Dado que la comunicación de radio es transportada por ondas electromagnéticas viajando a través de la atmósfera terrestre, es conveniente saber algo sobre las características de las ondas y la forma en la cual su comportamiento es influenciado por las condiciones durante su viaje desde el transmisor hasta el receptor. Mientras que el conocimiento de la propagación no es del todo escencial para aquel que desea instalar una antena efectiva, unos cuantos detalles deben de ser comprendidos antes que los principios de diseño de antenas sea correctamente aplicados. Aunque una antena radía la potencia aplicada con un alto grado de eficiencia, si esa potencia no viaja al punto receptor deseado pero va a algún otro lugar, la antena está fallando.

Características de Onda

Una onda de radio es una combinación de campos eléctricos y magnéticos, con la energía dividida entre los dos. Si las ondas pudieran originarse en un punto en el espacio libre, lo cual ocurre, y para efectos prácticos, en las extenciones interplanetarias e interestelares del universo, ellas se extenderian en esferas con fuentes como centro. La velocidad a la cual las esferas se expanden sería a la misma velocidad de la luz, ya que la luz es también una onda electromagnética. En el espacio libre, esta velocidad es 300,000,000 metros por segundo. La trayectoria de un rayo desde la fuente a cualquier punto de la superficie esférica es siempre una línea recta (el radio de la esfera).

Es obvio que en un tiempo relativamente corto una esfera creciendo hacia afuera desde el centro sería largo sin duda. Un observador en dicha superficie esférica debería concluír, si el pudierá "ver" la onda en su vecindad, que no pareciera ser esférica del todo, pero en vez de esto parecería como una superficie plana --- justamente como la tierra es vista plana por los seres humanos en vez de esférica. Una onda que está lo suficientemente retirada de la fuente para parecer plana es llamada una onda plana. Las ondas de radio con las que tratamos en comunicaciones siempre alcanzan esta condición, al menos después que han viajado una distancia corta de la antena transmisora.

Una representación típica de las líneas de fuerza eléctrica y magnética en una onda plana es mostrada en la figura 2-1. La naturaleza de la propagación de la onda es tal que las líneas eléctricas y magnéticas son mutuamente perpendiculares, como es mostrado en el dibujo. El plano que contiene el juego de líneas cruzadas representa el frente de la onda (wave front). La dirección de viaje de la onda es siempre perpendicular al frente de la onda, pero la dirección es hacia adelante o hacia atrás y es determinada por la dirección relativa de las fuerzas eléctrica y magnética.

Fig. 2-1 Representación de los campos magnético y eléctrico de una onda plana polarizada verticalmente viajando a lo largo de la tierra. Las flechas indican la dirección instantánea de los campos para una onda viajando perpendicularmente hacia el lector.

Si la onda esta viajando a travez de cualquier medio que el espacio libre su velocidad no es 300,000,000 metros por segundo pero es un poco menor. El que tanto menor depende de la sustancia o medio a travez de la cual la onda está viajando. Sí el medio es aire en lugar del espacio vacio, la reducción en la velocidad es tan pequeña que puede ser despreciada en la mayoría de los cálculos. En materiales sólidos aislantes la velocidad es en general mucho menor; por ejemplo, en agua destilada (la cual es un buen aislante) las ondas viajan solamente a un noveno de la velocidad en el espacio. En buenos conductores como los metales la velocidad es tan baja como los campos opuestos (los cuales son producidos por corrientes inducidas en el conductor por la misma onda) ocupan practicamente el mismo espacio como la onda original y esto casi siempre la cancela. Esta es la razón por la cual el efecto pelicular (effect skin) en los conductores a altas frecuencias y también la razón por la cual cajas metálicas delgadas forman buenos protectores (shields) para circuitos eléctricos en radiofrecuencia.

Fase y longitud de onda

Debido a que la velocidad a la cual las ondas de radio viajan es alta, caemos en el hábito de ignorar el tiempo que transcurre entre el instante en el que la onda deja la antena trasmisora y el instante al cual la onda llega a la antena receptora. Es verdad que toma solamente un séptimo de segundo viajar alrededor de la tierra, pero existen otros factores que hacen el factor de tiempo extremadamente importante.

La onda es producida por el flujo de una corriente alterna en un coductor (usualmente una antena) la cual produce campos eléctricos y magnéticos. La corriente alterna usada para trabajar en radio puede tener cualquier frecuencia desde unos cientos de miles hasta billones de ciclos por segundo. Supongamos una frecuencia de 30 Mhz, esto es 30,000,000 de ciclos por segundo. Uno de estos ciclos es completado en 1/30,000,00 de segundo, y dado a que la onda está viajando a una velocidad de 300,000,000 metros por segundo, se habra movido solamente 10 metros durante el tiempo en el cual la corriente ha recorrido un ciclo completo. Dicho de otra manera, el campo electromagnético a diez metros de distancia de la antena es causado por la corriente que estuvo fluyendo en la antena un ciclo anterior en el tiempo; el campo a 20 metros es causado por la corriente que ha estado fluyendo dos ciclos anteriores, y así sucesivamente.

Ahora si cada ciclo de corriente es simplemente una repetición de ciclo que le precede, la corriente al instante correspondiente en cada ciclo será idéntico, y el campo causado por esas corrientes idénticas también serán iguales. Como los campos de mueven hacia fuera estos se vuelven más delgados en superficies largas, por lo que la amplitud decrece con la distancia de la antena. Pero estos no pierden su identidad con respecto al instante del ciclo al cual fué generado. Esto es, la fase del movimiento aparente de la superficie permanece constante. Este continua, y entonces a intervalos de 10 metros medidos desde la antena la fase de las ondas en cualquier instante dado es idéntica.

