Propagacion Superficial

 

Propagación superficial sobre tierra homogénea

en este tipo de propagación las señales de VHF se desplazan en línea recta en todas direcciones incluso hacia el espacio exterior donde ya no se pueden seguir propagando y se  pierden. La onda superficial es una on onda da guiada a lo largo de la superficie s uperficie de la Tierra. Se Se sustrae energía de esa onda superficial para cubrir las pérdidas que hay en la superficie terrestre. La propagación por onda de superficie opera principalmente en las bandas de LF y MF (30 kHz a 3 M MHz). Hz). A estas frecuencias las antenas no están eléctricamente elevadas y generalmente no existe visión directa. El campo responsable de la comunicación es el radiado por la antena en presencia de la tierra. Como las dimensiones de las antenas a utilizar son proporcionales a la longitud de onda a transmitir, para el caso de las ondas de frecuencias de 30 kHz a 3 MHz, el orden de magnitud de la longitud de onda obliga a emplear antenas de menores dimensiones, consideradas como eléctricamente cortas, asimiladas asimiladas en su estudio a los dipolos de Hertz.  No obstante, las dimensiones físicas de estas an antenas tenas so sonn considerables consider ables y, para obtener un un diagrama de radiación adecuado y polarización vertical se les da forma de mástiles radiantes verticales. (La onda de superficie solamente presenta alcances útiles cuando la  polarización de la onda es vertical, ya que toda componente horizontal es rápidamente absorbida por el suelo). En estas condiciones, la antena radia energía en todas direcciones y, debido a su condición vertical y a su al altura, tura, parte de esta energía incide en la superficie de la Tierra con un ángulo tal que le permite reflejarse.

A una cierta distancia de la antena, la energía procedente de varias direcciones de  propagación experimenta diferentes modificaciones.

La onda de espacio tiene dos

componentes: una que se propaga directamente y otra reflejada en la superficie de la Tierra. Cuando la distancia es grande (del orden del horizonte radioeléctrico), el ángulo de incidencia del rayo reflejado tiende a cero. En esta circunstancia, el coeficiente de reflexión tiende a -1 y el desfase entre rayos a 0 grados. Por tanto, los rayos directo y reflejado se cancelan entre sí.

Como consecuencia de lo anterior, el campo campo recibido se

debe únicamente a la la onda de superficie, que se corresponde con aquella onda que salió de

 

la antena transmisora con ángulos muy bajos, rasantes al tterreno, erreno, pudiendo escribirse para el campo recibido la expresión

El desplazamiento de la onda de superficie produce en la Tierra unas corrientes alternas que dan lugar a una disipación de energía en la resistencia del terreno, energía que será aportada por la onda de superficie.

La evaluación de A es compleja. En la práctica se

emplean curvas normalizadas por llaa UIT-R [2] en función de la frecuencia y de las características eléctricas del terreno (conductividad y permitividad).

El mecanismo de

onda de superficie es uno de los utilizados en la propagación de las ondas de radio en las  bandas de LF, MF y HF (30 kHz  –   30 MHz), si bien en esta última las antenas se consideran como dipolos normales, no como dipolos eléctricamente cortos, que radian en unas direcciones tales que la posibilidad de reflexión en el terreno disminuye, por lo que la onda espacial no se anula, sino que interviene en la la propagación reforzando la intensidad intensidad de campo recibida a gran distancia.

Características

La propagación por onda de superficie se trata de un mecanismo de propagación relativamente pobre. Una parte de la energía viaja por el interior de la tierra y, por tanto, sus características dependen de las propiedades eléctricas de la tierra. Las características de la  propagación por onda de superficie más importantes impor tantes son las siguientes: • Este es el modo de propagación dominante para frecuencias menores de 30 MHz. • Las antenas no están eléctricamente eléctricamente elevadas. • La tierra equivale a un plano conductor que modifica las caracterí características sticas de radiación. • Se emplean aantenas ntenas monopolo para la transmisión.

• La propagación se realiza a ras de Tierra.

 

• Largo alcance de las ondas transmitidas. • Es un modo relativamente estable ante perturbaciones. • Se utiliza con anchos de banda reducidos.

• Las potencias radiadas son muy elevadas, del orden de kW y MW. • Modo empleado en los servicios de radi radiotelegrafía otelegrafía y radiodifusión. radiodifusión. 

