Propagación – Conceptos – Parte 1

La Propagación Conceptos Principales

La propagación es el fenómeno provocado por la ionosfera, la cual permite la recepción de señales, gracias a la refracción que esta produce. La ionosfera esta formada por varias capas, llamadas D, E, F1 y F2.

La capa E esta situada a 96 kilómetros de altura, y es la que envía la mayoría de las señales de onda corta. Las capas F1 y F2 están localizadas a mucha más altura, 160 y 320 kilómetros respectivamente, y trabaja mejor en las frecuencias superiores de la región de onda corta. La capa D es la más cercana a la tierra, situada cerca de 80 kilómetros de altura.

En lugar de reflejar señales detrás de la tierra sobre el horizonte, la capa D trabaja contra nosotros absorbiendo señales de radio en el borde inferior de bandas de onda corta de modo que estas llegan demasiado débiles a alcanzar la capa E.

Pero la capa D desaparece rápidamente de noche, de modo que las mas bajas frecuencias sobreviven mas rápidamente durante las horas de la noche, y de esta forma actúa la capa E. Si la frecuencia es demasiado alta, la onda no se refracta para volver a la tierra suficientemente.

Se llama frecuencia máxima utilizable MUF a aquella en la que es factible su propagación entre dos puntos de la tierra. Sin embargo, debido a la gran variabilidad que existe en la densidad del electrón de la región de F2, las MUF´s no son límites absolutos, y pueden darse excepciones al cálculo.

Las señales que lleguen a la capa F2 deben atravesar la región de la capa E de la ionosfera. La capa E también es capaz de “reflejar” las señales de HF, y si el MUF de la capa E es demasiado alto, las señales que quieran alcanzar la capa F son bloqueadas por la capa E. Este fenómeno es llamado ECOF; es decir las frecuencias por debajo del ECOF no atravesaran la capa E. Las señales pueden propagarse entre dos puntos de la tierra vía capa E de la misma manera que cuando lo hacen vía capa F2, pero la distancia de tierra máxima del salto de la capa E es solo aproximadamente de 2000 Km.

Composición de la Ionosfera (Capas)

—————- Capa F2 320 Km. ———–¡
—————- Capa F1 160 Km. ——–¡ ¡
¡ ¡
================ Capa E 96 Km. —–¡ ¡ ¡
—————- Capa D 80 Km. –¡ ¡ ¡ ¡
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_______/_______ Tierra _ _ _ _

Parámetros de Medición

La propagación se mide con diversos procedimientos y parámetros (unidades) de los que podemos mencionar:

Flujo Solar SFI: Se refiere a la cantidad de Manchas Solares emitidas por el Sol en la banda de 10.7 cm. (2800 Mhz.) y se relaciona estrechamente a la cantidad de radiación ultravioleta que se necesita para crear un nivel adecuado para la ionosfera (responsable de la refracción de las ondas de radio), tomado en SSN (Sunspot Number) y el SFI Flux, como índices

Hoy hablaremos de unos de los parámetros que se utilizan para medir la radiación solar sobre la superficie de la tierra, que el Flujo de Radiación Solar en 2.800 Mhz. ó 10,7 cm. (SFI).

A continuación incluyo un grafico donde se muestran los valores mas utilizados para la predicción, como ser el Solar Flux SFI, Sunspot number SSN y Planetary AIndex

El SFI, expresa la energía de la radiación solar en la longitud de onda de 10,7 cm., que se registra en la superficie de la tierra. (La longitud de 10,7 cm.; no tiene una importancia especial respecto al sol; podría utilizarse otra longitud de onda próxima a esta y el resultado sería el mismo.

Cuando el índice SFI crece; la ionización también en las capas ionosféricas, lo que es bueno para la propagación de las bandas altas de HF. Así también aumenta la absorción ionosférica y el ruido, lo que es malo para las radio comunicaciones en las bandas bajas.

El sol emite energía electromagnética originada en distintas regiones de la atmósfera solar. La intensidad de este flujo de radiación electromagnética no es constante sino que es lentamente variable y cambia gradualmente, día a día, en concordancia con el número de grupos de manchas que se pueden ver sobre el disco solar.

La energía total emitida proviene de tres fuentes:

  • La superficie no perturbada del sol,
  • El desarrollo de las regiones activas,
  • Las perturbaciones de corta vida sobre el nivel normal diario de la actividad solar.

La densidad de flujo solar en 2.800 Mhz. ha sido registrada diariamente desde el 14 de Febrero de 1947 por el Radiotelescopio de Ottawa, Canadá. Desde Junio de 1991, estos registros se realizan en Penticton, Columbia Británica, Canadá. Cada día, se determina el nivel en 2.800 Mhz. Esta medición se efectúa a medio día local, 17:00z, 20:00z y 23:00z, o sea, el índice SFI es un índice diario, representa la actividad del sol para un día entero, aunque se toma en unas horas determinadas.

El valor de SFI contiene el flujo proveniente de todo el disco solar en la frecuencia de 2.800 Mhz. en unidades de 10-22 Joules/seg./m2/Hertz. (El valor medido se multiplica por 10 para suprimir el punto decimal.)

Rastreando los valores publicados por los centros internacionales, se encuentran tres valores del Índice SFI.

  • SFI Observado: Es el que se acaba de medir y todavía no ha sido corregido para evitar las fluctuaciones originadas en los cambios diarios de distancia entre el sol y el observatorio, que pueden llegar al 7% del valor real.
  • SFI Ajustado: Es el corregido por la variación de la distancia al sol. Sería el que se puede medir a bordo de una nave espacial que se mantuviera estática respecto del sol, ubicada a una Unidad Astronómica de distancia.
  • SFI Absoluto: Este es el valor más refinado y se obtiene multiplicando el Ajustado por 0.90, a fin de compensar las incertezas en la ganancia de la antena del radiotelescopio y las reflexiones en el suelo.

Lo interesante de este índice, es que se muestra proporcional al número de manchas solares y fundamentalmente, tiene muy buena correlación con la intensidad de la radiación ultravioleta y la radiación X que emite el sol.

Este tipo de radiación es la responsable directa de la ionización de la alta atmósfera de la tierra y el comportamiento de las capas ionizadas que forman la ionosfera. En otras palabras; cuando el índice SFI presenta variaciones significativas, las condiciones de radio propagación en HF sufrirán modificaciones significativas.

El Índice SFI puede oscilar en un rango teórico que va desde un mínimo de 50 hasta un máximo de alrededor de 300 unidades. Actualmente, en agosto del 2007, se están observando valores de SFI de alrededor de 68, lo que indica que estamos muy próximos al mínimo de actividad solar.

El problema mayor a todos los anteriores descriptos son las Manchas Solares, su cantidad en la cara visible del Sol nula o de muy bajos valores de 1 a 4 como máximo y si no existen estas manchas las condiciones de radio propagación son bajas o muy pobres, variando a veces un poco o mucho del hemisferio Norte al Sur.

La actividad solar afecta a las radiocomunicaciones en HF. Para saber cómo y en qué forma, a menudo se trata de cuantificar la actividad solar por medio de un índice que mide el número de manchas solares; tanto el SFI,R, o numero de Wolf; como indicador de la mayor o menor cantidad de radiación que emite el sol.

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