Con este hecho tenemos la manera para hacer dos definiciones; onda frontal (wave front) y longitud de onda. La onda frontal es simplemente una superficie en cada parte en la cual la onda está en la misma fase. La longitud de onda es la distancia entre dos ondas frontales teniendo fase idéntica en cualquier instante dado. En el ejemplo, la longitud es 10 metros porque la distancia entre dos ondas frontales teniendo la misma fase es de 10 metros. Esta distancia, por cierto, siempre debe ser medida perpendicularmente a la onda frontal ; en otras palabras, a lo largo de la misma línea que representa la dirección en la cual la onda está viajando. Mediciones hechas en cualquier otra dirección podrían generar conclusiones erróneas. Expresada en una fórmula, la longitud de onda es:

donde:

l = longitud de onda
v = velocidad de la onda
f = frecuencia

En la fig 2-2, los punta A, B y C están todos en la misma fase porque estos corresponden a instantes en cada ciclo. Esta es una ilustración convencional de una onda senoidal de corriente alterna con tiempo progresivo a la derecha. También representa un punto de la distribución de intensidad de los campos viajando, si la distancia es substituida por tiempo en el eje horizontal. En este caso la distancia entre A y B o entre B y C representan una longitud de onda. Esto muestra que la distribución de intensidad de campo sigue la curva senoidal, la amplitud y polaridad, corresponden exactamente a las variaciones de tiempo en corriente que producen los campos. Debe recordarse que es una foto instantánea; donde la onda actual viaja al igual que una ola de agua.

Fig 2-2 La amplitud instantánea de ambos campos (eléctrico y magnético) varian senoidalmente con el tiempo como se muestra en la figura. Dado que los campos viajan a velocidad constante, la gráfica también representa la distribución instantánea de la intensidad de campo a lo largo de la trayectoria de la onda. La distancia entre dos puntos iguales en fase, como A-B y B-C, es la longitud de onda.

Intensidad de Campo

La fuerza de una onda es medida en términos de voltaje entre dos puntos de una línea de fuerza eléctrica en el plano de la onda frontal. La unidad de longitud es el metro, y dado que el voltaje en una onda es usualmete bajo, la medición es hecha en microvolts por metro. El voltaje medido sigue las variaciones de tiempo tal como la corriente original que causó la onda, y por tal es medida como cualquier otro voltaje de corriente alterna, esto es, en términos de valor efectivo, o algunas veces, el valor pico.

Hay unas pocas, si las hay, ocasiones en el trabajo del aficionado donde la medición de la intensidad de campo es necesaria. Esto por fortuna, ya que el equipo necesario es elaborado. Es comparativamente sencillo, sin embargo, hacer mediciones de intensidad de campo relativo, y esto determina en cualquier forma que el ajuste en un sistema de antena ha resultado mejorado o no.

Polarización

Una onda tal como la mostrada en la figura 2-1 se dijo que está polarizada en dirección de las líneas de fuerza eléctricas. En el dibujo la polarización es vertical porque las líneas eléctricas son perpendiculares a la tierra. Una onda "con su pié en la tierra" como es mostrada en la figura 2-1 es, en realidad, polarizada verticalmente. Esto es porque la tierra actúa en vez de un buen conductor, particularmente en frecuencias inferiores a 10 Mhz, y esto es una de las leyes de la acción electromagnética que las líneas eléctricas tocando la superficie de un conductor deben hacerlo perpendicularmente. Sobre un terreno semiconductivo hay quizá una inclinación (tilt) de la onda frontal; esta inclinación en las líneas eléctricas es tan grande como aumenten las pérdidas de energía en el terreno.

Las ondas que viajan en contacto con la superficie de la tierra son poco útiles en la comunicación porque conforme la frecuencia alcanza la distancia en la cual la onda de tierra viaja sin pérdida de enregía o atenuación. La onda de tierra es más útil a bajas frecuencias y en las bandas de radiodifusión estandar. A altas frecuencias la onda alcanza la antena receptora y no ha tenido mucho contacto con la tierra y su polarización no es necesariamente vertical. Si las líneas eléctricas de fuerza son horizontales, se dice que la onda esta polarizada horizontalmente. Sin embargo, la polarización puede ser algo intermedio entre horizontal y vertical. En muchos casos, la polarización no esta fija pero rota continuamente. Cuando esto sucede, se dice que la onda está polarizada elipticamente.

Atenuación

En el espacio libre la intensidad de campo de una onda, decrece directamente con la distancia desde la fuente. Esto es, si la intensidad de campo a 1 Km de la fuente tiene un valor de 100 microvolt por metro, la intensidad a 2 Km será 50 microvolt por metro, y a 100 Km será de 1 microvolt por metro, y así sucesivamente. El decremento de la intensidad de campo es causado por el hecho de que la energía de la onda tiene que dispersarse a lo largo de las esféras conforme la distancia de la fuente se incrementa.

En la comunicación por radio la atenuación de la onda puede ser más grande que lo que indica la ley de distancia-inversa. Por una parte, la onda no está viajando en el espacio libre. Por otra, la antena receptora rara vez está situada en un lugar libre y en línea de vista entre la antena receptora y trasmisora. Dado que la tierra es esférica y las ondas no pueden penetrar su superficie hasta un punto considerable, la comunicación tiene que ser de tal manera que doble la onda alrededor de la curvatura de la tierra. Este medio existe, pero usualmente involucra pérdida de energía que incrementa la atenuación de la onda con la distancia.

Reflexión, refracción y difracción

Se ha mencionado que las ondas de radio y la luz son del mismo tipo de onda; la única diferencia es la longitud de onda. Todos estamos familiarizados con la reflexión de la luz; las ondas de radio son reflejadas en la misma forma. Frecuentemente, sin embargo, la superfice de reflexión es pequeña (en términos de longitud de onda) comparada con la superficie en la cual las ondas de luz son reflejadas. Un objeto del tamaño de un automóvil, por ejemplo, no reflejará mucha energía en una onda de 80 metros. Por otro lado, este será un buen reflector de una onda de 2 metros en longitud. El espesor de un objeto tiene alguna importancia porque las ondas penetran hasta cierto punto dependiendo de sus características. En un material de una conductividad dada, por ejemplo, ondas largas penetrarán más rápido que las cortas por lo que se requiere de mayor espesor para una buena reflexión. Un metal delgado es un buen reflector aún en longitudes de onda un poco grandes, pero en conductores pobres como la tierra, la cual cumple con el requerimiento de tener una gran superficie, las ondas de longitud larga pueden penetrar hasta un metro o más.

La reflexión siempre tiene lugar en cualquier superficie que represente un cambio en la constante dieléctrica o del medio en la cual la onda se esté moviendo. Cuando es visto de cierto ángulo, es practicamente imposible ver a travez de un espejo porque la luz es reflejada.

Otro fenómeno que es bastante familiar en óptica es la refracción, o el doblez que tiene lugar cuando la onda entra (en ángulo) a un medio que tiene diferente constante dieléctrica. Este doblez es causado por el hecho de que la onda viaja a diferente velocidad cuando se cambia de constante dieléctrica. La parte de la onda en un medio nuevo es primeramente desacelerada o acelerada (dependiendo de la constante dieléctrica relativa) . El efecto es el cambio de dirección en el cual la onda se mueva. El ejemplo clásico en óptica es el lápiz que está parcialmente dentro de un vaso de agua.

