como resultado, las señales se pueden recibir a niveles sorprendentemente altos a distancias muy largas, incluso desde el otro lado del mundo.

Las mejores condiciones de propagación alrededor de la línea gris son más notables principalmente en las bandas de frecuencia más bajas en la porción de HF del espectro donde el nivel de ionización en la capa D tiene un efecto mucho mayor en las señales que en esas frecuencias más altas.

El siguiente diagrama muestra cómo la iluminación permanece en la región F mucho más tiempo que en la región D, y esto crea una situación en la que la región D se ha desvanecido, pero la región F permanece intacta.

En realidad, la región D se desvanece antes del anochecer a medida que la iluminación del sol se reduce alrededor del anochecer en la superficie de la Tierra. El nivel de ionización en la región D cae muy rápidamente alrededor del anochecer y después del anochecer porque la densidad del aire es alta y la recombinación de los electrones libres y los iones positivos ocurre comparativamente rápido.

Esto ocurre mientras el nivel de ionización sigue siendo alto dentro de la capa F, lo que da la mayor parte de la propagación de radio para las comunicaciones por radio de larga distancia. Esto ocurre porque la región F es mucho más alta en altitud, y a medida que el Sol se pone permanece iluminada por la radiación del Sol durante más tiempo que la región D, que es más baja. También la recombinación de los iones toma más tiempo porque el aire es mucho más delgado a la altitud de la región F en comparación con la de la región D.

Lo mismo ocurre por la mañana cuando sale el Sol. La región F recibe radiación del Sol antes de la región D y su nivel de ionización comienza a elevarse antes que el de la región D. Como el nivel de ionización de la región D es bajo, esto significa que el grado de atenuación al que se someten las señales de menor frecuencia es mucho menor que en el día. Esto también ocurre en un momento en que la ionización de la región F sigue siendo muy alta, y todavía se pueden lograr buenos reflejos. En consecuencia, esto resulta en pérdidas de trayectoria general mucho más bajas alrededor de la línea gris de lo que se ven normalmente.

En términos del diagrama anterior, la altitud de las regiones D y F ha sido altamente exagerada para mostrar el mecanismo detrás de la línea gris. Esto significa que la decoloración de la región D comienza a ocurrir mucho antes del anochecer y la región F permanece en su lugar hasta después del anochecer – y la propagación de la línea gris ocurre alrededor de la región del anochecer y el amanecer.

De hecho, al mirar la región del terminador de radio, debe recordarse que hay una variedad de variables que significan que no sigue exactamente el terminador de día / noche como se ve en la superficie de la Tierra. Las regiones ionizadas están muy por encima de la superficie de la Tierra y, en consecuencia, se iluminan durante más tiempo, aunque contra esto el Sol está bajo en el cielo y el nivel de ionización es bajo. Además, se requiere un tiempo finito para que el nivel de ionización aumente y desintegre. Como hay muchas variables asociadas con el terminador de «propagación de señales de radio», el terminador ordinario solo se debe tomar como una guía aproximada para las condiciones de propagación de señales de radio.

Aunque puede ser obvio mencionar, la propagación de la línea gris solo puede existir para estaciones en lugares que caen a lo largo de la línea gris o terminador. Esto limita significativamente el número de áreas para una estación determinada en un lugar en particular para establecer la comunicación de larga distancia, aunque habrá ligeros cambios a lo largo del año para muchas estaciones.

Frecuencias afectadas por la propagación de líneas grises

Las frecuencias que se ven afectadas por esta forma de propagación generalmente se limitan a frecuencias de hasta aproximadamente 10 MHz. Las frecuencias superiores en frecuencia a 10 MHz tienden a ser atenuadas en solo un grado menor por la región D y, por lo tanto, hay poca o ninguna mejora alrededor del anochecer y el amanecer por este mecanismo.

La propagación de la línea gris es particularmente notable en frecuencias más bajas, por ejemplo, la banda de radioaficionado de 3,5 MHz. Normalmente se pueden escuchar señales a distancias de unos pocos cientos de kilómetros en el día, y posiblemente hasta dos mil kilómetros por la noche para aquellas estaciones con buenas antenas.

La propagación regular de la línea gris permite realizar contactos de radiocomunicación de larga distancia con estaciones del otro lado del mundo a muy buenos niveles de resistencia.

Los tiempos óptimos son normalmente alrededor de los equinoccios de primavera y otoño, ya que ninguno de los extremos del enlace está sujeto a los extremos de propagación del verano y el invierno. Es en estas épocas del año que se puede establecer la comunicación por radio de larga distancia con estaciones en el otro lado del mundo a niveles de intensidad de señal notablemente buenos.

Mecanismos similares para frecuencias más altas

Todavía es posible que las señales de mayor frecuencia se vean afectadas por mejoras de tipo de línea gris. Esto ocurre como resultado del hecho de que una ruta de propagación se abre en un área y se cierra en otra, lo que da una ventana corta durante la cual la ruta se abre en una frecuencia o banda de frecuencias en particular.

Observar los MUF a lo largo del día puede demostrar la forma en que esto ocurre. El nivel de ionización en la capa F cae después del anochecer y aumenta al amanecer. Esto resulta en que el MUF caiga al anochecer.

En consecuencia, las estaciones que experimentan amanecer encuentran que el MUF se eleva y aquellos que experimentan el anochecer encuentran que cae. Para las frecuencias que están por encima del MUF nocturno, y para las estaciones donde uno está experimentando el anochecer y el otro amanecer, solo hay un tiempo limitado en el que el camino permanecerá abierto. Esto resulta en un efecto similar al visto por la mejora de la línea gris de menor frecuencia.

Mejoras de la línea gris en el transcurso del año

El camino de la línea gris cambia durante el transcurso del año. A medida que el ángulo subtendido por los rayos del Sol cambia con las estaciones, así cambia la línea tomada por el terminador. Esto resulta del hecho de que durante los meses de invierno, el hemisferio norte de la tierra se titula lejos del Sol, y hacia él durante los meses de verano.

Lo contrario es obviamente cierto para el hemisferio sur. Además de esto, el ancho de la línea gris también cambia. Es mucho más ancho hacia los polos porque la línea entre la oscuridad y la luz está menos definida como resultado del hecho de que el Sol nunca se eleva alto en el cielo en los polos. También es mucho más estrecho en el ecuador. Esto resulta en que la propagación de la línea gris esté activa durante más tiempo en los polos que en el ecuador.

La propagación de la línea gris ofrece una oportunidad para que se realicen contactos y enlaces de comunicación por radio de larga distancia, a menudo con estaciones del otro lado del mundo. Las señales viajan a lo largo de la línea gris, o terminador y sufren comparativamente poca atenuación. Una apertura a través de la propagación de la línea gris solo puede durar media hora, pero da la oportunidad de establecer la comunicación por radio entre estaciones tan lejos como el otro lado del mundo.