Factor de atenuación

La atenuación es descrita matemáticamente por la ley del cuadrado inverso que describe cómo es que se reduce la densidad de potencia con la distancia a la fuente. El campo electromagnético continuo se dispersa a medida que el frente de onda se aleja de la fuente, lo que hace que las ondas electromagnéticas se alejen cada vez mas entre si, en consecuencia, la cantidad de ondas por unidad de área es menor. Cabe destacar que no se pierde ni se disipa nada de la potencia irradiada por la fuente a medida que el frente de onda se aleja, sino que el frente se extiende cada vez más sobre un área mayor lo que hace una perdida de potencia que se suele llamar atenuación de la onda. La atenuación de la onda se debe a la dispersión esférica de la onda, a veces se le llama atenuación espacial de la onda.

En propagación superficial

El modelo de tierra plana es un modelo simple que supone una propagación en espacio libre afectada por un factor de atenuación del campo eléctrico, A. Las antenas que se utilizan en en este modelo son monopolos

sobre ti tierra, erra, modelada mediante un plano

conductor. El guiado del campo verticalmente polarizado conlleva cierta atenuación asociada a la transferencia de potencia que la componente horizontal E p pasa a la Tierra. el factor de atenuación de la onda de superficie, que depende de la separación de las las antenas,

 

de la frecuencia y de las características del suelo; y Δ el desfase provocado por la

diferencia de caminos entre el rayo directo y el rayo reflejado o la onda de superficie

Calculo

De aquí se pueden observar varios términos entre ellos el factor de atenuación dado por: Fe es el factor de atenuación de campo

siendo p la “distancia numérica”

Para distancias grandes p>>1,

y el campo se atenúa como

 

CCIR

El Comité Consultivo de Radio Internacional (CCIR) es una de varias organiza-ciones internacionales que desempeñan un papel importante en el tiempo y las actividades de frecuencia. Estas organizaciones quizás agrupados en tres categorías principales los que se ocupan principalmente de las "normas" aspectos de tiempo y frecuencia, los que se ocupa  principalmente de los aspectos científicos, y los que están involucrados más conel aspectos regulatorios que afectan el tiempo y los servicios de difusión de la frecuencia. El CCIRComité Consultivo Internacional pour la radio, Comité Consultivo Internacional de Radio o Radio Internacional Comité Consultivo-fue fundada en 1927. En 1932, el CCIR y varias otras organizaciones (incluyendo el original de la UIT , que había sido fundada como la Unión Telegráfica Internacional en 1865) se fusionaron para formar lo que en 1934 se conoce como la Unión Internacional de Telecomunicaciones. En 1992, el CCIR se convirtió en el UIT-R. El Sector de Radiocomunicaciones de la UIT (UIT-R) es uno de los tres sectores (divisiones o unidades) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y es responsable de la de la radio comunicación. Su función es gestionar el internacional espectro de frecuencias radioeléctricas y de la órbita de satélites y los recursos para desarrollar normas para para radiocomunicaciones  radiocomunicaciones sistemas con el objetivo de garantizar el uso eficaz del espectro del espectro . [1]  UIT se requiere, de acuerdo con su Constitución, para asignar espectro y registrar la asignación de frecuencias , posiciones orbitales y otros parámetros de los de los satélites ", con el fin de evitar interferencias perjudiciales entre las estaciones de radiocomunicación de los distintos países". El internacional de internacional de gestión del espectro , por tanto, el sistema se basa en los procedimientos de reglamentación para la para la coordinación de frecuencias , notificación y registro. UIT-R tiene una secretaría permanente, la Oficina de Radiocomunicaciones, con base en la sede de la UIT en Ginebra ,  Suiza . El electo electo Director  Director de la Oficina es el Sr. François

 

Rancy de Francia de Francia . Elegido por primera vez por los Miembros de la UIT a la Dirección en 2010. Recomendaciones de la UIT-R

• 

Difusión de fallos

• 

UIT-R BT.656

• 

Sistema CCIR A

• 

UIT-R M.824

• 

CCIR System B

• 

UIT-R P.525

• 

CCIR g Sistema

• 

UIT-R TF.460-4

• 

CCIR System H

• 

Formatos

• 

CCIR System I CCIR System M

• 

Tiempo Universal Coordinado

• 

Detección

de

errores

y

Manipulación IRE (unidad)

• 

UIT-R

468

imagen

movimiento

• 

• 

de

de

ruido

de

• 

MUSHRA

• 

NTSC

• 

PAL

• 

PEAQ

• 

Amplificador de Procesamiento

• 

Racon

• 

Rec. 2020

• 

Rec. 601

• 

Rec. 709

• 

Interfaz digital en serie

 ponderación • 

UIT-R BS.1534-1

• 

UIT-R BT.1304

• 

UIT-R BT.470-6

• 

UIT-R BT.470-7

• 

UIT-R BT.601

en

 

