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EFECTO DE LA IONOSFERA EN LAS COMUNICACIONES (INTRODUCCIÓN - IONOSFERA (Es…
EFECTO DE LA IONOSFERA EN LAS COMUNICACIONES
INTRODUCCIÓN - IONOSFERA
Es una capa atmosférica terrestre que presenta variaciones continuas de la densidad de ionización en función de la altura. Posee 3 capas de diferentes densidades D, E y F y dos subcapas F1 y F2 cada capa con diferente densidad molecular . La causa primordial de ionización de la ionosfera es la radiación solar en la región del espectro de los rayos X y ultravioletas.
La densidad de ionización existente es el resultado de un equilibrio dinámico entre la ionización y la deionización
producida principalmente por la colisión entre iones.
También contribuyen a la ionización la incidencia de partículas cargadas (protones y electrones) de origen solar y los rayos cósmicos galácticos. La creación de iones depende de la energía de las radiaciones y de la densidad de moléculas.
PROPAGACIÓN EN UN MEDIO IONIZADO
La propagación de ondas electromagnéticas en la ionosfera se puede modelar a partir de la propagación en plasmas. Considérense en primer lugar las fuerzas a las que se encuentra sometido un electrón inmerso en el campo electromagnético de una onda plana. Éste experimentará una fuerza debida al campo eléctrico y otra al campo magnético dadas por
INFLUENCIA DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE
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.
en las bandas de VHF y UHF es necesario el empleo de polarización circular en las comunicaciones tierra - satélite, ya que el empleo de polarización lineal tendría asociadas pérdidas por desacoplo fluctuantes, impredecibles y con alores potencialmente elevados
Por el contrario, a frecuencias superiores a 10 GHz, puede emplearse polarización lineal sin que exista una rotación apreciable en la polarización, y de hecho es habitual en las comunicaciones espaciales en estas bandas la reutilización de frecuencias mediante el empleo de polarizaciones lineales ortogonales.
COMUNICACIONES IONÓSFÉRICAS La ionosfera es un medio cuyo índice de refracción varía con la altura el efecto de la ionosfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias. A frecuencias de bandas de LF y VLF la ionosfera supone un cambio brusco en términos de lamda del índice de refracción atmosférico. Esta variación abrupta produce una reflexión de la onda incidente en la parte baja de la ionosfera.
La tierra junto con la ionosfera constituyen una guía de onda a largas distancias y bajas frecuencias, 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.
MODELIZACIÓN DE LA PROPAGACIÓN EN ENTORNOS COMPLEJOS
Las condiciones de propagación en los actuales servicios de comunicaciones móviles son el resultado de la superposición de múltiples reflexiones y difracción en edificios y obstáculos.
CARACTERIZACIÓN ESTADÍSTICA DE LAS PÉRDIDAS DE PROPAGACIÓN
Los modelos empíricos sólo proporcionan el valor medio o esperado de las pérdidas de propagación para un entorno genérico en función de la distancia entre la estación base y el terminal. en estas transmisiones existen fluctuaciones estas se deben a las diferentes alturas de los edificios, orientación y características de las calles entre otros. De forma que las pérdidas de propagación se caracterizan como: L = L50 + Ls
DESVANECIMIENTOS RÁPIDOS MULTICAMINO Y DIVERSIDAD
Al desplazarse el receptor del punto 1 al 2 separados una distancia del orden de la longitud de onda, la fase de las distintas contribuciones varía de forma que la resultante puede presentar grandes fluctuaciones. como se observa en la imagen.
En una situación real de comunicaciones móviles el campo incidente en la antena receptora es el resultado de la superposición de múltiples contribuciones: campos reflejados en edificios, campos difractados en las aristas o bordes de los edificios, componentes reflejadas en el suelo, y componentes provenientes de múltiples reflexiones.
MODELOS EMPÍRICOS PARA EL VALOR MEDIO DE LAS PÉRDIDAS DE PROPAGACIÓN.
EL MODELO OKUMURA-HATA
Los modelos empíricos se basan en el ajuste de leyes de decaimiento de la potencia recibida en función
de la distancia, altura de antenas, frecuencia y tipología del entorno a datos medidos.