En trasmisiones de radio es frecuentemente el caso en el que el límite entre dos areas tienen diferente constante dieléctrica; la constante dieléctrica simplemente cambia gradualmente a lo largo de la distancia de la trayectoria de la onda. Esto causa un doblamiento de la onda en forma también gradual, y la trayectoria de la onda viene a ser curva.

El fenómeno óptico menos familiar es la difracción. Un exámen profundo demuestra que la luz se dobla en la orilla de un objeto en algún punto, dependiendo del grosor de la orilla. Este efecto viene a ser mayor conforme la longitud de onda se incrementa, y puede ser de importancia en radiofrecuencia. Por ejemplo, en ondas viajando en línea recta uno esperaría que una señal no se escuchara detrás de una montaña, pero el doblez causado por la difracción produce una señal en el "area obscura" .

En radiofrecuencia la señal difractada es débil comparada con el rayo directo, y frecuentemente es enmascarada por señales fuertes que alcanzan el mismo punto por otros medios como reflexión o refraccion en la atmósfera.

La reflexión y refracción tienen lugar en varias partes de la atmósfera, y el mecanismo por el cual ocurre es variado.

La resultante es que las ondas de radios son "esparcidas" al igual como la luz lo es en la atmósfera.

Onda de Tierra

Las ondas viajan cercanas a la tierra en diferentes formas, algunas de las cuales estan relativamente en poco contacto con la tierra. La selección de la nomenclatura apropiada viene a ser algo confuso, pero más o menos por acuerdo común el término onda de tierra (ground wave) es aplicado a ondas que están cerca de la tierra y no alcanzan el punto del receptor por reflexión o refracción de la más alta región de la atmósfera conocida como ionósfera. Las ondas de tierra por lo tanto pueden ser una onda viajando en contacto con la tierra como la onda de la figura 2-1, o puede ser una onda que va directamente de la antena transmisora a la antena receptora cuando las dos antenas están lo suficientemente altas de tal manera que puedan verse la una a la otra. También puede ser una onda que es refractada o reflejada en la atmósfera cerca de la tierra (Tropósfera).

Onda de superficie

Una onda que viaja en contacto con la superficie terrestre es llamada onda de superficie. Es del tipo de onda que provee recepción a cientos de kilómetros o más en la banda de radiodifusión estandar durante el día. La atenuación de este tipo de onda es más bién alta, por lo que la intensidad decrece rapidamente con la distancia. La atenuación se incrementa rapidamente con la frecuencia, como el resultado de la onda de superficie es de poco valor en la comunicación de radioaficionados con la excepción de distancias de hasta 80 Kms en la banda de 3.5 Mhz. Como se explico anteriormente, la onda de superficie debe estar polarizada verticalmente. Las antenas transmisoras y receptoras por consiguiente deben generar y recibir ondas polarizadas verticalmente, si la onda de superficie va ha ser utilizada adecuadamente. En términos generales significa que ambas antenas deben estar verticales.

La onda de espacio (space wave)

Las condiciones que existen cuando las antenas transmisora y receptora están en línea de vista como se muestra en la figura 2-3. Un rayo viaja directamente y consecuentemente es atenuada a igual que una onda en el espacio libre. Sin embargo , la antena transmisora también toca la tierra entre las dos antenas, y el rayo con el ángulo adecuado también alcanza la antena receptora (el ángulo de incidencia viene a ser igual al ángulo de reflexión como en óptica) combinandose con el rayo directo para producir la señal actual en la antena receptora. En el caso cuando la comunicación es entre dos estaciones terrenas, el ángulo al cual el rayo es reflejado por la tierra es muy bajo. Esto es, el rayo apenas roza la tierra. Esto produce una inversión de fase en la onda, por lo que si la distancia que recorre el rayo directo es igual a la distancia que recorre el rayo reflejado, y los dos rayos llegan fuera de fase se cancelarán el uno al otro. Actualmente el rayo reflejado tiene que viajar un poco más rápido, y la diferencia en fase entre los dos rayos depende de la longitud de la trayectoria medida en términos de longitud de onda. Si la diferencia en longitud es de 3 metros, por ejemplo, la diferencia en fase por esta causa será de 3 grados si la onda es de 360 metros de largo. Este es un corrimiento en fase despreciable comparado con los 180 grados producidos por la reflexión, por lo que la intensidad de la señal será pequeña. Por otro lado, si la longitud es de 6 metros el corrimiento en fase causado por la misma diferencia en la longitud de la trayectoria será de 180 grados, lo que será suficiente para estar 180 grados fuera de fase causados por la reflexión, por lo que los dos rayos se sumarán en la antena. En pocas palabras, la onda de espacio es un factor despreciable en las comunicaciones en frecuencias bajas. Pero conforme la frecuencia aumente (reducción en la longitud de onda) la onda de espacio viene a ser importante. Esto es un factor importante en VHF y UHF.

                            
Figura 2-3 El rayo viajando directamente desde el transmisor a la antena receptora se combina con el rayo reflejado por la tierra.

La onda de espacio representada en la figura 2-3, es un esquema simplificado, hay complicaciones prácticas que la modifican. Hay pérdida de energía cuando la señal es reflejada en la tierra, por lo que la señal reflejada no llega con la misma intensidad a la antena receptora que la señal que viaja en línea recta. Debido a que las pérdidas de fase de la señal reflejada no es exactamente 180 grados. Por estas dos razones las dos señales nunca se cancelarán completamente en la antena receptora. También, en frecuencias en la región de UHF es posible formar un as, parecido a un as de luz. Ese as concentra la energía en u rayo directo y reduce la cantidad que toca la tierra, particularmente cuando ambas antenas se encuentran a grandes elevaciones. Por lo que el efecto del refejo de tierra resulta despreciable.

Hablando estrictamente, la descripción anterior aplica solamente a ondas polarizadas horizontalmente y un terreno perfectamente conductivo. Practicamente, la polarización no hace mucha diferencia porque la tierra no es un conductor o un dieléctrico perfecto. La resultante es que a frecuencias bajas, digamos, 20 Mhz, la onda de espacio no es trascendente. Pero en VHF es posible trasmitir a el horizonte por medio de la onda espacial (space wave).