Antenas típicas Antena Yagi

Antena utilizada principalmente para la recepción de señales de televisión, compuesta  por varios dipolos alimentados desde varios puntos de la antena y alimentando el resto de dipolos por corrientes parasitas, incluyendo un reflector en la parte trasera que permite frenar las señales provenientes de otras direcciones que no sean aquellas de las cual cuales es queremos recibir la señal. Funciona para un margen de frecuencias dado por los dipolos utilizados en su fabricación, y alcanza una ganancia de hasta 17dBi en las antenas de varios elementos, finalmente decir que es una de las antenas más utilizadas en la actualidad  para uso domestico.

Antenas Parabólicas

Antenas compuestas por una bocina emisora y un reflector en forma de parábola que focaliza todos los rayos incidentes incidentes sobre este a un mismo punto, con lo que se consigue una gran ganancia y directividad debido a la geometría de la parabola. Este tipo de antenas sirve tanto para recibir señales como para enviarlas, y es utilizada en multitud de campos, como son la recepción de señales desde satélites, o en comunicaciones punto a punto.

 

 

Antenas Impresas

Antena de pequeño tamaño que consisten en un parche metálico dispuesto sobre un sustrato dieléctrico colocado encima de un plano metálico. El parche es habitualmente de forma rectangular o circular y de dimensiones del orden de media longitud de onda. Es  posible, asimismo, construir agrupaciones de parches combinando líneas y radiadores impresos. Este tipo de antenas se usa sobre todo en sistemas de telefonía móvil, u otras aplicaciones en las que se usan frecuencias superiores a cientos de MHz, como por ejemplo en algunos radares o sistemas de GPS, aunque sus características no son muy notables en cuanto a ganancia y patrón de directividad, que suele ser bastante variable según la fabricación del dispositivo, aunque tiene la ventaja de su tamaño y robustez física de la antena.

 

Refracción troposférica

Como su nombre lo indica esta refracción se lleva a cabo en la tropósfera, este fenómeno hace posible que las ondas de radio sigan una especie de curvatura hacia la tierra, superando el horizonte óptico. • 

Las ondas de radio en la troposfera sufren refracción y dispersión debido a

cambios de temperatura, presión y contenido de vapor:

P, presión atmosférica (mbar); presión parcial de vapor de agua (mbar); T, temp.(K) • 

La expresión 1 incluye dos términos:  –   término seco:

 –   término húmedo: • 

Índice de Refracción.  –   El índice es muy próximo a la unidad, aunque existe una pequeña

diferencia que depende de las condiciones atmosféricas:  –   Por comodidad se maneja el coíndice o refractividad, definido con

tres cifras enteras.  –   De acuerdo con la tabla 2.1 se puede ver que el aire caliente tiene

mayor capacidad de contener vapor de agua que el frío y por lo tanto  presenta una mayor variabilidad del índice de refracción. refr acción.  –   Los valores de P, e y T sólo son describibles en términos estadísticos.  –   La trayectoria de la propagación (rayos) se analiza utilizando la Ley

de Snell de la refracción en función del índice de refracción n. Formas clásicas de analizar el problema de propagación en la troposfera: Obtención

 

de radio equivalente y trabajo con rayos rectos y Refractividad modificada y tierra plana. Radio equivalente de la tierra

Al momento de realizar un diseño de cobertura radio eléctrica, conviene trabajar con haces rectilíneos(curva cero). Esti puede conseguirse sustituyendo al radio de la tierra real  por otro equivalente, de radio ka tal que podamos indicar el rayo por una linea recta. Cuando existe un perfil lineal es necesario conocer para un punto determinado, el valor real de su altura al ser modificado el radio terrestre por un valor k. El grado y direccion de la curvatura de la tierra se puede definir por un factor equivalente al de la curvatura de la tierra, este factor viene conocido con el nombre de "factor K"

K es el factor por el que se debe modificar el radio de la tierra para “enderezar” la curvatura de la onda electromagnetica.

