Fundamentos Esenciales de Radiocomunicaciones: Ondas, Espectro y Propagación

Conceptos Fundamentales de Ondas Electromagnéticas

Ondas Electromagnéticas

Se crean cuando un campo eléctrico variable interactúa perpendicularmente con otro campo magnético variable.

Frecuencia

Número de veces que se repite una onda en un segundo.

Longitud de Onda

Espacio que recorre una onda en cada ciclo de la señal al propagarse.

Potencia

Indica la energía que transporta una señal.

Polarización

Disposición de los campos eléctrico (E) y magnético (H). Puede ser Lineal o Circular. Se refiere a la dirección de oscilación del campo eléctrico.

Principios de Radiopropagación

La radiopropagación se ve afectada por diversos factores como el tipo de suelo, la presencia de obstáculos, la frecuencia de la onda y las condiciones climáticas adversas.

Tipos de Propagación

Propagación de Ondas de Superficie

• Se utilizan en frecuencias muy bajas (LF, MF y HF) por debajo de 3 MHz.
• Requieren polarización vertical.
• Inconvenientes: Ancho de banda pequeño, necesidad de antenas grandes.
• Aplicaciones: Radio AM comercial, comunicaciones militares y señales horarias.
• Se propagan principalmente por difracción.

Reflexión Ionosférica

• Se utiliza en frecuencias MF y HF, desde 1 MHz hasta 30 MHz.
• Inconvenientes: Rebote de la capa ionosférica aleatorio, alto nivel de ruido, desvanecimiento de la señal (fading), valores de señal pequeños.
• Factores que la afectan: Actividad solar (rayos X), punto geográfico, estación del año y hora del día.

Ondas Espaciales

Se utilizan en frecuencias superiores a 30 MHz, abarcando las bandas VHF, UHF y SHF. Incluyen:

• Onda Directa
• Onda Reflejada
• Refracción Troposférica
• Propagación por Difracción

Parámetros Clave en Radiocomunicaciones

PIRE (Potencia Irradiada Isótropa Equivalente)

Potencia máxima que se transmite desde una antena, asumiendo una radiación isótropa.

Sistemas de Comunicación

Radioenlaces

• Analógicos: Utilizan modulación FM.
• Digitales: Utilizan modulaciones PSK.

Ventajas de los Radioenlaces

• Bajo costo.
• Instalación sencilla.
• Mantenimiento económico.
• Capacidad para superar irregularidades del terreno.

Inconvenientes de los Radioenlaces

• Requieren visión directa (Line of Sight - LOS).
• Necesidad de acceso a repetidores.
• En muchos casos, el uso de paneles solares para su alimentación.

Repetidores

• Activos: Reciben la señal y la amplifican.
• Pasivos: Son simples espejos.

Terminal de Estación Nodal

En ella se demodula la señal y se pueden extraer canales.

• Libres: No necesitan autorización administrativa.
• Licenciados: Necesitan un proyecto técnico y autorización, garantizando la ausencia de interferencias.

Espectro Electromagnético y Radioeléctrico

Espectro de Radiación Electromagnética

Comprende, en orden creciente de frecuencia:

• Ondas de radio
• Microondas
• Infrarrojo
• Luz visible
• Ultravioleta
• Rayos X
• Rayos Gamma

Espectro Radioeléctrico (Bandas de Frecuencia)

ELF (Extremely Low Frequency)

3 - 30 Hz

SLF (Super Low Frequency)

30 - 300 Hz

ULF (Ultra Low Frequency)

300 - 3000 Hz

VLF (Very Low Frequency)

3 - 30 KHz

LF (Low Frequency)

30 - 300 KHz

MF (Medium Frequency)

300 - 3000 KHz

HF (High Frequency)

3 - 30 MHz

VHF (Very High Frequency)

30 - 300 MHz

UHF (Ultra High Frequency)

300 - 3000 MHz

SHF (Super High Frequency)

3 - 30 GHz

EHF (Extremely High Frequency)

30 - 300 GHz

Bandas de Frecuencia Comunes

Banda 1 (VHF)

47 - 68 MHz (Radioaficionados)

Banda 2 (VHF)

87 - 110 MHz (Radio FM)

Banda 3 (VHF)

174 - 230 MHz (Radio DAB)

Banda 4 (UHF)

470 - 606 MHz (TDT)

Banda 5 (UHF)

606 - 862 MHz (TDT)

Subbandas de Microondas (IEEE)

L-band

1 - 2 GHz

S-band

2 - 4 GHz

C-band

4 - 8 GHz

X-band

8 - 12 GHz

Ku-band

12 - 18 GHz

K-band

18 - 27 GHz

Ka-band

27 - 40 GHz

MM-band (Millimeter-wave)

40 - 300 GHz