Propagación en línea de vista

figura 2-4 La máxima distancia de línea de vista entre las dos antenas elevadas, es igual a la suma de sus distancias en el horizonte como se muestra en la figura. Donde H es la altura de la antena como se muestra en la figura 2-4. La fórmula asume que la tierra está perfectamente pareja sobre el horizonte; por supuesto, cualquier obstrucción de una elevación en la trayectoria dada debe ser tomada en consideración. El punto al que el horizonte es asumido a estar sobre la tierra. Si la antena receptora está también elevada, la máxima línea de vista estre las dos antenas es igual a D + D1; esto es, la suma de la distancia sobre el horizonte entre antenas. Las distancias están dadas en la gráfica de la firura 2-5. Dos estaciones sobre un terreno plano, una teniendo una antena sobre una torre de 60 pies de altura y la otra teniendo una antena soportada en el aire a 40 pies de altura, pudierán estar separadas a 20 millas sobre la linea de vista de comunicación.

figura 2-5 Distancia a el horizonte desde una altura dada. La línea sólida indica el efecto de la refraccón atmósferica. La línea punteada muesra la línea de vista óptica.
 
 

En suma, la refracción o doblez "normal", las ondas son tanbién difractadas alrededor de la curvatura de la tierra, por lo que la distancia actual que puede ser cubierta excede la distancia de la línea de vista. Sin embargo , la cantidad de difracción en VHF y UHF, donde la onda aerea (space wave) es de vital importancia, es más bién pequeña y la intensidad de la señal decrece rapidamente en una distancia muy corta más allá de la "sombra" de la tierra.

figura 2-6 Las condiciones de propagación son generalmente mejores cuando la antena esta localizada ligeramente abajo de la cima de la montaña en dirección hacia la estacion distante. La comunicación es pobre cuando existen barrancos cercanos a la antena en la dirección de la comunicación. Partiendo de que la onda espacial va escencialmente en línea recta, desde el trasmisor hasta el receptor, la antena usada para radiar debe concentrar la energía a travez del horizonte. Esto es, la antena debe tener un ángulo de radiación bajo, porque la energía es radiada en ángulos sobre el horizonte y obviamente pasa sobre la antena receptora. Similarmente, la antena receptora deberá tener una mejor respuesta para las ondas que llegan horizontalmente.

En general, la polarización de la onda espacial permanece constante durante su viaje. Por lo que la antena receptora debe de ser diseñada para tener una máxima respuesta a la polarización a la que la antena trasmisora esté colocada. Las antenas en VHF son usualmente polarizadas en cualquiera de la polaridad que se desee (horizontalmente o verticalmente).

La razón principal para esta preferencia es la fuente principal de ruido en VHF --- que es generado por las chispas en el sistema de ignición de un automóvil --- es primordialmente polarizado verticalmente. Por esto las antenas polarizadas horizontalmente tienden a discriminar el ruido y por esto mejoran la relación señal a ruido.

En el presente, existe un especial interés el la polarización circular. La dirección de la rotación con este tipo de polarización depende del diseño de la antena, y pude ser en el sentido de las manecillas del reloj o contrarias a este. Esta particularidad pude ser usada como ventaja, porque la rotación de la onda reflejada en la tierra es contraria en reflexión. Por lo que una antena diseñada correctamente responderá principalmente al rayo directo y discriminará la del rayo refejado.

Propagacíon en la tropósfera.

Las condiciones climatológicas en la atmósfera a alturas de unos pocos de pies hasta una milla o dos a veces son responsables del doblez de las ondas hacia abajo. Esta refracción troposférica hace la comunicación posible sobre grandes distancias que las que pudieran ser cubiertas por una onda espacial ordinaria. El doblez de la onda se incrementa con la frecuencia, por lo que la comunicación troposférica mejora conforme la frecuencia aumenta. El doblez es intrascendente en frecuencias por debajo de los 28 Mhz, pero proporciona posibilidades interesantes de comunicacion en frecuencias de 50 Mhz hacia arriba.

La refracción en la tropósfera tiene lugar cuando las masas de aire se encuentran estratificadas en distintas regiones teniendo constantes dieléctricas diferentes. Sí el límite entre las dos masas de aire está perfectamente definido, la reflexión al igual que la refracción tienen lugar por las ondas que topan en el límite de la intersección de los ángulos.

La causa más común de refracción troposférica es la inversión por temperatura. Normalmente, la temperatura de las capas atmósfericas bajas decrecen a una constante de 3 grados fahrenheit por cada 1000 pies de altura. Cuando esta constante decrece por cualquier razón, se dice que existe una inversión de temperatura y la onda tiene lugar un doblez mayor de lo normal. Algunos de los tipos de inversión térmica son inversiones dinámicas, originadas cuando masas de aire caliente se desplazan sobre masas de aire frío; el descenso de inversión es causado por el movimiento de aire calentado por compresión; la inversión nocturna, ocasionada por el rápido enfriamiento de la superficie después de la puesta del sol; y la inversión por las capas de nubes, ocasionada por el calentamiento del aire sobre las nubes por la reflexión de los rayos solares sobre la superficie de las nubes. Transisiones abruptas en el contenido de vapor de agua de la atmósfera puede también producir refracción y reflexión a las ondas de VHF.

Debido a las condiciones atmosféricas que producen refracción troposférica rara vez es estable durante un período de tiempo, la intensidad de la señal recibida usualmente varía o se "desvanece" sobre un amplio rango. Las variaciones de horario o de estación son también observadas. Las mejores condiciones ocurren con frecuencia en el atardecer y justamente antes de la salida del sol, y las condiciones son pobres al medio día cuando las condiciones de la atmósfera son estables. La reflexión troposférica es generalmente buena al inicio del verano y al inicio del otoño y son más pronunciadas a lo largo de las costas.

La onda troposférica mantiene escencialmente la misma polarización a lo largo del viaje, por lo que las antenas trasmisora y receptora deben tener el mismo tipo de polarización. Partiendo que las ondas que entran en la región de refracción en cualquier otro ángulo de incidencia no son dobladas lo suficiente para ser útiles para comunicaciones, la antena trasmisora debe de ser diseñada para máxima radiación horizontal. La antena receptora al igual debe tener un bajo ángulo para que la señal recibida sea bién utilizada.

