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PROPAGACIÓN (EFECTO DE LA IONÓSFERA) (Comunicaciones Ionosfericas (La…
PROPAGACIÓN (EFECTO DE LA IONÓSFERA)
INTRODUCCIÓN
Marconi fue el primero en realizar de forma satisfactoria una comunicación radio telegráfica transatlántica cubriendo una distancia de 3000 km entre Gales y Terranova; en la fecha del 12 de diciembre de 1901.
El primer experimento para realizar mediciones directas de la ionosfera lo llevaron a cabo Appleton y Barnett en Londres, en 1925.
Consistía en emitir una señal de onda continua de fase variable con el tiempo.En un receptor próximo se recibía la interferencia entre la onda directa y la reflejada.
Investgación de las capas.
La capa inferior D se extiende entre los 50 y 90 km de altura. Su densidad de ionización aumenta rápidamente con la altura y presenta grandes variaciones entre el día y la noche. De hecho, por la noche prácticamente desaparece, por lo que habitualmente se considera que la capa D es una capa diurna
La capa E es la zona intermedia comprendida entre los 90 y 130 km de altura. Su comportamiento está muy ligado a los ciclos solares.
La capa F se extiende hacia arriba a partir de los 130 km de altitud. Debido al distinto comportamiento de la parte inferior y superior de la capa, ésta se subdivide en capa F210 1 entre los 130 y km. La capa noche mientras que de ionización relativamente 210 km y la F1 capa desaparece Fconstantes 2 F2 a partir de los durante la mantiene niveles entre el día y la noche.
Propagación en un medio IONIZADO
La propagación de ondas electromagnéticas en la ionosfera se puede modelar a partir de la propagación en plasmas. Un plasma es una región de espacio, con la permitividad eléctrica y la permeabilidad magnética del vacío, que contiene electrones libres
Un análisis más acorde con la realidad debe considerar la presencia de un campo magnético estático, de la misma manera que en la ionosfera existe el campo magnético terrestre.
Formulas para la propagación en un medio IONIZADO
Influencia del campo magnético terrestre
Un plasma sometido a un campo magnético constante posee características anisótropas, de forma que la constante dieléctrica no es un escalar sino un tensor.
El efecto más notable es que la constante de propagación es función de la polarización de la onda. En concreto la constante de propagación es distinta para una onda polarizada circularmente a derechas o a izquierdas. Esto produce una rotación en el plano de polarización de una onda linealmente polarizada.
Comunicaciones Ionosfericas
La existencia de la ionosfera permite, tal como comprobó Marconi, las comunicaciones a grandes distancias. El efecto de la ionosfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias. A frecuencias bajas y muy bajas (bandas de LF y VLF) la ionosfera supone un cambio brusco en términos de λ del índice de refracción atmosférico. Esta variación abrupta produce una reflexión de la onda incidente en la parte baja de la ionosfera.
A frecuencias más elevadas (MF y superiores) la onda penetra en la ionosfera. La ionosfera es un medio cuyo índice de refracción varía con la altura. La densidad de ionización aumenta con la altura hasta alcanzar el máximo entre los 300 y 500 km. A medida que la densidad de ionización aumenta, el índice de refracción disminuye, produciéndose la refracción de la onda, o curvatura de la trayectoria, de forma análoga a la refracción atmosférica. Bajo ciertas condiciones la curvatura es tal que la onda regresa a la tierra
Para establecer una comunicación ionosférica es necesario conocer la frecuencia de resonancia y la altura virtual a la que se produce la reflexión. Las predicciones de las condiciones ionosféricas se realizan en función de observaciones sobre largos periodos de tiempo. Existe una red mundial de observatorios que realizan mediciones continuas de la ionosfera, y es a partir de estos datos que pueden realizarse estimaciones del comportamiento de la ionosfera.
La forma más simple de medir la ionosfera es transmitir un pulso de una determinada frecuencia f, de corta dura- ción, en dirección vertical. El pulso se reflejará cuando la densidad de iones sea f =
9 N . El tiempo que tarda el pulso en regresar depende de la altura a la que se produce la reflexión. Al variar la frecuencia del pulso transmitido es posible determinar la altura de las distintas capas.
