RX-TX_1

IONOSFERA

Capa de la atmósfera terrestre que se extiende entre los 80 y los 500 km de altitud.Su existencia se debe principalmente a la radiación ultravioleta del sol.

EFECTO DE LA IONOSFERA

La ionósfera no es un medio estratificado, sino que presenta variaciones continuas de la densidad de ionización en función de la altura y su comportamiento varia durante el día como en la noche.

PROPAGACION EN UN MEDIO IONIZADO

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, con la permitividad eléctrica y la permeabilidad
magnética del vacío, que contiene electrones libres

CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

Un plasma sometido a un campo magnético constante posee características anisótropas, de forma que la constante
dieléctrica no es un escalar sino un tensor.
El efecto más notable es que la constante de propagación es función de la polarización de la
onda. En concreto la constante de propagación es distinta para una onda polarizada circularmente a
derechas o a izquierdas

ROTACION DE FARADAY

Para
frecuencias superiores a 10 GHz la rotación de Faraday es totalmente despreciable (inferior a 1º) sin embargo, en las bandas de VHF y UHF puede tener valores
considerables que son impredecibles. Es por este motivo que en

estas bandas es necesario el empleo de polarización circular en las

comunicaciones tierra - satélite, ya que el empleo de polarización

lineal tendría asociadas pérdidas por desacoplo fluctuantes,

impredecibles y con valores potencialmente elevados.

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.

COMUNICACIONES IONOSFÉRICAS

Para establecer una comunicación ionosférica es necesario conocer la frecuencia de resonancia
y la altura virtual a la que se produce la reflexión.

La existencia de la ionosfera permite las comunicaciones a grandes distancias. El efecto de la ionosfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias.

A frecuencias bajas y muy bajas (bandas de LF y VLF) la ionosfera supone un cambio brusco en términos de l del índice de refracción atmosférico. Esta variación abrupta produce una reflexión de la onda incidente en
la parte baja de la ionosfera.
Se puede considerar que la superficie de la tierra y la parte baja de la ionosfera forman una guía
de ondas que favorece la propagación a grandes distancias en estas bandas de frecuencias (típicamente
entre los 5.000 y 20.000 km). Dado que la onda no llega a penetrar en la ionosfera, este modo de
propagación es relativamente insensible a las variaciones de la ionosfera.

A frecuencias más elevadas (MF y superiores) la onda penetra en la ionosfera. 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. A medida que la densidad de ionización aumenta, el
índice de refracción disminuye, produciéndose la refracción de la onda, o curvatura de la trayectoria,
de forma análoga a la refracción atmosférica. Bajo ciertas condiciones la curvatura es tal que la onda
regresa a la tierra.
La condición para que la onda regrese a la tierra es que para cierta altura se cumpla, según la
ley de Snell.

PROPAGACIO

En entornos de propagación complejos en los que existe una superposición de varios efectos. 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 el caso de ser destructiva se producirá un fuerte desvanecimiento en la señal recibida.

El Modelo Okumuna-Hata

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.De acuerdo
con este modelo las pérdidas de propagación L definidas como se pueden calcular para distancias R>1km como
Zona urbana densa L = A + B log R - E (dB)
Zona urbana de baja densidad L = A + B log R - C (dB)

Zona rural L = A + B log R - D (dB)

Donde R es la distancia en km y los parámetros A, B, C, D y E dependen de la altura de la

antena de la estación base (hb), la altura de la antena del terminal (hm) ambas expresadas en metros, y la frecuencia (f) expresada en MHz. El modelo es válido con las siguientes restricciones:
150 MHz ≤ f ≤ 1.500 MHz,
30 m ≤ hb ≤ 200 m, y
1m ≤ ht ≤ 10 m. El modelo Okumura-Hata predice una disminución del valor medio de la potencia recibida en
función de la distancia

Caracterización estadística de las pérdidas de propagación

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. Dado que estas variaciones dependen de múltiples factores independientes,la resultante es una variación aleatoria de distribución gaussiana.

Para un entorno urbano denso podemos estimar la variación estandar de las fluctuaciones
de las pérdidas debidas a la variabilidad del entorno como
s = 0,65(log 915)2 - 1,3 log 915 + 5,2 = 6,85 dB
Mediante el empleo de la función error es fácil comprobar que la atenuación no superada
el 90% viene dada por L50 + 1,25*s. Si consideramos que la ganancia de la antena en el
terminal es de 0 dB, obtenemos que la potencia recibida el 90% es superior a
PL (90%) = 13 dBW + 17dB - (144,6 + 1,25*6,85)dB + 0dB = -123,2 dBW = -93,2 dBm
Si se desea el valor superado el 99% del tiempo, tenemos que la atenuación no superada
el 99% del tiempo viene dada por L50 + 2,37*s y PL (99%) = -101 dBm

Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad

En una situación real de comunicaciones móviles el campo
incidente en la antena receptora es el resultado de la
superposición de múltiples contribuciones: campos reflejados en
edificios, campos difractados en las aristas o bordes de los
edificios, componentes reflejadadas en el suelo, y componentes
provenientes de múltiples reflexiones.

Desvanecimiento rápido: son los ocasionados por la propagación multicamino en donde el transmisor no sabe exacamente la posición del receptor

Diversidad: En un sistema de diversidad en espacio
significa que la distancia d entre antenas receptoras debe ser tal que exista independencia estadística
entre el campo incidente en cada
una de las antenas. La independencia
estadística se caracteriza
por la correlación.