Ductos atmosféricos

En algunas partes del mundo, particularmente en el trópico y sobre grandes extenciones de agua, las inversiones térmicas están presentes continuamente a alturas del orden de unos cuantos cientos de pies (ft) o menos. El límite de la inversión usualmente está lo suficientemente definido por lo que las ondas que viajan horizontalmente están "atrapadas" por las capas refractoras de aire y continuamente rebotan hacia la tierra. La capa de aire y la tierra forman la parte alta y baja del "Ducto" en el cual las ondas son guiadas en la misma forma como lo haría un guia ondas metálico. Las ondas por lo tanto siguen la curvatura de la tierra por distancias (a veces cientos de Kms) más allá del horizonte.

Debido a que la altura de un ducto atmosférico es relativamente pequeña, solamente ondas de ciertas frecuencias son atrapadas. Si la capa refractora es solamente unos cuantos pies (ft) sobre la superficie la menor frecuencia utilizable puede ser de unos cuantos de Mhz, por lo que frecuencias ultra altas y super altas pueden ser usadas. Bajo ciertas condiciones, sin embargo, la altura y las características dieléctricas de la capa puden ser tales que las ondas en la región media de VHF sean trasmitidas. La línea de distinción, si la hay, entre en ducto y la propagación troposférica es dificil de distinguir en tal caso.

Una característica de la trasmisión por ducto es que las antenas, ambas receptora y trasmisora, deben de estar dentro del ducto para que la comunicación sea establecida. Sí el ducto se extiende sólo unos cuantos metros sobre la tierra y la antena trasmisora está sobre una torre o bién arriba del ducto, ninguna señal será escuchada en el punto receptor. Al igual que, una antena recepetora que está sobre el ducto no recojerá energía atrapada cerca de la tierra.

Los ductos atmosféricos son formados entre dos capas de aire teniendo características similares. Sí la capa inferior refracta la onda hacia arriba mientras que la capa superior la refracta hacia abajo, las ondas estarán atrapadas entre dos capas y nuevamente pueden viajar grandes distancias. En tal caso las antenas arriba o abajo del ducto serán ineficaces. Ductos de este tipo son observados en aeronaves, donde buenas señales serán recibidas con el avión a una altura correcta, pero la intensidad de la señal decrece rapidamnete a altitudes mayores o menores.

Lo que queda por aprender sobre los límites de la trasmisiones por ductos en las frecuencias de aficionados, es que parece que no hay diferencia significativa entre polarización vertical u horizontal. La comunicación vía ducto puede convertirse en una de las más importantes en VHF y UHF. Las bandas de aficionados en ese rango de frecuencias son más concurridas. A fecuencias menores de 30 Mhz practicamente toda la comunicación amateur excepto para trabajo "local" en distancias de algunos kilómetros son transportadas por medio de la onda de cielo (sky wave). Esto es una onda que ha dejado la antena trasmisora y viajará a travez del espacio libre si no fuera por el hecho de que bajo ciertas condiciones puede ser refractada o reflejada, en lo alto de la atmósfera, para alcanzar nuevamente la tierra a distancias que varían de 0 hasta 2500 millas del trasmisor. Por reflexiones sucesivas en la superficie de la tierra y en lo alto de la atmósfera, la comunicación puede ser establecida sobre la máxima distancia territorial posible.

La ionósfera

La región en la cual las ondas son rebotadas a la tierra es llamada ionósfera. Esta es una sección de la atmósfera alta en la cual la presión de aire es tan baja que los electrones y los iones pueden existir por periodos de tiempo largos sin juntarse lo suficiente para ser atraidos el uno con el otro para recombinarse y formar un átomo neutral. Una onda que entra a una región en la cual existen muchos electrones libres será afectada de la misma manera como si entrara a una región con diferente constante dieléctrica; esto es, su dirección de viaje será cambiada. El mecanismo es complicado, pero en un sentido general es el resultado de la interacción de fuerzas eléctricas donde el electrón libre es puesto en movimiento por el paso de la onda. En la ionósfera el movimiento de las ondas tienden a ser rebotadas hacia la tierra.

La luz ultraviolenta del sol es la causa pimaria de la ionización en la parte alta de la atmósfera. La cantidad de ionización no cambia uniformemente con la altura sobre la tierra, como pudiera esperarse a primera instancia. En vez de esto, se ha encontrado que hay capas de ionización relativamente densas con espesor vertical, a alturas bien definidas. La ionización no es uniforme dentro de la misma capa; es alta en el centro de la capa y se estrecha gradualmente hacia arriba y hacia abajo. La figura 2-7 es una gráfica representativa de la intensidad de la ionización con la altura sobre la tierra. Ambas la altura y la intensidad de ionización en una región dada varía con la hora del día, la estación del año, y el ciclo de manchas solares de 11 años. Esto es porque la cantidad de radiación ultravioleta recibida del sol en un punto dado depende de esos factores.
 
 

Características de las capas

Las capas ionizadas o regiones están designadas por letras. La más baja conocida, a una altura de 48 a 88 Kms, es llamada la región D. Debido a que esta es relativamente densa, parte de la atmósfera de átomos convertidos en iones por la luz solar se recombinan rapidamente, por lo que la cantidad de ionización depende directamenete de la luz solar. La ionización de la región D es máxima por las tardes y desaparece con la puesta del sol. Cuando los electrones en la región D son puestos en movimiento por una onda que pasa la colisón entre partículas es frecuente, por la alta densidad del aire, que una proporción substancial de la energía de la onda es convertida en calor. La probabilidad de colisiones depende de la distancia que un electrón pueda viajar bajo la influencia de la onda. Esta distancia depende de la frecuencia de la onda, porque durante un período largo (baja frecuencia) el electrón tiene tiempo de moverse rápido, antes de que la dirección del campo se invierta y lo regrese nuevamente, entonce lo hace en períodos cortos (altas frecuencias). Sí la frecuncia es lo suficientemente baja, las colisiones entre partículas serán tan frecuentes que practicamente toda la energía de la onda será absorbida en la región D. Esto sucede a frecuencias en la banda de aficionados de 3.5 a 4.0 Mhz en el período de máxima ionización de la región D, particularmente para ondas que entran a la capa con un ángulo vertical bajo y esto hace que viajen relativamente grandes distancias a travez de ella. En períodos de máximas manchas solares aún las ondas que entran a la capa directamente hacia arriba serán totalmente absorbidas, en este rango de frecuencia, alrededor del mediodía. La absorción es menor en la banda de 7 Mhz y casi nula en la banda de 14 Mhz y hacia arriba. La región D es relativamente ineficaz en regresar las ondas a la tierra, por lo que no juega un papel importante para comunicaciones a largas distancias. excepto para absorber energía. Esta es la razón principal por lo que la comunicación de aficionados a bajas frecuencias (3.5 a 7 MHz) es confinada a cortas distancias durante el día.

