Propagación

Introducción
Propagación es el estudio de los factores de la naturaleza que participan en la difusión de las ondas de radio.
Las ondas de radio al igual que la luz tienen el mismo origen electromagnético, por lo que también tienen propiedades físicas comunes, por ejemplo: la velocidad de propagación en el vacío es de 300.000 km/s y la capacidad de ser reflejadas o retractadas.
Un emisor de radio, produce dos tipos de ondas: ondas de superficie y ondas ionosféricas. Según la frecuencia una onda tiene mayor o menor cantidad de uno u otro componente. A mayor frecuencia el componente ionosférico es mayor, por el contrario las frecuencias bajas son mas ricas en ondas terrestres.
Las ondas de superficie son aquellas que tienen un alcance limitado, poco mas que el horizonte. Por lo tanto son utilizadas para la transmisión de servicios locales, ej: Tv, Fm. Prácticamente carecen de importancia para la difusión en las ondas cortas, de ahí que las ondas terrestres no serán objeto de estudio de esta sección.
Básicamente son cuatro los elementos de la naturaleza que posibilitan, degradan y amplifican las ondas ionosférica: el Sol, la Tierra, la atmósfera y el campo magnético

La Tierra
La radiación solar está directamente relacionada con los movimientos de la tierra y con su posición respecto al Sol.
La tierra tiene un periodo de rotación sobre su eje de 24 hs; mientras en una mitad del planeta es de día, la otra mitad está en la oscuridad, existiendo entre ambas una estrecha faja de penumbra.
La tierra se traslada en torno al Sol en una órbita elíptica en 365 días; el eje de la Tierra (línea imaginaria que pasa por los polos) no es perpendicular al plano orbital, sino que forma un ángulo de 23,5ª, es decir que hay periodos en los cuales un hemisferio recibe más luz solar que el otro. Circunstancia a la que se deben las estaciones. Estos fenómenos repercuten en la propagación de las ondas de radio, porque el estado de la ionosfera depende del período de tiempo durante el cual esta sometida a la radiación solar y esto a su vez depende de la altitud del sol sobre el horizonte.

La Atmósfera
Es la capa de aire que envuelve la tierra, protegiéndola. La atmósfera no es homogénea, se diferencian en ella distintos estratos. la mas importante es la ionosfera, mas adelante se tratará en extensión:

En la Troposfera es donde se concentra las mayor cantidad de vapor de agua y anhídrido carbónico; según su altura la temperatura disminuye rápidamente, debido a estas características se producen los fenómenos meteorológicos. en esta capa se origina el "ruido atmosférico" o "estático".

La Estratosfera llega hasta las 23 kms de altura. Entre los 25 y 50 Kms de altura se encuentra la Ozonósfera, provoca la formación de ozono al absorber los rayos ultravioletas que escaparon de la ionosfera.

En la Termosfera se produce un efecto no beneficioso para las ondas de radio, conocido como Fading.

El sol
El sol es una estrella menor entre las de la vía láctea, pero es la más cercana y de suprema importancia para la vida sobre la tierra. Se encuentra a aproximadamente 150 millones de kms de la tierra. Su diámetro es de unos 1.500.000 kms. La temperatura en su superficie llega a los 600 grados Kelvin. Es un cuerpo completamente gaseoso que emite luz, ondas de radio, rayos ultravioletas e infrarrojos, iones, protones y electrones. La potencia de la radiación solar es estimada en 40 x 10²³ Kw (esto es un 4 seguido por 23 ceros); En su superficie el sol crea una radiación de 60 Mw por mt². Esto es un potente transmisor. La luz del sol tarda en llegar a la tierra, aproximadamente 8½ minutos. La luz blanca es el conjunto de 6 radiaciones que tienen distintas longitudes de onda entre el rojo y el violeta, entre esa gama se produce la radiación infrarroja y la ultravioleta, ambas son invisibles al ojo humano. la primera es responsable de la transmisión del calor y la ultravioleta ocasiona la ionización y ozonificación de la atmósfera.

Desde su superficie el Sol esta continuamente eyectando material en toda dirección, a esto se le conoce como "viento solar"; en condiciones de calma el viento solar sopla con una velocidad de 200 millas por segundo; su efecto sobre la tierra, principalmente sobre el campo magnético es de gran significación.

El sol es un enorme imán, su campo magnético cubre todo el sistema solar. Las Tormentas solares son corrientes magnéticas interiores que salen a la superficie, enfriándola localmente, esas áreas frías son las manchas solares, estas precisamente son las responsables del fenómeno de propagación de ondas las de radio, debido a que a través de ellas escapan del sol los rayos ultravioletas; esta radiación es necesaria para provocar la refracción ionosférica. las manchas solares no son un fenómeno constante, sino que presenta picos máximos y mínimos, cada 11 años. este promedio se le conoce como ciclo de manchas solares, fue estudiado por primera vez por el astrónomo alemán Wolf en el siglo XVII y precisamente al número de manchas solares se le denomina número de Wolf.

La Ionosfera
En lo referente a la propagación de las ondas de radio, la capa mas importante de la atmósfera es la ionosfera. Se sitúa entre los 100 y 400 kms de altura.
En esta capa, el aire está tan rarificado que la radiación solar (rayos ultravioletas) puede fácilmente ionizarla. en dicho proceso los átomos del gas pierden electrones y se convierten en iones, La cantidad de iones libres es proporcional a la cantidad de radiación, por lo que es mas fuerte en periodos de mayor cantidad de manchas solares y en verano al mediodía.

En la ionosfera se diferencian 3 capas con distinta densidad iónica, que frente a las ondas de radio se comportan de manera diferente.

La capa D se encuentra a unos 80 kms, posee muy bajo grado de ionización, las ondas cortas solo son debilitadas por una ligera absorción. Esta capa desaparece de noche, de modo que las ondas siguen su viaje hacia la capa superior.
La capa E se encuentra a unos 100 kms, no desaparece al anochecer, la concentración de electrones depende directamente de la incidencia de la luz solar. Esta capa es responsable de la propagación de las ondas medias. En ella se reflejan las ondas entre los 3 y 8 Mhz, absorbiendo parcialmente las ondas de alta frecuencia que la atraviesan.
La capa F, tiene dos regiones de distinta densidad iónica:

• La capa F1 tiene las mismas características que la capa "E", pero a una mayor altura (150 kms). La importancia de esta capa no es muy grande, porque es penetrada por ondas que también atraviesan la capa "E" y porque solo se manifiesta durante el día.
• La capa F2 es la principal reflectora de las ondas de alta frecuencia. Su alta concentración de iones hacen reflejar las ondas hacia el suelo. se encuentra a unos 350 Kms, su altura es determinante, ya que la baja densidad atmosférica impide la rápida combinación de los iones. Existen poca diferencia entre el día y la noche debido al lento decrecimiento de la ionización nocturna.