Comúnmente los radioenlaces, incorrectamente sugieren que la efectividad de las comunicaciones esta limitada por el horizonte óptico (K=1). Pero, la mayoría de los radioenlaces no están restringidos a la propagación en línea de vista. En realidad, frecuentemente se pueden lograr comunicaciones más allá del horizonte óptico. También el Factor K puede ser directamente relacionado al radio de dos esferas. La  primera esfera es la Tierra (Ro= 3670 Km) y la segunda esfera es la formada por la curvatura del rayo con su centro coincidiendo con el centro de la Tierra. Entonces, el factor K resulta como una relación de dos radios, el radio real de la Tierra Ro y el radio de la curvatura del haz Re. K es frecuentemente llamado factor del "radio efectivo o real de la Tierra" pero trabaja en conjunto con el "radio ficticio de la tierra".

 

  Radioenlaces de visibilidad

Se denomina radio enlace a cualquier interconexión entre los terminales de telecomunicaciones efectuados por ondas electromagnéticas. Si los terminales son fijos, el servicio se lo denomina como tal y si algún terminal es móvil, se lo denomina dentro de los servicios de esas características. Se puede definir al radio enlace del servicio fijo, como sistemas de comunicaciones entre puntos fijos situados sobre la superficie terrestre, que  proporcionan una capacidad de información, con características de calidad y disponibilidad determinadas. Típicamente estos enlaces se explotan entre los 800 MHz y 42 GHz. Los radio enlaces, establecen un concepto de comunicación del tipo dúplex, de donde se deben transmitir dos portadoras moduladas: una para la Transmisión y otra para la recepción. Al par de frecuencia asignadas para la transmisión y recepción de las señales, se lo denomina radio canal. Los enlaces se hacen básicamente entre puntos visibles, es decir,  puntos altos de la topografía. Cualquiera que sea la magnitud del sistema de microondas,  para un correcto funcionamiento es necesario que los recorridos entre enlaces tengan una altura libre adecuada para la propagación en toda época del año, tomando en cuenta las variaciones de las condiciones atmosféricas de la región. Para poder calcular las alturas libres debe conocerse la topografía del terreno, así como la altura y ubicación de los obstáculos que puedan existir en el trayecto.

Los radio enlaces de microondas se realizan sólo si existe una vista del receptor (LOS, Line Of Sight), proveen conectividad de una manera sencilla y práctica entre dos o más sitios. La

 

línea de visión (LOS) implica que la antena en un extremo del radio enlace debe poder "ver" la antena del otro extremo. El diseño de un radio enlace de microondas LOS involucra cuatro pasos básicos:  

Elección del sitio de instalación.

 

Relevamiento del perfil del terreno y cálculo de la altura del mástil para la





antena.  



Cálculo completo del radio enlace, estudio de la trayectoria del mismo y los

efectos a los que se encuentra expuesto.  



Prueba posterior a la instalación del radio enlace, y su posterior puesta en

servicio con tráfico real.  



Un radio enlace esta constituido por estaciones terminales y repetidoras

intermedias, con equipos transceptores, antenas y elementos de supervisión y reserva. Además de las estaciones repetidoras, existen las estaciones nodales donde se demodula la señal y de la baja a banda base y en ocasiones se extraen o se insertan canales. Al tramo terminal estación nodal se lo denomina sección de conmutación y es una entidad de control,  protección y supervisión. En cuanto a los repetidores se los puede clasificar en activos o  pasivos.  



Activos: En ellos se recibe la señal en la frecuencia de portadora y se la baja

a una frecuencia intermedia (FI) para amplificarla y retransmitirla en la frecuencia de salida. No hay demodulación y son transceptores.  



Pasivos: Se comportan como espejos que reflejan la señal y se los puede

dividir en pasivos convencionales, que son una pantalla reflectora y los pasivos  back-back, que están constituidos por dos antenas espalda a espalda. Se los utiliza en ciertos casos para salvar obstáculos aislados y de corta distancia.

 

Influencia de la frecuencia y la distancia en la atenuación de una señal

F

D

di 

Para 2 puntos en los que manda una señal Se evalúa la actividad de la muestra a distintas distancias y se encontra que la dependencia de la actividad de la muestra con la distancia, tiene una relación funcional asociada es del tipo potencial 1/Xn, donde “n” es de orden se aproxima al orden 2, esa perdida de potencia nos cumple con los parámetros que indican el sufrimiento de una atenuación Por tanto, en función de la distancia del trayecto y de la altura de las antenas, el rayo directo y el rayo reflejado pueden

verse total o

 parcialmente atenuados. La atenuación de la energía de vibración en estructuras estru cturas mecánicas generalmente se aumenta si la frecuencia sube, pero puede ser una función muy compleja de la frecuencia. a atenuación depende de la frecuencia, eso es la cantidad de atenuación varía en función de la frecuencia. En la imagen se observa evoluciona la atenuación de la señal en función de la frecuencia