Sistema mundial de socorro y seguridad marítima. Zebensuí Palomo Cano
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Oliver Heaviside, físico inglés, y Arthur Kennelly, ingeniero electrónico estadounidense, propusieron en 19023l a posibilidad de que algunas señales radioeléctricas pudieran ser reflejadas en una capa que se hallara a gran altura en la atmósfera. La capa no fue hallada, estudiada y definida hasta 1920 por otro físico inglés, Edward V. Appleton, quien calculó su altura mientras estudiaba el fenómeno del desvanecimiento de las señales (fadding). Debido a ello, a esta capa se la denominó “capa de Kennelly-Heaviside” en honor a sus descubridores. Dicha capa se encuentra a una altura de entre 75 y 90 km y también se la conoce con el nombre de capa E. Posteriormente se descubrieron capas superiores y seguidas a ésta que llegan a hasta una altura de 500 km denominadas “capas Appleton”, y como en el caso anterior, más comúnmente capa F.
La propagación por onda ionosférica tiene en cuenta la reflexión o “rebote” de la señal emitida desde el punto transmisor a una altura y con un ángulo determinado para que ésta alcance y llegue al punto receptor. Esto sucede debido a la ionización de las partículas que se encuentran en esta capa, efecto a su vez iniciado por las explosiones solares, las manchas solares, las fluctuaciones en el campo magnético terrestre y muy básicamente por el efecto día-noche y estacional invierno-verano. Además de todos estos parámetros, hay que tener muy en cuenta el estado y comportamiento de la ionosfera, que a su vez se divide en más de una capa, y las causas que afectan el comportamiento y características físicas de dichas capas.
Debido a todos los parámetros nombrados, hay que conocer cada una de las capas y las afecciones que sufren, ya que si no el uso de las comunicaciones ionosféricas puede resultar sumamente complicado y confuso.
Figura 3.13. Propagación por onda ionosférica.
3.6.3.1. Capas ionosféricas
Las nubes de partículas eléctricas tienden a formar capas a distintas alturas. A estas capas se las designa mediante letras: D (Delta), E (Eco) y F (Foxtrot). Cuanto mayor es el ángulo que adopta la transmisión, mayor es la distancia posible de alcanzar mediante una sola reflexión. La capa más alta es la F, que durante el día está dividida o estratificada en dos, denominadas según sus alturas crecientes en F1 y F2, las cuales se funden en una sola al atardecer. Hace algunos años se identificó una tercera capa denominada por similitud a las anteriores F3, que se forma en bajas latitudes (ecuador) cerca del mediodía, pero sus efectos son débiles y no producen cambios o alteraciones a tener en cuenta en comunicaciones ionosféricas.
Figuras 3.14 A y B. Estructura ionosférica y altura de capas:efecto de recombinación de capas o efecto día-noche.
3.6.3.2. Distancia y zona de salto
La distancia desde el punto de transmisión hasta el punto más cercano que una onda de radiofrecuencia (después de una reflexión y hasta la tierra) es capaz de operar se conoce como distancia de salto o skip distance. En otros términos, la distancia del salto es la distancia del transmisor a la primera área de buena recepción de una frecuencia u onda.
El área, que abarca desde el primer ángulo de reflexión ionosférica hasta la primera área de recepción de la onda incidente en el suelo, se conoce como zona de salto o skip zone y es un área en la que no se obtiene ninguna recepción. También se suele llamar zona de silencio debido a la falta de recepción anteriormente nombrada. Estos saltos se representan en la figura 3.15.
Esta figura muestra los diferentes caminos que siguen las ondas ionosféricas entre la tierra y el “cielo”. La onda naranja no se refleja debido al ángulo de radiación. La onda roja tiene otro ángulo de radiación, y gracias a este ángulo la onda se refleja (ángulo crítico de la onda), con lo que puede llegar o recibirse en el punto Rx. Las ondas con ángulos más bajos alcanzarán distancias mayores. El ángulo de la onda crítico para una capa particular depende de la frecuencia a la que opera, y disminuye con los aumentos de frecuencia. La distancia de salto aumenta con la frecuencia.
Figura 3.15. Zona de salto en relación con la ionosfera.
Figura 3.16. Aumento de la frecuencia, del ángulo y de la distancia.
El siguiente cuadro muestra las distancias aproximadas que se pueden alcanzar con la propagación ionosférica teniendo en cuenta sus principales afecciones (día-noche e invierno-verano).
| FRECUENCIA | DISTANCIA EN METROS | |
| DÍA | NOCHE | |
| 500 KHz | 300 a 1.500 | 3.000 a 4.000 |
| Alcance típico para transmisores de 1KW RMS en agua de mar: 1.500 MN. | ||
DEBIDO AL USO QUE SE HACE DE ESTE TIPO DE PROPAGACIONES EN LOS BUQUES, SE DEBE RELACIONAR LA DISTANCIA QUE SE DESEA CUBRIR CON EL MOMENTO Y LA BANDA DE FRECUENCIA A UTILIZAR.
Para un uso más preciso de los sistemas que usan la propagación por onda celeste, habrá que tener en cuenta todas las afecciones en la ionosfera, por lo que a continuación se presentan unas tablas de propagación para las principales bandas en MF y HF (fonía, DSC y NBDP) algo más desglosadas y por lo tanto más precisas. Las distancias presentadas son nominales en relación con el tipo de propagación (superficial o reflejada), acompañadas a su vez de la distancia de silencio si ésta está presente.
Las distancias en millas están basadas en un transmisor con potencia máxima (MAX), por lo que para aplicar estas tablas y sus distancias en los modos de potencia media y potencia baja (MED y LOW) habráque aplicar entre un 45-55 % y un 20-25 % de la cobertura nominal respectivamente a cada potencia. A su vez, para la aplicación de estas tablas generales, habrá que tener en cuenta las MUF (ver apartado 3.6.3.3.) para saber si la banda a utilizar en cada momento del día y estación es válida.
Las horas seleccionadas para las tablas están dentro de las más idóneas para el uso que se requiere de ellas, siendo justamente el mejor intervalo de tiempo desde las 07:00 a las 18:00 ó 19:00 horas UTC (principales horas de sol).
Ejemplo de la tabla: banda 12 MHz a las 15:00 UTC en invierno.
Una comunicación entre dos estaciones que disten entre sí 250 Mn no podrían tener un enlace, ya que la propagación por onda superficial desde la estación transmisora sería de 25 Mn, y la reflejada (ionosférica) iría de 500 a 3.500 Mn. La zona de silencio aplicable sería de las 25 Mn, donde acaba la onda superficial, hasta las 500 Mn de la onda reflejada.
Aplicando