Propagación ionosférica

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PROPAGACIÓN Y ANTENAS

UNIDAD II

PROPAGACIÓN IONOSFÉRICA

Se llama propagación al conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas de radio con el mensaje del transmisor al receptor.
La propagación no es debida a un único fenómeno físico. Varios modos de propagación son posibles:
• La propagación ionosférica
• La propagación troposférica
• La propagación por onda desuelo

[pic]Reflexión ionosférica

Cuando un 12 de diciembre de 1901 Marconi logró cubrir una distancia de 3378  km entre Poldhu (en Cornualles un condado al suroeste de Inglaterra) y Saint John´s (en Terranova, provincia más oriental de Canadá), los científicos quedaron estupefactos, porque si las ondas se propagan en líneas rectas ¿cómo podían haber salvado la curvatura de la tierra paraalcanzar Terranova?.
Oliver Heaviside, físico inglés y Arthur Kennelly, ingeniero electrónico estadounidense propusieron en 1902 la posibilidad de que esas señales fueran reflejadas por una capa de partículas cargadas que se encontrara a gran altura en la atmosfera. Esta capa fue hallada recién en 1920 por otro físico inglés, Edward V. Appleton quien consiguió calcular su altura mientras estudiaba elfenómeno del desvanecimiento de las señales. Se la nombró "capa de Kennelly-Heaviside" en honor de los mencionados. Se halla a unos 100 km de altura y también se la conoce como capa "E". Poco después se descubrieron otras situadas a partir de los 225 km de altura (las capas F) conocidas como "capas Appleton".
Vemos que en las regiones superiores de la atmósfera se producen los fenómenos másimportantes relacionados con la propagación de señales a largas distancias por medios naturales, allí se establecen nubes de electrones libres bastante estratificadas producidas principalmente por la radiación ultravioleta del Sol. Esas zonas tienen la capacidad de "reflejar" de nuevo hacia la tierra las ondas de radio que inciden sobre ellas haciendo posible comunicaciones alrededor del globo a pesarde su esfericidad
El nombre "ionosfera" fue propuesto en 1930 por el físico escocés Alexander Watson Watt porque los átomos de los gases allí existentes al ser excitados por los fotones de la luz solar liberan electrones. Así, el átomo, normalmente neutro, se desequilibra y queda con una carga neta positiva; se dice que es un ión positivo,  los electrones liberados  (que poseen carga negativa)se dice que son iones negativos
La ionosfera es la región de la alta atmósfera entre 60 y 400 km de altura. Como el propio nombre indica está compuesta de iones y de plasma ionosférico y es de forma esférica al ser una de las capas de la atmósfera
Las ondas ionosféricas u ondas de cielo aprovechan las características eléctricas de la ionosfera para propagarse, usándola como una especie de``espejo''. En realidad, más que una reflexión es una refracción progresiva limitada por el ángulo crítico (lo que implica que cierta cantidad de energía se escapa al espacio). Es predominante en las frecuencias medias: MF y HF.
     La causa primordial de ionización de la ionosfera es la radiación solar en la región del espectro de los rayos x y ultravioletas. También contribuyen a la ionización laincidencia de las partículas cargadas (protones y electrones) de origen solar y los rayos cósmicos galácticos. La creación de iones depende de la energía de las radiaciones y de la densidad de moléculas. Para alturas elevadas la energía de  la radiación incidente es elevada pero la densidad de moléculas  baja, mientras que para alturas más bajas la densidad de moléculas es alta pero la energía de lasradiaciones ha sido absorbida en gran parte, de modo que la densidad de ionización máxima se produce en un punto intermedio. En la figura 1.1 se representa la variación de la densidad de moléculas ionizables en función de la altura.
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Figura 1.1  Densidad de moléculas ionizable vs. altura.
     En la figura 1.2 se puede relaciona la energía proveniente de la radiación solar y los cuerpos...
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