La capa más baja que permite comunicaciones a gran distancia tiene una altura media de aproximadamente 105 Kms y es llamada capa E. Esta es la región de alta densidad atmosférica y consecuentemente la ionización varia con la altura del sol. La ionización decrece rapidamente con la puesta del sol, cuando los iones y los electrones se recombinan por la ausencia de luz solar, y alcanza su mínimo a la media noche. Esta se incrementa rapidamente al salir el sol y alcanza su máximo por la tarde del tiempo local. Como en el caso de la región D, la capa E absorbe energía de las ondas de baja frecuencia durante el período de máxima ionización.

La segunda en importancia para comunicaciones es la capa F2. Esta es la capa más ionizada, y se encuentra a una altura del orden de 240 a 400 Kms, varía con la hora del día, la estación del año y el ciclo de manchas solares. A estas alturas la atmósfera es muy delgada, y por lo tanto los iones y los electrones son lentos para recombinarse. Debido a esto, la ionización no depende de la altura del sol; alcanza su máximo un poco después de la tarde del tiempo local. Esta continúa a un nivel más bién alto, pero decreciendo gradualmente a travez de la noche, alcanzando su mínimo justamente antes de la salida del sol, incrementandose rapidamente para alcanzar el nivel del día en una hora o dos.

Durante el día la capa F2 algunas veces se divide en dos, la más baja y ancha, ocurre a una altura de 193 Kms más o menos y es designada la capa F1. La capa F1 es, en general, de poca importancia en comunicaciones, excepto para proporcionar absorsión de energía para las ondas que viajan a travez de ella. Esta desaparece en la noche. Después del ocaso, también, la altura de la capa F2 decrece, la ionización máxima ocurre en la vecindad de los 280 Kms.

Refracción en la ionósfera.

El doblez de trayectoria de la onda en una capa ionizada depende de la cantidad de ionización y de la longitud de onda. A mayor ionización, aumenta el doblez a una frecuencia dada. O puesto de otra manera, a cierto grado de ionización el doblez aumentará conforme la frecuencia diminuye, o a medida que la longitud de onda aumenta.

figua 2-8 comportamiento de la ondas en la ionósfera. Las ondas que entran en la región ionizada a ángulos mayores que el ángulo crítico no son dobladas lo suficiente para regresar a la tierra. Las que entran con ángulo menor al crítico, alcanzan la tierra incrementandose la distancia conforme el ángulo se acerca a el horizonte-

La figura 2-8 muestra una condicion que es típica de la manera en que las ondas son dobladas en una sola capa. (cuando varias capas están involucradas, las trayectorias son naturalmente más complejas, dado que las capas tienen diferentes caracterísiticas). En este caso la capa es capaz de reflejar ondas que entran a ella a ángulos bajos. Sin embargo, conforme el ángulo con que el rayo entra a la capa es aumentado, un ángulo crítico es alcanzado en el cual el rayo es doblado para que sea regresado a la tierra. Rayos que entran a ángulos todavía mayores no son doblados lo suficiente y pasan a travez de la capa hacia el espacio libre. Dado que tales rayos son inservibles en comunicaciones, es obvio que la energía radiada a ángulos arriba del ángulo crítico son desperdiciados.

Podemos observar también que el punto en el cual los rayos alcanzan la tierra en su viaje de regreso de la ionósfera dependen del ángulo en el cual dejaron la antena trasmisora al punto en el que los rayos de retorno llegan.

Distancia del brinco

Cuando el ángulo crítico es menor a 90 grados la onda de mayor ángulo que puede ser regresado a la tierra regresará a una distancia apreciable del trasmisor. Para ciertas distancias, entonces dependiendo del ángulo crítico existe una región para el trasmisor donde la señal de onda espacial no será eschuchada. Esta región de silencio, se extiende desde el limite de la onda de tierra útil hasta el punto distante donde la señal es escuchada por primera vez, es llamada zona de brinco (skip zone), porque todas las señales brincan sobre ella. La zona de brinco es indicada en la figura 2-8.

La distancia de brinco; la distancia desde el trasmisor hasta el punto donde la señal de la onda espacial es escuchada por primer vez, depende de el ángulo crítico y de la altura de la capa. Al bajar el ángulo crítico más lejos se extenderá la distancia del brinco. Debido a que las altas frecuencias son, en general, menor dobladas que las bajas frecuencias, la distancia del brinco es mayor para las frecuencias altas. El ángulo crítico dado, aumentará conforme aumente la altura de la capa donde el doblez tenga lugar. Así para el mísmo ángulo crítico, la distancia de brinco para la capa F2 será mayor que para ondas regresadas por la capa E, porque la capa F2 está más alta.

Propagación de salto sencillo y múltiple

La figura 2-8 muestra dos de los modos por los cuales la señal puede alcanzar un punto de recepción distante. En uno de los casos, la onda es rebotada por la capa en un punto medio entre el trasmisor y el punto receptor B. La onda hace su viaje en un solo "salto". Sin embargo, esta no es la única posiblidad. El rayo que es reflejado en el punto medio entre el trasmisor y el punto A será reflejado por la tierra al llegar al punto A hacia la capa nuevamente. Una vez más es reflejado por la capa para retornar a la tierra nuevamente al punto B. Esta es una trasmisión de dos "saltos". Más de dos saltos pueden ser posibles.

La idea de propagación de larga distancia por medio de saltos múltiples mientras satisfaga la geometría simple, es una pregunta seria. Estos no explican todos los fenómenos observados en la práctica. Por eso, bajo ciertas condiciones se esperaría que fuese a una segunda zona de brinco. Hasta donde es conocido, tal cosa no ha sido obsevada, Por otra parte, se requiere que la capa sea capaz de reflejar la onda a lo largo de toda la trayectoria que puede ser extremadamente larga. En la práctica se ha encontrado que son las condiciones de la capa en los puntos de trasmisión y recepción los que determinan si es o no posible la comunicación.

