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Reflexiones sobre la propagación ionosférica

Generalmente las radiocomunicaciones en la Banda de HF persiguen los enlaces, mediante propagación ionosférica, de Estaciones a mediana o larga distancia, lo que llamamos DX. Para el establecimiento de comunicaciones radiales a corta distancia, usualmente se utilizan frecuencias de las Bandas de VHF o UHF, cuya propagación está sujeta fundamentalmente a fenómenos de reflexión, refracción, difracción y propagación multi-trayecto, cuyo alcance suele ser de hasta 60 km, en dependencia de la orografía, la potencia de trasmisión y el sistema radiante utilizado, cuyo alcance se amplía con la utilización de Repetidores.

Existe por tanto, una zona “de sombra” que no pueden cubrir los equipos que operan en VHF o UHF por su alcance reducido; y que tampoco cubren las trasmisiones en HF, que normalmente se producen a un rango más amplio, en cuanto al alcance de su señal, debido a las características de sus sistemas radiantes, que están diseñados para el DX.

Por este motivo y por la importancia que reviste el contacto en HF para la Red de Emergencia dentro de nuestro país, muy afectado por estos tiempos, debido a las nefastas condiciones de propagación de las señales de HF a corta distancia, es decir, dentro de las fronteras nacionales, es por lo que ponemos a disposición de nuestros lectores el modo de propagación en la Banda de HF denominado NVIS (Near Vertical Incidence Skywave), que en español sería (Onda aérea de incidencia casi Vertical), modo muy utilizado por los militares desde la Segunda Guerra Mundial y prácticamente desconocido por nuestros radioaficionados.

El modo NVIS es en esencia, la propagación de una Onda ionosférica que proporciona señales útiles en el rango entre la Onda terrestre y la Onda ionosférica convencional, cubriendo distancias de hasta unos 700 km en frecuencias que van desde 1.8 MHz hasta los 8 MHz, es decir, que incluye la Banda de 40 m, que es la que generalmente usamos en Cuba para las trasmisiones en HF.

La propagación NVIS se basa en la utilización de elevados ángulos de radiación con respecto a la horizontal en las Bandas de HF. Con ángulos de elevación de unos 45º y un único salto, empleando la capa F, se pueden conseguir alcances de alrededor de 700 km, trabajando con niveles de potencia estándar de 100 W. Por lo que con un sencillo montaje de dipolos de hilo largo próximos al suelo, puede conseguirse una cobertura completa a modo de “paraguas” en un radio de 700 km en torno a la Estación trasmisora, con excelente eficiencia. Algo que resultaría factible para las comunicaciones internas en HF, que se vuelven muy complejas durante las trasmisiones que se producen fundamentalmente en la Red de Emergencia, prioritariamente durante los Ejercicios nacionales de la Defensa Civil y los Centros de Gestión de la Reducción del Riesgo de Desastres.

A continuación les presento el diagrama de un sistema radiante para el modo NVIS, al cual llaman “Cloud Warmer”, en español “Calentador de Nubes”, que en esencia es un dipolo común y corriente, a baja altura y que debajo de él, a una distancia de 0.15 λ (0.15 Longitud de Onda) posee un reflector que permite lanzar esa señal hacia arriba.


Oscar Hernández Moliner (CM7OHM)
Coordinador Sistema Informativo FRC
Filial Camagüey

Se han publicado 6 comentarios

  • (co2ja) José Angel Amador Fundora

    Una de las grandes ventajas de dirigir la radiación preferentemente al cenit es lograr coberura contínua sin zona de silencio mediante el empleo de frecuencias inferiores a la crítica en las capas dominantes segun la hora, sean la capa E o la capa F. El alcance de la onda de tierra disminuye con la frecuencia, como se recoge y publica en la Recomendación UIT-R P.368, por lo cual la radiación cenital permite "iluminar" la zona de cobertura como hacen los reflectores tipo sombrilla en fotografía y eliminar las zonas de silencio o "skip zones". La disposición de las antenas a bajas alturas permite bloquear los ruidos provenientes de grandes distancias y mejorar la relación señal ruido en el receptor, disminuyendo los niveles de interferencia proveniente de estaciones distantes. Vale la pena aclarar que es posible escuchar señales distantes por saltos múltiples, pero bastante atenuadas, pues cada salto adicional reduce unos 25 dB su intensidad de campo.

