XE2PNA
San Luis Potosí, México
Las zonas con distinta densidad de ionización en la ionosfera hacen que las ondas de radio que las atraviesan experimenten una desviación de su trayectoria, fenómeno conocido como refracción.
Si la región ionizada presenta un índice de refracción ni mayor a de la siguiente en altura, nk, y se cumple que el angulo de incidencia θi, sea menor que el ángulo crítico θc,
θi < θc
la onda sufrirá reflexión hacia la superficie terrestre. A mayor densidad de ionización, hecho que se produce durante el día, mayor probabilidad de reflexión de las ondas de radio hacia la superficie terrestre.
La región F de la ionosfera es la que presenta mayor densidad de ionización y en ella se producen fenónenos de refracción y de reflexión, que dirigen a la onda incidente de vuelta hacia la superficie terrestre. Allí se puede producir una nueva reflexión hacia la ionosfera y un proceso de reflexiones múltiples ionosfera-tierra hasta que la onda se atenúe imposibilitando su recepción.
Salto de onda.- Llamamos salto al recorrido que sigue la onda desde que parte de la tierra, se refleja una vez en la ionosfera y vuelve a la superficie terrestre. La radiocomunicación por propagación ionosférica se realizará por tanto a través de una sucesión de saltos. Hay que tener en cuenta que entre cada salto de la onda existirá una zona de sombra en la que el enlace radio no podrá establecerse, salvo en distancias cortas alcanzadas por la onda de tierra.
La distancia de cada salto depende de la altura virtual de la capa ionizada y del ángulo de incidencia de la onda en la ionosfera. Así, una reflexión en la región F (más alta) hará que el salto sea mucho mayor que una reflexión en la región E (más baja). No obstante, las reflexiones en la región E son poco comunes debido a su baja densidad de ionización.
Tras reflejarse en la capa ionizada, la onda retorna hacia la superficie terrestre y vuelve a reflejarse, siguiendo una trayectoria consistente en varios saltos. En cada salto se producen pérdidas que dependen en gran medida de la constante dieléctrica e del lugar en el que se produce la reflexión (ver tabla): a menor constante dieléctrica, mayor atenuación:
| Medio reflexión | e |
|---|---|
Agua del mar |
81 |
Tierra firme |
15-17 |
Ciudades |
4-5 |
Obsérvese cómo, por ejemplo, los enlaces radio establecidos sobre el mar sufrirán menos atenuación que los establecidos sobre la tierra.
La propagación ionosférica normalmente se produce en el segmento comprendido entre 1,5 MHz y 30 MHz. Por debajo del primer valor la atenuación es muy elevada y por encima del segundo no hay reflexión en la ionosfera.
Comportamiento de las Ondas HF en la Ionosfera.- En su recorrido a través de la ionosfera, una onda de radio de HF estará sujeta a distintos fenómenos conforme va atravesando las distintas capas:
En la capa D se produce una elevada atenuación por absorción.
En la capa E se produce atenuación por absorción pero en un grado mucho menor que en la capa D. Si aparece la capa esporádica Es, se pueden producir interferencias y fenómenos de refracción.
En la capa F1 sigue produciéndose atenuación por absorción.
En la capa F2 se producirá reflexión siempre que la frecuencia de operación esté por debajo de un valor de 30 MHz.
La propagación ionosférica depende de multitud de fenómenos que hacen que en la práctica y para un momento dado la comunicación solamente sea posible si la frecuencia de trabajo está dentro del rango limitado por dos valores: la Mínima Frecuencia Utilizable (LUF o Lowest Usable Frequency) y la Máxima Frecuencia Utilizable (MUF o Maximum Usable Frequency).
Los enlaces radio en HF se diseñan de forma que se consiga una relación señal a ruido (SNR) determinada en el extremo del receptor y con una fiabilidad suficiente. Existen recomendaciones a tal respecto diseñadas por la ITU-R.