Altura virtual y frecuencia crítica

Usando frecuencias lo suficientemente bajas para que la onda entre a la ionósfera a un ángulo máximo de 90 grados (ondas veticales desde la antena hacia la ionósfera) son regresadas a la tierra, haciendo posible medir la altura de la ionósfera. Esto es hecho midiendo el tiempo que tarda la onda en ir y venir. Conociendo el tiempo y la velocidad de propagación, la distancia puede ser rápidamente calculada. La distancia encontrada corresponde a la altura virtual. El método es ilustrado en la figura 2-9. Debido a que cierta cantidad de tiempo es requerido para que la onda haga el cambio de dirección, la altura virtual es un poco mayor que la altura actual, como lo muestra la figura.

Sí la frecuencia de trasmisión es incrementada gradualmente mientras la altura de la capa es medida, eventualmente un rango de frecuencias será encontrado donde la altura virtual parecierá incrementarse rápidamente, hasta que finalmente la onda no regrese. La frecuencia mayor que es regresada a la tierra es conocida como la frecuencia crítica. Conforme la frecuencia se incrementa más alla de la frecuencia crítica, la onda debe entrar a la ionósfera a ángulos progresivamente menores para que esta sea rebotada hacia la tierra. A ángulos verdaderamente bajos la trasmisión de larga distancia es posible a frecuencias de hasta 2.5 veces la frecuencia crítica. Así, la frecuencia crítica es la medida de la habilidad de la ionósfera de regresar las ondas a la tierra.

Figura 2-9 La altura virtual de la capa es medida enviando una onda vertical hacia la capa y midiendo el tiempo que tarda en volver. La altura real es un poco menor porque la onda requiere de un tiempo para cambiar de dirección en la capa ionizada.

Debido a que la onda refractada actúa como si fuera reflejada por un espejo en la altura virtual, es comunmente usual emplear el término "reflexión" y "refracción" indistintamente en relación con la propagación ionosferica. En la mayoría de los casos el proceso actual es refración. Sin embargo, es posible que la refraccion verdadera ocurra si el límite de la capa está perfectamente definido y la onda llegue a un ángulo lo suficientemente bajo.

Las alturas virtuales, por supuesto, dependen de la altura de la región ionizada. La frecuencia crítica varía con la intensidad de ionización en las capas, siendo mayor cuando la ionización se incrementa. Dado que la ionización es mayor durante los picos del ciclo solar, las frecuencias críticas son mayores para las capas E y F2 durante este período. A la inversa, son menores durante los valles del ciclo solar. Los rangos de frecuencia crítica para la capa E son de 1 a 4 MHz, dependiendo de periodo del ciclo solar y de la hora del día. La frcuencia crítica para la capa F2 varía con la hora del día, la estación del año y el ciclo solar, teniendo un rango de 2 a 3 MHz por las noches y un rango alto de 12 o 13 MHz por las mañanas durante el período máximo del ciclo solar.

Frecuencia máxima utilizable (FMU)

De más interes, desde el punto de vista práctico, que la frecuencia crítica es el rango de frecuencias sobre la cual la comunicación puede ser transportada por cualquiera de las dos capas de un lado a otro. En particular, es útil conocer la frecuencia máxima utilizable (abreviada FMU) para una frecuencia y hora del día en particular en la que se desea tener una comunicación. Es siempre conveniente usar la frecuencia más alta posible porque la absorción es menor a altas frecuencias. Por eso la f.m.u. siempre tiene la máxima intensidad de señal en el punto receptor para una potencia de trasmisión.

La f.m.u. depende de la frecuencia crítica y por lo tanto está sujeta a las variaciones de las estaciones y también a los cambios durante el día. Para emplear la f.m.u. se requiere que el sistema de antena radie también a ángulos muy bajos, porque a la f.m.u., el ángulo crítico es practicamente horzontal.

Observaciones regulares de la ionósfera, y correlación de las señales observadas desde varias distancias en diferentes trayectorias, han hecho posible con un buen grado de precisión la frecuencia máxima utilizable esperada en períodos de varios meses. Estas predicciones, para las capas E y F2, son proporcionadas por el Laboratorio Central de Propagación de Radio por el comite Nacional de Estandares en forma de carts mensualmente mostrando la f.m.u. para tres meses. Estas cartas, conocidas como CRPL-D, están disponibles en el Departamento de Superintendencia de Documentos del Gobierno de los Estados Unidos.

Conforme la frecuencia se decrementa por abajo de la f.m.u; la intensidad de señal tambien decrece debido a que la absorción es mayor. Eventualmente, conforme la frecuencia continua bajandose, la señal desaparecerá en un fondo de ruido que siempre esta presente. Por eso hay un límite de frecuencia, bajo ciertas condiciones de la inósfera dada, así como un límite para la alta frecuencia para el rango de frecuencias que pueden ser usadas para una distancia dada. La "frecuencia alta más baja utilizable" (abreviada l.uh.f) depende considerablemente de la potencia del trasmisor, ya que la alta potencia impulsará la señal a travez de ruido donde la baja potencia falla. Pero cuando la frecuencia esta cerca de la f.m.u., aún señales de baja potencia darán intensidad de señal sorprendentes a largas distancias.

En comunicación comercial es considerada buena práctica en una frecuencia alrededor del 15% abajo de la f.m.u. Esto permite variaciones de la ionósfera y por el hecho de que el ángulo de radiación de la antena sea verdaderamente horizontal en la parte alta de la frecuencia del espectro. Esta porción de frecuencias es conocida como frecuencia de trabajo óptimo (f.t.o.) . Debido a que las estaciones de trabajo de los radioaficionados están en bandas fijas, no es posible selccionar la f.m.u. o f.t.o. En su lugar se hace uso de las cartas de predicción, la hora del día en la cual las condiciones son óptimas para una distancia dada en una banda en particular deberán ser determinadas.

Distancia de trasmisión y altura de la capa

Considerando la figura 2-8 que muestra la distancia en la cual una señal regresa a la tierra depende del ángulo en la cual entra a la ionósfera. Este ángulo en cuestión es determinado por el ángulo ( llamado ángulo de onda) en el cual la señal deja la antena trasmisora. No mostrado en la figura, pero inherente en la geometría de la situación, este es el hecho que la distancia depende de la altura de la capa. Conforme la altura de la capa se incrementa, la distancia a la cual la señal deja el ángulo de retorno de la onda a la tierra también se incrementa. El mismo ángulo de onda, resultará en una trasmisión sobre una gran distancia cuando la onda es reflejada por la capa F2 que cuando es reflejada por la capa E.