  • (co7wt) Pavel Milanes (CO7WT)

    Saludos,

    Que sea desconocido es diferente a que no se use, porque casi todos los RA que no podemos/tenemos las antenas altas usamos inconscientemente la propagación NVIS.

    Para que una antena dipolo no radíe energía hacia arriba debe estar exactamente a 1/2 longitud de onda del suelo en posición horizontal, todo lo que se salga de este parámetro, ya sea más alto o más bajo radía hacia arriba, ni que decir de las V invertidas... donde casi siempre hay un componente fuerte de radiación hacia arriba...

    Caso aparte son las quads verticales o las antenas verticales donde si un gran por ciento de la energía sale de manera horizontal.

    Eso me recuerda una anécdota, una vez en un evento de "Mi radio en el parque" uno de nuestros veteranos en la radio (QEPD) se empeño en criticar que con la antena casi pegada al piso no hablaríamos con nadie y menos al mediodía... (la antena estaba en horizontal aprox a 2m del suelo... bieeen bajita)

    Y menos cuando vio que usábamos el par externo de etecsa como línea de transmisión... "les premio si hablan con alguien...."

    Al final los reportes eran 59+ y en muchas ocasiones escuchamos reportes de "son la estación más fuerte de hoy en mi radio"... eficiencia de usar linea abierta bien macheada y NVIS...

    Me voy como comencé... que no se use no es lo mismo a que no se conozca....

    73 de CO7WT...

  • (co6uk) Reinaldo Martínez Dominguez

    En el grupo de los RA hay muchos ingenieros, Técnicos y/o estudiosos tanto de la electrónica como de los fenómenos que ocurren en este tema de las comunicaciones por radio, pero hay un gran número de nosotros que no llega a entender y menos saber la mecánica de la propagación con la intervención de la ionosfera, otro grupo de colegas lo repasaron y casi entendieron hace mucho tiempo, por eso veo con beneplácito que salgan escritos de este tipo para, en algunos casos recordar, otros aprender, y los que ya lo saben, recrearse, son varias las aristas que propician estos escritos.
    Para nadie es ajeno, porque se oye a menudo, "no hay propagación" "se fueron las condiciones" "Te me fuiste perdiendo", la recomendación del montaje de una antena lo más alto posible es la que se bombardea constantemente sobre todo, a los principiantes, es una égida de los Dxistas, pero todos no hacen DX, además hay comunicados de cacharreo, de chácharas personales y de emergencias, que no pueden mantenerse estables por los cambios de altura y densidad de la ionosfera respecto al ángulo de radiación bajo, por eso robustecer las emisiones hacia el techo iónico resolvería bastante las comunicaciones a distancias cercanas, quizás poner el dipolo bajito en la tierra no sea tan efectivo porque depende de la conductividad del terreno y otros factores, pero agregando un sistema reflector, incluso más elaborado que el planteado en el escrito, sí sería muy notable la mejoría en las comunicaciones para cuando "se fueron las condiciones", hay un detalle que quiero señalar al trabajo presentado por el colega, no dice la longitud del reflector, hay muchos que saben que, de un 5 a un 6% mayor que el dipolo activo se forma un reflector, pero hay muchos colegas que recogen el dato y construyen, por eso sería bueno poner la longitud.
    A los interesados, les sugiero ahondar más en el tema, hay muchos proyectos en Internet sobre este tema, de seguro que con la idea y empujón de este trabajo y un esfuerzo algo mayor, mejorarán sus comunicaciones en horarios que antes no eran posibles.

