La propagación estudia cómo viaja una señal desde la antena transmisora hasta la receptora y qué procesos pueden modificarla durante el trayecto. Para entender este bloque conviene separar mecanismo de propagación, pérdidas, ruido y condiciones del medio. Cada término se define antes de utilizar fórmulas o ejemplos.
Fundamentos de propagación y pérdidas
Atenuación y relación señal/ruido
La atenuación es la reducción de nivel que sufre una señal al propagarse. Puede deberse a expansión geométrica, absorción, obstáculos, pérdidas de línea, polarización o múltiples mecanismos combinados.
Que una señal sea débil no significa necesariamente que sea inutilizable: lo importante es su relación señal/ruido. Una señal pequeña sobre un ruido todavía menor puede recibirse bien.
Pérdida en espacio libre
La pérdida en espacio libre o FSPL representa la reducción ideal asociada a la expansión de una onda en un medio sin obstáculos ni absorción. No incluye todas las pérdidas de un enlace real.
Fórmula práctica: FSPL(dB)=32,44+20log10(dkm)+20log10(fMHz).
Ejemplo: a 100 MHz y 10 km, FSPL≈92,4 dB.
El cálculo y sus limitaciones están en Fórmulas y cálculos.
Onda de superficie, onda espacial y onda ionosférica
La onda de superficie sigue parcialmente la curvatura terrestre y es importante sobre todo en frecuencias bajas. La onda espacial incluye componentes directas y cercanas al terreno y domina muchos enlaces VHF/UHF. La onda ionosférica utiliza regiones ionizadas de la alta atmósfera para devolver energía hacia la Tierra y permite grandes distancias en HF.
Reflexión, refracción, difracción y dispersión
La reflexión devuelve energía desde una superficie. La refracción curva un trayecto al cambiar las propiedades del medio. La difracción permite que parte de la energía alcance zonas geométricamente ocultas tras un borde. La dispersión redistribuye energía en múltiples direcciones.
Estos mecanismos pueden coexistir en un mismo enlace.
Ionosfera y propagación HF
Qué es la ionosfera
La ionosfera es una región de la atmósfera superior donde la radiación solar produce suficientes electrones e iones libres como para modificar la propagación de las ondas de radio. No es un espejo sólido: la señal cambia progresivamente de dirección por refracción dentro de regiones ionizadas.
La densidad electrónica cambia con altura, hora, estación, latitud, ciclo solar y perturbaciones geomagnéticas.
Regiones D, E, F1 y F2
La región D aparece principalmente de día y produce absorción importante en HF baja. La región E puede devolver determinadas señales y albergar episodios de esporádica E. Durante el día la región F puede distinguirse en F1 y F2; F2 es especialmente importante para DX en HF. Por la noche suele hablarse de una región F combinada.
Frecuencia crítica
La frecuencia crítica es, simplificando, la frecuencia máxima que una región ionosférica puede devolver cuando la señal llega prácticamente en incidencia vertical. Por encima de ella, una señal vertical tiende a atravesar esa región.
No debe confundirse con la MUF, que se refiere a un trayecto oblicuo concreto.
MUF y FOT
La MUF o máxima frecuencia utilizable es la frecuencia más alta que puede soportar un trayecto ionosférico concreto entre dos puntos en unas condiciones determinadas. Depende de distancia, ángulo, altura efectiva y densidad electrónica.
La FOT o frecuencia óptima de trabajo es una frecuencia elegida con margen por debajo de la MUF para mejorar la fiabilidad frente a pequeñas variaciones de la ionosfera.
Idea clave: frecuencia crítica, MUF y FOT no son tres nombres para lo mismo.
Ángulo de radiación, salto y zona de silencio
El ángulo de radiación es el ángulo con el que sale energía útil respecto del horizonte. Para una misma región ionosférica, un ángulo bajo suele favorecer saltos más largos y uno alto distancias más cortas.
La distancia de salto es la distancia desde el transmisor hasta la primera zona donde regresa una señal ionosférica determinada. Entre el alcance de onda de superficie y ese primer retorno puede existir una zona de silencio.
La altura y el diagrama vertical de la antena influyen en estos ángulos; véase Antenas y líneas.
NVIS
NVIS significa Near Vertical Incidence Skywave. Utiliza ángulos de radiación altos para cubrir distancias regionales mediante la ionosfera. Requiere una frecuencia suficientemente baja para ser devuelta cerca de la incidencia vertical y una antena con radiación importante hacia arriba.
Es conceptualmente lo contrario del DX ionosférico de ángulo bajo.
Fading y multitrayecto
El fading o desvanecimiento es una variación del nivel recibido con el tiempo. Puede aparecer porque cambie el medio de propagación o porque lleguen varias copias de la señal por caminos diferentes.
En multitrayecto, esas copias pueden sumarse o cancelarse según su fase. Si distintas frecuencias de una misma señal sufren efectos diferentes aparece desvanecimiento selectivo.
Ruido y comportamiento por bandas
Ruido atmosférico, galáctico y térmico
El ruido atmosférico procede principalmente de descargas eléctricas y es importante en frecuencias bajas y HF baja. El ruido galáctico procede de fuentes naturales del espacio y puede ser importante en VHF baja. El ruido térmico es generado por cualquier sistema físico a temperatura finita.
Según la banda, puede dominar el ruido externo o el ruido propio del receptor. La figura de ruido es especialmente relevante cuando el ruido del propio receptor deja de ser despreciable.
Comportamiento general de LF, MF y HF
En LF y MF la onda de superficie tiene gran importancia y la conductividad del suelo afecta mucho al alcance. En HF baja, la absorción diurna de la región D puede ser decisiva; por la noche esa absorción disminuye. En HF alta, la posibilidad de un trayecto depende mucho de que la MUF sea suficientemente elevada.
