Medios de propagación de ondas electromagnéticas

Para realizar un análisis de la propagación de las ondas se debe tomar en cuanta la naturaleza de la misma, es decir, si son mecánicas o electromagnéticas.

Cuando se habla de ondas mecánicas, se hace referencias a aquellas que necesariamente utilizan un medio para su transmisión. Cuando se refieren a ondas electromagnéticas (OEM) son aquellas que se basan en un campo eléctrico y uno magnético, y estas no utilizan un medio para su trasmisión.

Se puede decir entonces que cuando una onda se propaga en el espacio libre esta no sufren perdidas de energía, no obstante, estas se degradan por factores como lo son; la atenuación cuando la densidad de la potencia disminuye; la absorción establece que la atmosfera contienen partículas que absorben le energía electromagnética debido a los componentes de la misma y estas reducen la densidad de la potencia; la interferencia es aquella perturbación de una señal en su recepción.

El criterio de RAYLEIGH establece el comportamiento de una onda cuando esta choca con una superficie. Esta puede ser lisa si dicha superficie presenta pequeñas irregularidades con respecto a λ y rugosa cuando la superficie presentan mayores irregularidades con respecto a λ.

Existen dos tipos fenómenos con respecto a la propagación de la onda en la superficie:

Superficies Lisas:

Reflexión especular: es cuando la propagación de la onda no pasa a un segundo medio o se reflejan

Reflexión interna total: es cuando la onda se regresa al primer medio o se refracta al más de 90º.

Refracción: es cuando una onda cambia de dirección de un medio a otro con distinta velocidad como sucede con la luz.

Superficies Rugosas:

Difracción: son aquellas ondas que rellenan la zona de sombras de radio

Dispersión: cuando la onda se divide y su resultante se propaga en diferentes direcciones.

Propagación por onda superficial “ondas terrestres”

Este tipo de onda viaja por la superficie de la tierra. Para realizar su polarización debe ser verticalmente, ya que se realiza de manera horizontal se produce un corto con la conductividad del suelo; por lo tanto se utilizan antenas verticales de baja altura y con una banda de frecuencia de VLF, LF, MF, que a su vez es una desventaja. Se debe tener en consideración que el suelo proporciona perdidas por resistencia y por dieléctrico, pero están también varían dependiendo de la composición del suelo.

La propagación de ondas superficiales o terrestres son mas efectivas en el mar, utilizando bandas ya se MF ó HF sin depender en que altura se encuentre la antena; todo esto se debe a que el agua salada es buena conductora, en cambio las superficies desérticas no lo son. Se debe tomar en consideración que el rango de frecuencia de 15 KHZ-2MHZ no se atenúa en la superficie.

Este tipo de propagación se utiliza para la comunicación entre barcos, barco-tierra, radionavegaciones, radio difusión AM, estación del tiempo, transmisores militares, etc.

En cuanto a sus ventajas tenemos que las condiciones atmosféricas afectan muy poco la propagación y que para realizar una trasmisión a cualquier parte del mundo se puede lograr con una potencia suficiente. En las desventajas tenemos una alta potencia de trasmisión.

Propagación troposférica “ondas espaciales”

Este tipo de ondas viajan varios kilómetros inferiores de la atmosfera; se incluyen las ondas directa y reflejada en el suelo. Es una trasmisión por línea de vista. Se debe considerar que este tipo de propagación esta limitada a la curvatura de la tierra.

Cuando una onda se refleja en el suelo, la misma adquiere las características del suelo. En la antena receptora la intensidad de campo dependerá de la distancia entre ellas. Esta propagación trabaja con frecuencia mayores a las 30 ó 40 MHZ, y su propagación es por conductos atmosféricos.

Propagación sobre tierra plana: las ondas directas y reflejadas son ondas radiadas en tierra plana.

Efecto de la curvatura de la tierra: se puede decir que el horizonte de radio es igual a la 4/3 horizonte óptico, este horizonte de radio se puede prolongar con elevar las antenas TX Y RX.

Propagación Ionosférica “ondas celestes”

Esta propagación trabaja en rango de frecuencia de 1.5 MHZ -30 MHZ. Se pueden realizar enlaces en HF para poder lograr un servicio continuo se necesita de 2 frecuenta de operación ya que la ionosfera varia tanto en el día como en la noche. Se le llama zona de silencio, aquella área que no es alcanzada por la onda Ionosférica, la frecuencia óptima utilizable es de 85% de MUF.