PROPAGACION DE ONDAS

PROPAGACION DE ONDAS

Se refiere a la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio libre, con frecuencia la propagación por la atmósfera terrestre se llama propagación por el espacio libre. La principal diferencia es que la atmósfera de la Tierra introduce perdidas de la señal que no se encuentran en el vacío. Se propagan a través de cualquier material dialéctico incluyendo el aire.

Las ondas de radio se consideran ondas electromagnéticas como la luz y al igual que ésta, viajan a través del espacio libre en línea recta con una velocidad de 300, 000,000 metros por segundo. Otros ejemplos son los rayos infrarrojos, los ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.

Las ondas de radio se propagan por la atmósfera terrestre con energía transmitida por la fuente, posteriormente la energía se recibe del lado de la antena receptora. La radiación y la captura de esta energía son funciones de las antenas y de la distancia entre ellas.

Frentes de Onda.

Las ondas electromagnéticas no son visibles al ojo humano y se debe de analizar con métodos indirectos mediante esquemas. Un rayo se considera como una línea trazada a lo largo de la dirección de propagación de una onda electromagnética,

Un frente de onda representa una superficie de ondas electromagnéticas de fase constante. El frente de onda es formado cuando se unen los puntos de igual fase en rayos que se propagan desde la misma fuente.

Frente de onda plana.

Un frente de onda plana representa un frente de onda con una superficie que es perpendicular a la dirección de propagación, cuando una superficie es plana, su frente de onda es perpendicular a la dirección de propagación.

Frente de Onda Plana.

En cuanto más cerca está el frente de la fuente, el frente de onda se vuelve más complicado.

Frente de onda producido por una fuente puntual.

Gran parte de los frentes de onda son por lo general más complicados que los frentes de onda plana, en una fuente puntual, varios rayos son propagados desde ella en todas direcciones. Esta fuente se considera una fuente isotrópica y el frente de onda generado por la fuente puntual se considera una esfera con su respectivo radio y en la cual su centro está en el punto donde se originan las ondas.

En el espacio libre, y a una distancia de la superficie de la fuente, los rayos dentro de una superficie pequeña del frente de onda esférico son casi paralelos a la dirección de propagación, por lo tanto, a mayor distancia de la fuente la propagación, el frente de onda se parece más a un frente de onda plano por lo que en la mayoría de los casos los frentes de onda esféricos se pueden simplificar como frentes de onda planos.

Frente de onda producido por una fuente puntual.

Frente de onda esférico.

Para generar un frente de onda esférico, se necesita un radiador isotrópico que irradie en todas direcciones, Todos los puntos que se encuentran a una distancia R, se encuentran en la superficie de la esfera y cuentan con la misma densidad de potencia. En cualquier otro momento, la potencia irradiada, se encuentra uniformemente distribuida sobre la superficie total de la esfera, donde se considera que el medio de transmisión no tiene pérdidas.

Ley del cuadrado inverso.

La ley del cuadrado inverso nos dice que entre más lejano va el frente de onda de la antena transmisora, la densidad de potencia es más pequeña.

Pérdidas de la señal en el espacio libre

El espacio libre puede ser considerado como vacío y no se consideran pérdidas. Cuando las ondas electromagnéticas se encuentran en el vacío, se llegan a dispersar y se reduce la densidad de potencia a lo que es llamado atenuación. La atenuación es tanto en el espacio libre como en la atmósfera terrestre. La atmósfera terrestre no se le considera vacío debido a que contiene partículas que pueden absorber la energía electromagnética y a este tipo de reducción de potencia se le llama pérdidas por absorción la cual no se presenta cuando las ondas viajan afuera de la atmósfera terrestre.

Atenuación. La atenuación es descrita matemáticamente por la ley del cuadrado inverso que describe como es que se reduce la densidad de potencia con la distancia a la fuente. El campo electromagnético continuo se dispersa a medida que el frente de onda se aleja de la fuente, lo que hace que las ondas electromagnéticas se alejen cada vez más entre sí. En consecuencia, la cantidad de ondas por unidad de área es menor.

La atenuación de la onda se debe a la dispersión esférica de la onda, a veces se le llama atenuación espacial de la onda.

Modelo de propagación en el espacio libre.

Es usado para predecir la señal recibida directa cuando el trasmisor y el receptor tienen línea de vista entre ellos. Los sistemas de comunicación vía satélite y los enlaces microondas con línea de vista típicamente son en el espacio libre.

En la práctica, la potencia radiada efectiva (ERP) es usada en lugar de EIRP para

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