La propagación de ondas electromagnéticas por el espacio libre se suele llamar propagación de radiofrecuencia, o simplemente radio propagación.
Aunque
el espacio libre implica al vacío, generalmente la propagación por la atmósfera
terrestre se llama propagación por el espacio libre, y se puede considerar casi
siempre así. La diferencia principal es que la atmósfera de la tierra introduce
perdidas de la señal que no se encuentra en el vació.
Las
TEM (ondas electromagnéticas trasversales), se propagan a través de cualquier material
dieléctrico, incluyendo el aire. Sin embargo, no se propagan bien a través de conductores
con pérdidas, como por ejemplo agua de mar, porque los cambios eléctricos hacen
que fluyan corrientes en el material que disipan con rapidez la energía de las
ondas.
Propagación terrestre de onda
Las
ondas terrestres son todas las ondas electromagnéticas que viajan dentro de la
atmósfera terrestre, así también, las comunicaciones entre dos o más puntos de
la Tierra son llamadas radiocomunicaciones.
Las
ondas terrestres se ven influidas por la atmósfera y por la Tierra misma. Las
radiocomunicaciones terrestres se pueden propagar de distintas formas y estas
formas dependen de la clase de sistema y del ambiente, las ondas terrestres
tienden a viajar en línea recta, pero tanto la Tierra como la atmósfera pueden
alterar su trayectoria.
Tipos de propagación
Existen
tres formas de propagación de ondas electromagnéticas dentro de la atmósfera:
–
Ondas terrestres
–
Ondas espaciales
–
Ondas celestes o ionosféricas
Ondas terrestres
Son
ondas que viajan por la superficie de la tierra, éstas deben de estar
polarizadas verticalmente debido a que el campo eléctrico en una onda
polarizada horizontalmente sería paralelo a la superficie de la tierra y se
pondría en corto por la conductividad del suelo.
En
las ondas terrestres el campo eléctrico variable induce voltajes en la
superficie que hacen circular corrientes muy parecidas a las de una línea de
transmisión.
La
superficie terrestre también tiene pérdidas por resistencia y por dieléctrico.
Por consiguiente, las ondas terrestres se atenúan a medida que se propagan haciéndolo
mejor sobre una superficie buena conductora como el agua salada y son mal
propagadas en superficies como desiertos.
La
atmósfera terrestre tiene un gradiente de densidad, es decir, la densidad disminuye
en forma gradual conforme aumenta la distancia a la superficie terrestre, esto
hace que el frente de onda se incline en forma progresiva hacia adelante. Así,
la onda terrestre se propaga en torno a la Tierra y queda cerca de su
superficie pudiéndose propagar más allá del horizonte o incluso por toda la
circunferencia de la Tierra.
La
atmósfera terrestre tiene un gradiente de densidad, es decir, la densidad disminuye
en forma gradual conforme aumenta la distancia a la superficie terrestre, esto
hace que el frente de onda se incline en forma progresiva hacia adelante. Así,
la onda terrestre se propaga en torno a la Tierra y queda cerca de su
superficie pudiéndose propagar más allá del horizonte o incluso por toda la
circunferencia de la Tierra.
Ondas espaciales
Esta
clase de propagación corresponde a la energía irradiada que viaja en los
kilómetros inferiores de la atmósfera terrestre. Las ondas espaciales son todas
las ondas directas y reflejadas en el suelo.
Las
ondas directas viajan esencialmente en línea recta de la antena transmisora a
la receptora. Esta transmisión se le llama transmisión de línea de vista (LOS,
line of sight).
Esta
transmisión se encuentra limitada principalmente por la curvatura de la tierra.
La curvatura de la Tierra presenta un horizonte en la propagación de las ondas
espaciales, que se suele llamar el horizonte de radio.
Éste
horizonte se encuentra más lejano que el horizonte óptico para la atmósfera
estándar común.
Ondas celestes o ionosféricas
Virtualmente,
la ionosfera no afecta a las frecuencias mayores que las UHF, porque las ondas
son extremadamente cortas. Las distancias entre iones son bastante mayores que
las longitudes de onda de estas frecuencias, y en consecuencia, las ondas electromagnéticas
pasan a través de ellas con pocos efectos notables.
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.
Esta
frecuencia depende de la densidad de ionificacion y, en consecuencia, varía con
la hora del día y con la estación.
Disminuye
el Angulo vertical de irradiación, las frecuencias iguales o mayores que la crítica
se pueden reflejar hacia la superficie terrestre porque recorre mayor distancia
en la ionosfera y por esto tienen mayor tiempo de refractarse.
Ondas celestes (Distancia de salto)
Es
la distancia mínima desde la antena de transmisión a la onda reflejada que
regresara a la tierra.
Si
tenemos varios rayos con distintos ángulos de elevación, irradiados desde el
mismo punto sobre la tierra. Se aprecia que el punto en el que regresa la onda
a la tierra se acerca al transmisor a medida que aumenta el ángulo de
elevación.
Otro efecto que se produce en las ondas celestes
es la desaparición de capas durante la noche, sobre la distancia de salto. En
forma efectiva, el cielo que forma la ionosfera se eleva y permite a las ondas
celestes viajar más arriba antes de ser reflectadas hacia la tierra. Este
efecto explica que antiguamente las estaciones lejanas de radio se oían durante
la noche, pero no durante las horas del día.
