MÁXIMA Y MÍNIMA FRECUENCIA ÚTIL (MUF & LUF)

OBJETIVOS  Dar a conocer sobre la propagación terrestre de la ondas electromagnéticas  Demostrar los efectos de las ondas mayores y menores a HF en la ionosfera.  Dar a conocer los términos MUF y LUF, y su importancia en la radiotransmisión.

PROPAGACIÓN TERRESTRE DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS  Las ondas electromagnéticas de radio que viajan dentro de la atmósfera terrestre se llaman ondas terrestres, y las comunicaciones entre dos o más puntos de la Tierra se llaman radiocomunicaciones terrestres.  Hay tres formas de propagación de ondas electromagnéticas dentro de la atmósfera terrestre: onda terrestre, onda espacial (que comprende ondas directas y reflejadas en el suelo) y ondas celestes o ionosféricas.

PROPAGACIÓN DE ONDAS TERRESTRES  Una onda terrestre es una onda electromagnética que viaja por la superficies de la Tierra. Por eso a las ondas terrestres también se les llama ondas superficiales.  Se propagan mejor sobre una superficie buena conductora, como por ejemplo, agua salada, y se propagan mal sobre superficies desérticas. Las pérdidas en las ondas terrestres aumentan rápidamente al aumentar la frecuencia.

PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS ESPACIALES  La propagación de la energía electromagnética en forma de ondas espaciales incluye la energía irradiada que viaja en los kilómetros inferiores de la atmósfera terrestre. Las ondas espaciales incluyen ondas directas y las reflejadas en el suelo.  Las ondas directas viajan esencialmente en línea recta entre las antenas de transmisión y recepción. La propagación de ondas espaciales directas se llama transmisión por línea de vista. Las ondas reflejadas en el suelo son las que refleja la superficie terrestre cuando se propagan entre las antenas emisora y receptora.

PROPAGACIÓN POR ONDAS CELESTES  Las ondas electromagnéticas que se dirigen sobre el nivel del horizonte se llaman ondas celestes.  Se irradian hacia el cielo, donde son reflejadas o refractadas hacia la superficie terrestre por la ionosfera.  La ionosfera es a región del espacio que está entre 50 y 400 km sobre la superficie terrestre.  En esencia son tres las capas que forman la ionosfera: las capas D, E y F.

IONOSFERA  Las tres capas de ionosfera varían en la localización y en la densidad de ionización según la hora del día. También fluctúan en una forma cíclica durante el año, y también siguiendo el ciclo de manchas solares de 11 años. La ionosfera es más densa durante las horas de más luz solar: durante las horas del día y en el verano.

IONOSFERA: CAPA D  Es la más inferior de la ionosfera, entre 50 y 100 km sobre la superficie de la Tierra. Como es la capa más alejada del Sol, tiene poca ionización. En consecuencia, la capa D tiene poco efecto sobre la dirección de propagación de las ondas de radio. Sin embargo, los iones de la capa D pueden absorber cantidades apreciables de energía electromagnética.  La cantidad de ionización en la capa D depende de la altura del Sol sobre el horizonte, en consecuencia desaparece durante la noche.

IONOSFERA: CAPA E (KENNELLY- HEAVISIDE)  Se ubica entre los 100 y 140 km sobre la superficie terrestre. Tiene su densidad máxima aproximadamente a unos 112 km a mediodía, cuando el Sol está en su altura máxima. Esta capa desaparece casi totalmente por la noche.  La parte superior de la capa E se considera a veces por separado, y se llama capa E esporádica, porque parece llegar e irse en forma impredecible, cuando aparece produce una mejoría inesperada en radiotransmisión a grandes distancias.

INOSFERA: CAPA F  Está formada en realidad por dos capas: la F1 y la F2. durante el día, la capa F1 está entre 140 y 250 km sobre la superficie terrestre. La capa F2 está de 140 a 300 km sobre la superficie terrestre durante el invierno, y de 250 a 350 km en el verano. Durante la noche, las capas F1 y F2 se combinan y forman una sola capa.  La capa F1 absorbe y atenúa algunas ondas de HF, aunque la mayoría de las ondas atraviesan hasta la capa F2, donde son reflejadas hacia la Tierra.

FRECUENCIA CRÍTICA Y ÁNGULO CRÍTICO  Virtualmente, la ionosfera o afecta a las frecuencias mayores que las UHF, porque las ondas son extremadamente cortas. Por consiguiente es razonable que haya un límite superior de frecuencias que se propaguen como ondas celestes.  La frecuencia crítica (fc) se define como la máxima frecuencia que se puede propagar directo hacia arriba y es reflejada por la ionosfera hacia la Tierra. La frecuencia crítica depende de la densidad de ionización y, en consecuencia, varía con la hora del día y con la estación.

FRECUENCIA CRÍTICA Y ÁNGULO CRÍTICO  Si disminuye el ángulo vertical de irradiación, las frecuencias iguales o mayores que la crítica se pueden reflejar hacia la superficie terrestre, porque recorren una distancia mayor en la ionosfera y por consiguiente tienen mayor tiempo de refractarse.  Cada frecuencia tiene un ángulo vertical máximo al cual se puede propagar y seguir reflejándose por la ionosfera. El ángulo se llama ángulo crítico.

SONDEO IONOSFÉRICO  Se usa esta técnica de medición para determinar la frecuencia crítica. Una señal se propaga directo hacia arriba, desde la superficie de la Tierra, y su frecuencia se aumenta e forma gradual. A las frecuencias inferiores, la señal se absorberá por completo en la atmósfera. Sin embargo, a medida que se aumenta la frecuencia, la señal, o una parte de ella, regresará a la Tierra. Pero en determinada frecuencia la señal pasará por la atmósfera terrestre, hacia el espacio exterior, y no regresará a la Tierra. La máxima frecuencia que regresa a la Tierra en dirección vertical es la frecuencia crítica.

MÁXIMA FRECUENCIA ÚTIL  Es la mayor frecuencia que se puede usar en propagación de ondas celestes entre dos puntos específicos de la superficie terrestre. Es razonable que haya tantos valores posibles de MUF como puntos y frecuencias hay en la Tierra: una cantidad infinita. La MUF, como la frecuencia crítica es una frecuencia límite para la propagación de las ondas celestes. Sin embargo, la MUF es para determinado ángulo de incidencia: el ángulo que forma la onda incidente con la normal.

 Debido a la inestabilidad general de la ionosfera, la máxima frecuencia que se usa entre dos puntos se suele seleccionar menor que la MUF.  Se ha demostrado que si se trabaja con una frecuencia igual al 85% de la MUF se obtienen comunicaciones más confiable. A veces, a esta frecuencia se le llama frecuencia óptima de trabajo (OWF, de optimum working frequency(.

MÍNIMA FRECUENCIA ÚTIL  Mediante la frecuencia de transmisión es reducida, mayor reflexión de la ionosfera seria necesaria, y las perdidas en la capa D aumentan. Estos dos efectos significan que existe una frecuencia debajo de la cual la comunicación entre dos estaciones de radio se perdería. De hecho LUF se define como la frecuencia bajo la cual la señal cae por debajo de la fuerza mínima requerida para una recepción satisfactoria.