  • (co2ja) José Angel Amador Fundora

    Pavel, efectivamente, que no se conozca no es lo mismo que no se use, y profusamente. Hay situaciones en que es indispensable el uso de NVIS, y el conocimiento de los mecanismos y vías de propagación. En dos oportunidades, hace 35 años, el uso de NVIS y frecuencias inferiores a la crítica fue lo que permitió establecer las comunicaciones requeridas, por medio de dos antenas diferentes: dos dipolos anchos, con dos brazos con dos hilos separados un metro en sus extremos y cruzados a 90 grados, uno de media onda para 3.7 y otro para 7.1 MHz, más cortos que el simple alambre habitual, con un balun Ruthroff trifilar encima del mastil de 12 metros y los dos dipolos en paralelo, como una antena K. Los resultados, ESPECTACULARES para NVIS, con 50 + j casi cero en las frecuencias deseadas. El otro caso fue sobre un camión Ural 375, con el punto de alimentación al centro de dos alambres con forro plástico sobre el encerado que iban desde la cabina hasta el fondo para caer hasta la cama del camión. Ese "animal radiante" si tenia unos valores locos de impedancia que el sintonizador de antena logró acoplar felizmente, aunque no fuera facil encontrar la sintonía adecueda apenas con una lamparita. Resultados: Todos pensaban que era una estación fija, por la fuerza de las señales, con solo 40 watts. Felices y contentos y a coger carretera hasta el día que apareció un león sordo, como el cuento de aquel violinista y alegando violaciones en los parámetros establecidos por el manual del equipo, quitó "la guirnalda" y puso un fuste vertical de 2.4 metros, de esos que tienen baja resistencia de radiación, bajísima eficiencia de radiación sin plano de tierra y "con un hoyo pa'rriba" en el patrón de radiación que llevó las comunicaciones nuevaente a los pésimos resultados que tan mala elección proporciona. Obviamente, la "guirnalda" radiaba hacia arriba...

    • (cm7ohm) Oscar Hernández Moliner

      Aclaración a CO7WT y CO2JA… En ningún momento se dice en el material que el NVIS no se conozca por los radioaficionados, simplemente se manifiesta, y cito textualmente: “…muy utilizado por los militares desde la Segunda Guerra Mundial y prácticamente desconocido por nuestros radioaficionados.”… No es lo mismo “desconocido”, que “prácticamente desconocido”; en ningún momento se usan en el material términos absolutos; pero de lo que si estamos seguros, es que no son muchos los colegas que conocen este modo de trasmisión y mucho menos los que lo utilizan en la actualidad. Justamente el objetivo del artículo es propiciar su uso, que sería muy beneficioso para las trasmisiones que se hacen internamente. De un sutil modo, dárselo a conocer a muchos y recordárselo al otro grupo de colegas, que lo conoce, pero que no lo utiliza…

  • (co6jp) Julio Agustín Pérez Martín

    Miren que es cierto que siempre falta mucho por aprender, agradezco a Oscar y demás colegas que han disertado sobre este tema, sin pena ninguna y llevando casi 50 años de radioaficionado activo e incursionando en cw y en fonía desde la AM por todas las bandas, no había oído hablar nunca de este tema, ahora justifico lo que hasta ahora había sido un fenómeno desconocido y así lo he contado mil veces hasta por radio, “ en un ejercicio de defensa, en la loma El Sijú en el escambray manicaraguense, en una clase demostrativa desplegamos un FT 77 con dos baterías NKN45, lo mas alto en la geografía eran las dos baterías, ahí pusimos el centro de la antena que no estaba totalmente aislada, pues los cables eran forrados y los tendimos por el césped, pensando que no íbamos a comunicar con nadie,
    Recibimos reportes de 59+20db en la Habana y comunicación con todas las estaciones previstas en Villa Clara”.

    Estos conocimientos que concretamente hacen falta en el arsenal del conocimiento de todos los colegas y que en momentos cruciales pueden facilitar con nuestras comunicaciones que se tomen decisiones que salvan vidas y recursos, deben ser divulgados e incluidos en la academia y en la preparación de los que están en la red de emergencia, exhorto a los colegas a seguir divulgando de alguna manera temas como estos que nos hacen ser mejores radioaficionados, saludos Julio Pérez