PROPAGACION

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PROPAGACION por Mind Map: PROPAGACION

1. Para frecuencias superiores a 10 GHz la rotación de Faraday es totalmente despreciable. Sin embargo, en las bandas de VHF y UHF puede tener valores considerables que son impredecibles, es por eso que en estas bandas es necesario el empleo de polarización circular en las comunicaciones tierra - satélite

2. EFECTO DE LA IONOSFERA

2.1. INTRODUCCION

2.1.1. Los experimentos realizados por Marconi pusieron de relieve que las comunicaciones a grandes distancias sufrían fuertes variaciones según se realizasen durante el día o la noche. Kennelly y Heaviside, de forma independiente, postularon la existencia de una capa ionizada en la parte alta de la atmósfera como la responsable de la reflexión de las ondas electromagnéticas, explicando de esta forma el mecanismo de propagación a grandes distancias. Estudios demostraron que la ionosfera presenta variaciones continuas de la densidad de ionización en función de la altura. La causa primordial de ionización de la ionosfera es la radiación solar en la región del espectro de los rayos X y ultravioletas

2.1.1.1. Dado que la causa principal de ionización es la actividad solar, el comportamiento de la ionosfera está muy influido por los ciclos solares observados desde la tierra. Los periodos de estos ciclos son: diurno, anual y de once años.

2.1.1.1.1. CAPAS

2.2. Propagacion en un Medio IONIZADO

2.2.1. La propagación de ondas electromagnéticas en la ionosfera se puede modelar a partir de la propagación en plasmas. Un plasma es una región de espacio que contiene electrones libres

2.2.1.1. Durante la noche los iones prácticamente desaparecen en la capa D por lo que no existe atenuación apreciable. En el resto de las capas la frecuencia de colisión es mucho menor, debido a que la atmósfera es más tenue, por lo que la atenuación es prácticamente despreciable

2.2.1.2. Por tanto, la capa D produce durante el día una fuerte atenuación a las frecuencias correspondientes a la banda de MF, a pesar de tratarse de frecuencias superiores a la frecuencia de resonancia.

2.3. Influencia del campo Magnético Terrestre

2.3.1. Un plasma sometido a un campo magnético constante posee características anisótropas, de forma que la constante dieléctrica no es un escalar sino un tensor

2.3.1.1. En concreto la constante de propagación es distinta para una onda polarizada circularmente a derechas o a izquierdas. Esto produce una rotación en el plano de polarización de una onda linealmente polarizada. A este efecto se le denomina rotación de Faraday

2.3.1.1.1. Por el contrario, a frecuencias superiores a 10 GHz, puede emplearse polarización lineal sin que exista una rotación apreciable en la polarización, y de hecho es habitual en las comunicaciones espaciales en estas bandas la reutilización de frecuencias mediante el empleo de polarizaciones lineales ortogonales.

2.4. Comunicaciones Ionosferas

2.4.1. El efecto de la ionosfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias

2.4.1.1. bandas de LF y VLF

2.4.1.1.1. La ionosfera supone un cambio brusco en términos del del índice de refracción atmosférico. Esta variación abrupta produce una reflexión de la onda incidente en la parte baja de la ionosfera. Favorece la propagación a grandes distancias típicamente entre los 5.000 y 20.000 km

2.4.1.2. MF y superiores

2.4.1.2.1. La ionosfera es un medio cuyo índice de refracción varía con la altura. La densidad de ionización aumenta con la altura hasta alcanzar el máximo entre los 300 y 500 km.

3. Modelización de la propagación en entornos complejos

3.1. Introduccion

3.1.1. En la mayoría de las ocasiones no existe visibilidad directa entre los dos extremos del enlace: la estación base y el terminal móvil. La intensidad de campo eléctrico y por tanto la densidad de potencia incidente en la antena receptora es el resultado de la contribución de ondas reflejadas y difractadas en los edificios y obstáculos del entorno. En función de la fase de cada una de las contribuciones la suma de todas ellas puede ser constructiva o destructiva.

3.1.1.1. En el caso de ser destructiva se producirá un fuerte desvanecimiento en la señal recibida.

3.1.1.2. Sin embargo, con sólo desplazar el móvil una distancia del orden de media longitud de onda (17 cm a 900 MHz), la contribución puede ser constructiva, y por tanto se pueden observar fuertes variaciones en la potencia de señal recibida. Estas variaciones pueden ser del orden de 30 a 40 dB con pequeños desplazamientos

3.2. Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de propagación.

3.2.1. Los modelos empíricos se basan en el ajuste de leyes de decaimiento de la potencia recibida en función de la distancia, altura de antenas, frecuencia y tipología del entorno a datos medidos

3.2.2. Generalmente los modelos empíricos son diferentes aplicados entre zonas urbanas muy densas, zonas urbanas de baja densidad y zonas rurales

3.2.2.1. Okumura-Hata : Se desarrolló a partir de medidas realizadas en Tokio. De acuerdo con este modelo las pérdidas de propagación L definidas como

3.2.2.1.1. El modelo Okumura-Hata predice una disminución del valor medio de la potencia recibida en función de la distancia

3.2.2.1.2. Cuanto más alta se encuentra la antena de la estación base menor es el exponente que afecta a la distancia.

3.2.2.1.3. El modelo es válido con las siguientes restricciones: 150 MHz <f< 1.500 MHz, 30 m <hb <200 m, y 1m< ht< 10 m.

3.2.3. Los modelos empíricos sólo proporcionan el valor medio o esperado de las pérdidas de propagación para un entorno genérico en función de la distancia entre la estación base y el terminal.

3.3. Caracterización estadística de las pérdidas de propagación

3.3.1. Al describir una circunferencia en torno a una estación base se medirán variaciones en las pérdidas de propagación. Variaciones relativamente lentas en función de la distancia recorrida y que físicamente cabe asociarlas a la variación en el entorno

3.3.1.1. Dado que estas variaciones dependen de múltiples factores independientes, la resultante es una variación aleatoria de distribución gaussiana. De forma que las pérdidas de propagación se caracterizan como: L = L50 + Ls

3.4. Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad

3.4.1. Un móvil al desplazarse observa fuertes variaciones en el nivel de señal recibido. A este efecto se le denomina desvanecimiento por multicamino,

3.4.1.1. Un elemento crítico para el adecuado funcionamiento de un sistema en diversidad es que a la salida de cada rama receptora se obtenga una señal estadísticamente independiente de las demás. De esta forma se garantiza que no se produzcan desvanecimientos profundos simultáneamente en todas las ramas, y por tanto el empleo de la diversidad mejorará las características globales del receptor.