Teoría de la antena: tipos de propagación
En este capítulo, veamos diferentes temas de interés como las propiedades de las ondas de radio, la propagación de las ondas de radio y sus tipos.
Ondas de radio
Las ondas de radio son fáciles de generar y se utilizan ampliamente para comunicaciones tanto en interiores como en exteriores debido a su capacidad para atravesar edificios y viajar largas distancias.
Las características clave son:
Dado que la transmisión de radio es Omni directional en la naturaleza, no surge la necesidad de alinear físicamente el transmisor y el receptor.
La frecuencia de la onda de radio determina muchas de las características de la transmisión.
A bajas frecuencias, las ondas pueden atravesar obstáculos fácilmente. Sin embargo, su potencia cae con relación al cuadrado inverso con respecto a la distancia.
Las ondas de mayor frecuencia son más propensas a ser absorbidas por las gotas de lluvia y se reflejan en los obstáculos.
Debido al largo alcance de transmisión de las ondas de radio, la interferencia entre transmisiones es un problema que debe abordarse.
En las bandas VLF, LF y MF la propagación de ondas, también llamada ground wavessigue la curvatura de la tierra. Los rangos máximos de transmisión de estas ondas son del orden de unos cientos de kilómetros. Se utilizan para transmisiones de ancho de banda bajo, como la radiodifusión de modulación de amplitud (AM).
Las transmisiones de las bandas de HF y VHF son absorbidas por la atmósfera, cerca de la superficie de la Tierra. Sin embargo, una parte de la radiación, llamadasky wave, se irradia hacia afuera y hacia arriba a la ionosfera en la atmósfera superior. La ionosfera contiene partículas ionizadas formadas debido a la radiación del sol. Estas partículas ionizadas reflejan las ondas del cielo de regreso a la Tierra. Una poderosa onda del cielo puede reflejarse varias veces entre la Tierra y la ionosfera. Las ondas del cielo son utilizadas por radioaficionados aficionados y para comunicaciones militares.
Propagación de ondas de radio
En Radio communication systems, utilizamos ondas electromagnéticas inalámbricas como canal. Las antenas de diferentes especificaciones se pueden utilizar para estos fines. Los tamaños de estas antenas dependen del ancho de banda y la frecuencia de la señal a transmitir.
El modo de propagación de las ondas electromagnéticas en la atmósfera y en el espacio libre puede dividirse en las tres categorías siguientes:
- Propagación de línea de visión (LOS)
- Propagación de ondas terrestres
- Propagación de ondas de cielo
En las bandas de frecuencia ELF (frecuencia extremadamente baja) y VLF (frecuencia muy baja), la Tierra y la ionosfera actúan como una guía de ondas para la propagación de ondas electromagnéticas.
En estos rangos de frecuencia, las señales de comunicación se propagan prácticamente por todo el mundo. Los anchos de banda del canal son pequeños. Por tanto, la información que se transmite a través de estos canales tiene una velocidad lenta y se limita a la transmisión digital.
Propagación de línea de visión (LOS)
Entre los modos de propagación, esta propagación de línea de visión es la que comúnmente notamos. En elline-of-sight communication, como su nombre lo indica, la ola viaja una distancia mínima de visión. Lo que significa que viaja a la distancia hasta la que puede ver a simple vista. Ahora, ¿qué pasa después de eso? Necesitamos emplear un amplificador y un transmisor aquí para amplificar la señal y transmitir nuevamente.
Esto se comprende mejor con la ayuda del siguiente diagrama.
La figura describe este modo de propagación con mucha claridad. La propagación de la línea de visión no será uniforme si se produce algún obstáculo en su ruta de transmisión. Como la señal solo puede viajar a distancias menores en este modo, esta transmisión se utiliza parainfrared o microwave transmissions.
Propagación de ondas de tierra
La propagación de la onda terrestre sigue el contorno de la tierra. Tal ola se llama comodirect wave. La onda a veces se dobla debido al campo magnético de la Tierra y se refleja en el receptor. Tal ola se puede denominar comoreflected wave.
La figura anterior muestra la propagación de ondas terrestres. La onda cuando se propaga a través de la atmósfera terrestre se conoce comoground wave. La onda directa y la onda reflejada contribuyen juntas a la señal en la estación receptora. Cuando la onda finalmente llega al receptor, los retrasos se cancelan. Además, la señal se filtra para evitar la distorsión y se amplifica para una salida clara.
Propagación de ondas del cielo
Se prefiere la propagación de la onda del cielo cuando la onda tiene que viajar una distancia más larga. Aquí la onda se proyecta en el cielo y se refleja nuevamente en la tierra.
los sky wave propagationestá bien representado en la imagen de arriba. Aquí se muestra que las ondas se transmiten desde un lugar y donde son recibidas por muchos receptores. Por tanto, es un ejemplo de radiodifusión.
Las ondas, que se transmiten desde la antena del transmisor, se reflejan en la ionosfera. Consiste en varias capas de partículas cargadas que varían en altitud desde 30 a 250 millas sobre la superficie de la tierra. Este viaje de la onda desde el transmisor a la ionosfera y desde allí al receptor en la Tierra se conoce comoSky Wave Propagation. La ionosfera es la capa ionizada alrededor de la atmósfera de la Tierra, que es adecuada para la propagación de ondas del cielo.