Fundamentos de Propagación Electromagnética, Antenas y Parámetros Críticos de la Ionosfera

Respuestas Clave sobre Ondas y Antenas

A continuación, se presentan conceptos y valores fundamentales relacionados con la propagación electromagnética y las características de las antenas, extraídos de un cuestionario técnico:

• Materiales: Dieléctricos.
• Polarización de Onda: Horizontalmente.
• Geometría de Onda: Plana.
• Definición de Densidad de Potencia: La cantidad de energía que atraviesa una superficie determinada en un instante de tiempo.
• Impedancia Característica del Espacio Libre: 377 ohmios.
• Fenómenos de Pérdida: Tanto al fenómeno de absorción como al de atenuación.
• Refracción: Los rayos de la onda se inclinan hacia la normal.
• Propagación en Bordes: Difracción.
• Métodos Geométricos: No pueden aplicarse métodos geométricos y debemos recurrir al principio de Huygens.
• Tipo de Onda: Ondas terrestres.
• Frecuencias de Uso: Frecuencias muy altas (VHF/UHF).
• Polarización de Antena: Vertical.
• Alcance de Propagación: Mayor que el horizonte óptico.
• Factores Ambientales: Se ve afectada por la hora del día, que cambia las condiciones ambientales.
• Cálculo Ionosférico: Calcular la máxima frecuencia útil o MUF (Maximum Usable Frequency).
• Rango de Frecuencias (UHF): 300-3000 MHz.
• Organismo Regulador: Ministerio de Industria, Energía y Turismo.
• Representación Gráfica: La gráfica representa el valor de la intensidad de campo o densidad de potencia respecto a un valor de referencia, es decir, distancia fija e intensidad de campo variable.
• Patrón de Radiación: Lóbulo o haz principal.
• Resonancia de Antenas: Las frecuencias de resonancia en las cuales la impedancia de entrada a la misma se hace real.
• ROE (Relación de Onda Estacionaria) Ideal: Igual a 1.
• Clasificación de Antenas: Antenas elementales.
• Impedancia Típica de Dipolo: 73 ohmios.
• Bandas de Frecuencia: VHF y UHF.
• Ganancia Típica (dBi): 5,14 dBi.

Conceptos Fundamentales de Propagación y Materiales

Diferencia entre Materiales Dieléctricos y Aislantes

Aislante Eléctrico

Material de conductividad prácticamente nula o muy baja, que idealmente no permite el paso de la corriente. La pequeña corriente que en la práctica puede circular a través del mismo se llama corriente de fuga.

Dieléctrico

Según la definición de la A.S.A. (American Standards Association), es un medio que tiene la propiedad de que la energía requerida para establecer en él un campo eléctrico es recuperable total o parcialmente como energía eléctrica.

Fuente Isotrópica

Es aquella que emite energía (luz o radiación electromagnética) uniformemente en todas las direcciones. Se utiliza como referencia teórica en el cálculo de ganancias de antena.

Fenómenos de Absorción y Atenuación

Absorción

Fenómeno por el cual la intensidad de la onda disminuye debido a los efectos disipativos del medio de propagación, que provocan la reducción de la energía que transporta (conversión de energía electromagnética en calor).

Atenuación

La disminución de la intensidad de la onda a medida que se aleja del foco. Se debe exclusivamente al reparto de su energía entre una superficie cada vez mayor (ley del inverso del cuadrado).

Propagación Ionosférica y Desvanecimiento (Fading)

Definiciones de Propagación por Salto

Skip (Salto)

Es el salto que da la onda que, al ser emitida por la antena, viaja hasta la ionosfera y es reflejada por esta a manera de espejo, siendo devuelta hacia la Tierra.

Fading (Desvanecimiento)

Es la atenuación variable de la señal. El fading puede ser causado por el debilitamiento de las señales de emisión o por ciertas perturbaciones atmosféricas o electromagnéticas. Este efecto de "desvanecimiento" aparece porque, a cierta distancia de la estación emisora, las ondas de suelo y las ondas de cielo empiezan a interferir entre sí.

Parámetros Críticos de la Ionosfera

Frecuencia Crítica

Se define como la máxima frecuencia de la onda celeste que se puede propagar de forma directa hacia arriba, a la atmósfera, y es reflejada por la ionosfera de nuevo a la Tierra.

Ángulo Crítico

Se define como el ángulo a partir del cual la reflexión ionosférica no se produce, y la onda atraviesa la capa.

Altura Virtual

Se define como la distancia desde la superficie de la Tierra en la que una onda refractada virtualmente parece reflejarse.