Dividendo Digital, modos de propagación electromagnética y zona de Fresnel en comunicaciones

2) Dividendo Digital y reutilización de frecuencias

a) A causa del Dividendo Digital, había frecuencias de 2G y 3G en uso, pero solo una parte de las frecuencias de 2G se podían reutilizar para 4G. Las bandas de 2G tuvieron que ser liberadas por la TDT, permitiendo así su reutilización para 4G.

b) Se liberó la banda de 800 MHz de la TDT para LTE. El nombre que recibió esta reasignación fue el Dividendo Digital. Los problemas que surgieron fueron interferencias en la TDT provocadas por repetidores 4G.

c) Segundo Dividendo Digital: se retiró la banda de 700 MHz para permitir la implantación de frecuencias destinadas a 5G.

3) Modos de propagación de ondas

Descripción de los principales modos de propagación utilizados en comunicaciones radioeléctricas, con rangos de frecuencia y características de antena y alcance.

Onda guiada Tierra–ionosfera (VLF)

En VLF (3 kHz – 30 kHz) el suelo y la ionosfera se comportan como buenos conductores. La distancia h que los separa (60–100 km) es comparable con la longitud de onda en esta banda (10–100 km), por lo que la propagación se modela como una guía con pérdidas. Las antenas verticales son eléctricamente pequeñas, aunque de dimensiones físicas muy grandes.

Onda de superficie o de tierra

En las bandas LF, MF y HF aparece una onda de superficie que se propaga en la discontinuidad tierra‑aire. Las antenas típicas son monopolos verticales con alturas entre 50 y 200 m. El alcance varía según la banda:

• LF: 1.000–5.000 km
• MF: 100–1.000 km
• HF: menor de 100 km (en propagación de superficie)

Se aplica a sistemas navales y a radiodifusión local/regional.

Onda ionosférica

Los llamados "reflejos ionosféricos" (en realidad refracciones/escattering) se producen en las bandas MF y HF (0,3–30 MHz). En HF se utilizan antenas elevadas con polarizaciones horizontales y verticales. El alcance de un solo salto depende de la banda y de las condiciones ionosféricas:

• MF: hasta ~2.000 km por salto
• HF: aproximadamente 50–4.000 km por salto

Se emplea en radiodifusión internacional, comunicaciones punto a punto y aplicaciones navales.

Onda de espacio o troposférica

Para las frecuencias VHF y superiores, la ionosfera se hace transparente y la propagación se aproxima a la de espacio libre, modificada por efectos del suelo (refracción y difracción) y de la troposfera (refracción, atenuación y dispersión). Se emplea con antenas elevadas y directivas. El alcance es muy variable: desde pocos kilómetros hasta varios miles de kilómetros (en casos de propagación extraordinaria o enlaces de espacio profundo, hasta ~4.000 km o más según la geometría).

Vía satélite

Las comunicaciones vía satélite corresponden a la onda de espacio (transmisión directa entre estaciones terrestres y satélites). En general no se consideran onda guiada Tierra‑ionosfera, aunque en servicios marítimos o en condiciones particulares de frecuencia muy baja puede haber excepciones. En VLF (3 kHz – 30 kHz) existen técnicas especiales; la onda ionosférica podría, en condiciones excepcionales, permitir múltiples saltos, considerando que cada salto tiene un límite práctico de ~4.000 km.

4) Zona de Fresnel

La zona de Fresnel es un concepto fundamental en la propagación de ondas electromagnéticas y resulta crucial para el diseño de radioenlaces. Según la teoría de Huygens‑Fresnel, cada punto de un frente de onda puede considerarse como fuente de ondas secundarias, y las contribuciones de estas ondas determinan la interferencia y la potencia en el receptor.

Utilidades y criterios prácticos:

• Asegurar la potencia de la señal: para evitar pérdidas por difracción y cancelaciones, es necesario que una fracción significativa de la primera zona de Fresnel esté libre de obstáculos.
• Criterio de despeje: se define una distancia mínima de despeje (normalmente una fracción de la primera zona de Fresnel, por ejemplo 60 %) para garantizar el enlace con la potencia esperada.

Estos conceptos son imprescindibles para el dimensionado de radioenlaces terrestres y para evitar pérdidas por obstrucciones en la trayectoria entre antenas.