La máxima distancia que puede ser cubierta por una trasmisión de un salto es aproximadamente de 2011 Kms (1250 millas) cuando es reflejada por la capa E, y de 4022 kms (2500 millas) cuando es reflejada por la capa F2. Estas distancias están basadas en el promedio de las alturas virtuales, y en ambos casos una onda con ángulo de 0 grados (señal dejando la antena tangente a la tierra) . La distancia actual cubierta por una trasmisión de buen "salto" es un poco menor, al menos a frecuencias abajo de los 28 MHz debido a las pérdidas en la tierra a ángulos de onda alrededor de 3 grados.

El ángulo de onda requerido para distancias menores que el máximo son mostrados en la figura 2-10. La gráficas están basadas en los valores promedios de la altura virtual, y son para trasmisiones de un "salto". Para dos saltos o más, la distancia debe de ser dividida entre el número de saltos y el ángulo de onda leido de la carta en base a un solo salto para menores distancias. El ángulo crítico debe, por supesto, ser mayor que el ángulo de la onda que es requerido para un número de saltos seleccionado.

Trasmisiones de un "salto", cuando son posibles, proporcionarán señales de gran intensidad en el punto receptor porque hay cierta pérdida de energía en cada reflexión, así como en la ionósfera o la tierra. Para las grandes distancias, es requerido un ángulo de onda bajo, o "bajo ángulo de radiación" de la antena. Los ángulos altos de radiación son más útiles para cubrir cortas distancias. Se puede apreciar que "largas distancias" y "cortas distancias" son términos relativos cuando recordamos que la distancia depende de la altura de la capa así como del ángulo de la onda. A veces cuando la frecuencia en uso es rebotada por la capa E la distancia será una, pero en otra ocasión durante el día cuando la capa E es ineficaz y la capa F2 entra en juego con el mismo ángulo de onda desde la misma antena entonces cubrirá una distancia mucho mayor. Esta es una razón por la que es posible comunicarse a grandes distancias durante la noche en frecuencias alrededor de los 7 MHz como lo es durante el día.
 

Trasmisiones a gran distancia

De la discusión de la sección anterior, debe estar claro que trasmisiones a distancias mayores que los 4022 Kms (2500 millas) deben involucrar propagación de salto múltiple, porque 4022 Kms es la distancia máxima que pude ser cubierta por un solo "salto" a traves de la capa más alta. Debido a que en la trasmisión de salto múltiple se incrementan las pérdidas de energía, es bastante importante, para trasmisiones a gran distancia más efectivas, utilizar frecuencias cercanas a la f.m.u., y que la antena concentre la radiación a ángulos bajos para que el número de reflexiones o rebotes sean los menos posibles.

La propagación de ondas sobre largas trayectorias es complicada por un sinúmero de factores. Por ejemplo, a una particular frecuencia la capa E reflejará las ondas en parte o partes de la trayectoria mientras que la capa F la regresa en otras partes también. Esto dependerá de la hora del día, la parte del mundo donde se localiza la trayectoria; en general, del estado de la ionósfera a lo largo de la misma. Es también posible que las ondas rebotadas por la capa F2 sean reflejadas hacia arriba nuevamente por la capa E en vez de ser rebotadas a la tierra. Sin embargo, tiene todas estas posiblidades pero poco efecto en la consideración primaria de un diseño de una antena de DX; que la antena debe concentrar la radiación en un ángulo tan bajo como sea posible.

A pesar de la complejidad de la propagación de larga distancia, un método relativamente simple para determinar las posiblidades de comunicación por adelantado, fué desarrollado durante la guerra. Este está basado en puntos control localizados a 2011 Kms (1250 millas) del trasmisor y receptor, respectivamente, a lo largo de una gran trayectoria circular. Sí la f.m.u. punto control de trasmisión es, digamos, 14 MHz, la trasmisión en dirección al receptor es posible en esa frecuencia, Sí la f.m.u. en el punto de control del receptor es 14 MHz o mayor la señal será escuchada. Por otra parte, sí la f.m.u. en el punto de control es 10 MHz, una señal de 14 MHz desde el trasmisor no será escuchada. La frecuencia debe de ser reducida a 10 MHz para que la comunicación sea posible. En otras palabras, los valores más bajo de las f.m.u. en los dos puntos de control es la f.m.u. del circuito. Los valores de la f.m.u. en los puntos de control en cualquier parte del mundo pueden ser determinados por anticipado de las cartas CRPL mencionadas anteriormente. Mientras que la comunicación es posible, en teoría, a cualquier frecuencia menor a la f.m.u del circuito, en la práctica la absorción viene a ser tan grande si la frecuencia se baja por debajo de f.m.u.

Los puntos de control a 2011 Kms (1250 millas) son usados para trasmisiones en la capa F2. Los puntos de control a 1006 Kms (650 millas) son usados para la capa E. Esto puede suceder en cualquier terminal del circuito. Sí la frecuencia a ser utilizada está abajo de la m.f.u. para la capa E, en este momento en particular, la capa E controlará al final del ciruito en el cual se esté operado. Este punto no debe de ser olvidado cuando se usen las cartas, porque frecuentemente sucede que la capa E está controlando un lado del ciruito, mientras la capa F2 lo esta haciendo en el otro lado. Bajo tales circustancias la f.m.u de la capa F2 quizá sea alta en ambas terminales del circuito por lo que es esperado una alta absorción, considerando el caso actual es que buenas señales serán recibidas porque la frecuencia está cerca de la f.m.u para la capa E en una o en ambas terminales del circuito.

El método de predicciones usando puntos de control no explica como las ondas viajan del trasmisor al receptor. Su justificación es que es, un buen método para determinar si la comunicación es o no posible a una frecuencia dada, o para seleccionar la frecuencia que proporcionará comunicación entre dos puntos. Uno de sus aspectos misteriosos es que la selección de los puntos de control para la capa F2 a 2011 Kms (1250 millas) implica que el ángulo de la onda sea practicamente cero, u horizontal. Por otra parte, mediciones han mostrado que la cantidad de radiación de una antena práctica es a ángulos bajos del orden de unos cuantos grados, para el rango de frecuencias altas.

Figura 2-11 propagación típica durande el día a frecuencias de 14 y 28 MHz. Las ondas son parcialmente dobladas en su viaje de la capa E a la F2, pero no lo suficiente para que sean regresadas a la tierra.