Fundamentos de Ondas Electromagnéticas y Sistemas de Propagación

T.I.C: Fundamentos de las Ondas Electromagnéticas

Elementos que identifican a una onda electromagnética

• Amplitud o intensidad: Es la amplitud de los campos.
• Longitud de onda: Espacio que cubre una onda electromagnética al cumplir un ciclo, viajando a determinada velocidad.
• Campo eléctrico: Es el espacio donde se establecen las líneas de campo electrónico.
• Campo magnético: Es el espacio donde se establecen las líneas de campo magnético.
• Polarización: Posición relativa del campo eléctrico con respecto a la Tierra.
• Frente de onda: Es el plano que contiene a las líneas mutuamente perpendiculares del campo eléctrico y magnético.
• Dirección de propagación: Es la resultante del producto vectorial del campo eléctrico y magnético; es perpendicular al plano que las contiene.

Rangos de Frecuencia y Tipos de Onda

• 0 - 100 kHz: Onda superficial.
• 0.1 - 5 MHz: Onda superficial y espaciales.
• 5 - 30 MHz: Ondas espaciales.
• 30 MHz: Enlaces visuales (propagación lineal).

Fenómenos en la Propagación

• Efecto Pelicular: Es donde la corriente circula por la superficie del conductor (guías de onda).
• Fading (Desvanecimiento): Es el desfasaje entre la onda espacial y la superficial.

División de la Atmósfera Terrestre

La atmósfera terrestre se divide en:

• La Troposfera: Es la capa adyacente a la superficie terrestre y se extiende a una altura de 11 km. En ella se encuentran distintos tipos de gases como oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua y precipitaciones. El comportamiento físico de esta está determinado por: la presión atmosférica, la temperatura y la presión de vapor de agua.
• La Estratosfera: Es la capa de la atmósfera de la Tierra que sigue a la troposfera; la temperatura aquí es isotérmica. Se extiende de una altura de 12 km a 50 km.
• La Ionosfera (capa más alta): Está afectada por un constante bombardeo de partículas por parte del Sol y los rayos cósmicos; en ella interactúan gases.

Mecanismos de Propagación

Todo sistema desarrolla en el espacio que lo rodea dos tipos de campo: uno de inducción y otro de irradiación (este último da origen a las ondas electromagnéticas).

Tipos de Ondas según su Propagación

• Ondas superficiales: Son las que se propagan paralelamente a la superficie terrestre o con un ángulo de elevación muy pequeño (15º o menos). Cuando las comunicaciones se establecen exclusivamente mediante ondas terrestres (de 100 kHz a 500 kHz), no se ven afectadas por las horas del día.
• Ondas terrestres: Se transmiten con polarización vertical; la Tierra presenta un efecto de cortocircuito para la onda de polarización horizontal.
• Ondas reflejadas o espaciales: En la banda de HF (3 a 30 MHz), el mecanismo de propagación dominante es la refracción ionosferica, aunque aún permanece la presencia de ondas superficiales en regiones próximas al transmisor.

Altura Virtual y Frecuencia Crítica

Altura virtual: Cuando transmitimos una onda con incidencia vertical, a medida que se aumenta la frecuencia, la altura a la que se produce la refracción aumenta. En determinado punto, al variar la frecuencia, se observa que la altura virtual crece rápidamente; la frecuencia a la que le ocurre este fenómeno se llama frecuencia crítica, la cual varía con la densidad de ionización de las capas.

Sistemas de Transmisión y Modulación

• Onda Portadora: Es una onda electromagnética que se utiliza para transportar un mensaje (sonido, imágenes); de esta manera, nuestro mensaje podrá viajar grandes distancias.
• Circuito modulador: Son los encargados de realizar la función de incorporar la información o mensaje de audio o video a la onda portadora.
• Modulación por Amplitud (AM): Se superpone la señal con información a la onda portadora; como resultado, hace que la amplitud de la señal modulada varíe.
• Modulación por Frecuencia (FM): Se superpone la señal con la información a la onda portadora; como resultado, varía su ritmo de variación o, dicho de otro modo, la frecuencia.