Estas son tendencias generales, no reglas absolutas: la propagación real cambia con estación, hora, latitud y actividad solar.
50 MHz, VHF y UHF
50 MHz es una banda de transición: puede comportarse como VHF terrestre, pero también aprovechar esporádica E, meteor scatter, aurora y, en condiciones solares favorables, propagación ionosférica.
En VHF y UHF predominan visión directa, refracción troposférica, difracción y dispersión. La altura de antena, el despeje del trayecto y la zona de Fresnel suelen ser determinantes.
Troposfera, horizonte y Fresnel
Horizonte radioeléctrico
La curvatura de la Tierra limita la visibilidad entre antenas. La atmósfera estándar refracta ligeramente las ondas y hace que el horizonte radioeléctrico sea algo mayor que el puramente geométrico.
Aproximación: d(km)≈4,12(√h1+√h2), con alturas en metros.
Ejemplo: dos antenas a 25 m dan aproximadamente 41,2 km.
El cálculo se explica en Fórmulas y cálculos.
Refracción troposférica, inversión y ducting
La refracción en la troposfera depende de gradientes de temperatura, presión y humedad. Una inversión de temperatura puede producir superrefracción. Si el gradiente es suficientemente intenso, parte de la energía puede quedar confinada en un conducto troposférico o duct.
Esto puede permitir enlaces VHF/UHF muy superiores al alcance habitual, pero es un fenómeno variable y no convierte un trayecto excepcional en permanente.
Difracción y zona de Fresnel
La difracción permite que parte de la energía alcance zonas situadas tras un obstáculo. Pero un enlace no necesita solo “ver” ópticamente la otra antena: alrededor de la línea directa existe una región tridimensional llamada zona de Fresnel.
Si un obstáculo invade demasiado la primera zona de Fresnel, las distintas contribuciones pueden llegar con fases que aumenten la pérdida aunque siga existiendo visibilidad óptica.
Mecanismos especiales y satélites
Esporádica E
La esporádica E aparece cuando se forman regiones localizadas de fuerte ionización en la capa E. Pueden devolver frecuencias mucho mayores que la propagación E ordinaria y producir aperturas intensas, especialmente en 50 MHz y ocasionalmente más arriba.
En el contexto HAREC, la expresión “reflexión esporádica” se refiere a este fenómeno.
Meteor scatter, aurora y EME
En meteor scatter, las trazas ionizadas de meteoros dispersan señales durante intervalos breves. En aurora, el plasma ionizado puede dispersar VHF con gran ensanchamiento Doppler. En EME o Earth-Moon-Earth, la Luna actúa como reflector pasivo y las enormes pérdidas obligan a utilizar gran ganancia y receptores muy sensibles.
Satélites y efecto Doppler
Un satélite de órbita baja cambia rápidamente su velocidad radial respecto de una estación terrestre. El efecto Doppler hace que la frecuencia recibida aumente cuando el satélite se aproxima y disminuya cuando se aleja. El desplazamiento absoluto es mayor cuanto mayor sea la frecuencia de trabajo.
Actividad solar y presupuesto de enlace
Actividad solar y ciclo solar
La radiación solar ionizante controla en gran medida la densidad electrónica de la ionosfera. Cerca del máximo del ciclo solar, que dura aproximadamente once años, las MUF altas son más frecuentes y las bandas HF superiores pueden abrir con mayor facilidad.
Sin embargo, una perturbación solar también puede aumentar la absorción en D o alterar F2. Por eso “más actividad solar” no significa automáticamente “mejor propagación”.
Presupuesto de enlace
Un presupuesto de enlace reúne todas las ganancias y pérdidas desde el transmisor hasta el receptor. Permite estimar la potencia recibida y compararla con el nivel necesario para alcanzar una SNR determinada.
En dB puede escribirse de forma conceptual: potencia recibida = potencia transmitida + ganancias de antena − pérdidas de líneas − pérdida de propagación.
Ejemplo: si después de sumar ganancias y restar pérdidas obtenemos −90 dBm y el receptor necesita −105 dBm para la calidad deseada, existe un margen ideal de 15 dB.
Glosario de propagación
| Término | Significado | Relacionado |
|---|---|---|
| FSPL | Pérdida geométrica ideal en espacio libre | Ver apartado |
| MUF | Máxima frecuencia utilizable para un trayecto | MUF/FOT |
| FOT | Frecuencia de trabajo con margen bajo la MUF | MUF/FOT |
| NVIS | Propagación ionosférica de incidencia casi vertical | NVIS |
| Fading | Variación temporal del nivel recibido | Fading |
| Fresnel | Volumen alrededor del trayecto directo relevante para interferencia | Fresnel |
| Ducting | Propagación guiada por gradientes troposféricos intensos | Ducting |
| Doppler | Cambio aparente de frecuencia por movimiento relativo | Satélites |
| SNR | Relación señal/ruido | SNR |
Método de razonamiento
- Identificad la frecuencia y banda.
- Estimad distancia y geometría.
- Elegid el mecanismo probable: superficie, ionosfera, troposfera, visión directa o especial.
- En HF, razonad absorción D, MUF y ángulo.
- En VHF/UHF, razonad horizonte, altura, obstáculos y Fresnel.
- Considerad hora, estación, actividad solar, ruido y posibles mecanismos especiales.
- Finalmente estimad ganancias, pérdidas y SNR.
Relacionad este capítulo con Antenas y líneas de transmisión y Fórmulas y cálculos.
Fuentes y material de contraste
- Programa oficial del examen — BOE.
- CEPT T/R 61-02 — HAREC.
- UIT — Handbook on Amateur and amateur-satellite services.
Prohibida la reproducción sin autorización expresa de Javier García, EA2EWL.