Diseño de enlace Ionosférico entre Trujillo y Moquegua: Capas F2 y E, cálculo de frecuencias

1. PROBLEMA

Diseñar un enlace ionosférico vía las capas F2 y E entre las ciudades de Trujillo y Moquegua para los meses de enero, febrero y marzo del año 2012 durante las 24 horas del día, pudiendo disponer de 3 frecuencias.

2. OBJETIVO

Este trabajo tiene como objetivo garantizar la comunicación entre las ciudades de Trujillo y Moquegua.

3. OBJETIVOS Y TAREAS ESPECÍFICAS

Dar los parámetros geométricos del circuito

Calcular las frecuencias FOT’s para enero, febrero y marzo del 2012 entre las ciudades de Trujillo y Moquegua.

4. MARCO TEÓRICO

IONOSFERA

Durante mucho tiempo, las transmisiones a larga distancia fueron consideradas imposibles de realizar, porque se creía que la atenuación proporcionada por la tierra fue tan grande como para impedir dicha comunicación. Sin embargo, tras el descubrimiento de que había una capa ionizada de la atmósfera, este tipo de comunicación se hizo posible y factible a partir de entonces. La capa ionizada llamada Ionosfera este fue el foco de los estudios realizados por muchos científicos, entre los que destacan y KenellyHeaviside, que demostró que las propiedades de una capa de la ionósfera se reflejan las señales de radio de vuelta a la superficie de electricidad, incluso templado, y puede recibir de manera adecuada, sin perder el contenido de la información.

4.1.1 CARACTERÍSTICAS DE LA IONÓSFERA

Está entre 50 km y 500 km de la superficie y recibidos de esta designación a fin de que la capa se convierte la radiación ionizante del sol que choca con los átomos de nitrógeno y oxígeno, desplazando los electrones de las capas de la atmósfera creando iones , que están cargados positivamente.

Más tarde, a partir de varios estudios, se observó que la ionosfera refracta las ondas electromagnéticas, especialmente en el rango de onda corta (HF) - 3 MHz a 30 MHz, y puede ser viable de comunicación, incluso internacionales.

4.1.2 LAS DIVISIONES DE LA IONOSFERA

La capa de la ionosfera se divide en regiones o capas que se superponen en cierta medida, para formar una superficie continua, pero no de manera uniforme ionizado con al menos cuatro picos de intensidad de la densidad de iones, llamadas regiones D, E, F1 y F2. Existen grandes diferencias entre los perfiles de las capas de acuerdo a la temporada debido a un cambio en las proximidades del Sol y su posición en el cielo. Esta "posición" se llama el ángulo cenital solar. Otros factores se mantienen constantes, cuanto mayor sea el sol, mayor es la densidad de electrones. El uso de letras para designar las distintas regiones de la ionosfera se debió a la obra de Edward Appleton, basada en el descubrimiento Kenelly-Heaviside capa en el año 1924.

4.1.2.1 LA CAPA D

A pesar de todo el trabajo experimental en la ionósfera a finales de los años 60 y 70 del pasado siglo, la capa D es todavía un poco desconcertante. Esta capa, que se extiende desde 65 hasta 100 km sobre la superficie y existe sólo durante el día que la Tierra es iluminada por el sol determinar la composición química de la capa D fue muy difícil utilizar técnicas experimentales modernas. A esa altitud, relativamente bajo en comparación con las otras capas, la presión es lo suficientemente "grande" para producir una alta frecuencia de colisiones entre partículas elementales que componen la atmósfera, por lo que los estudios convencionales no se pueden utilizar.

Por lo tanto, la química de la capa D es el menos conocido. Con respecto a las comunicaciones por radio a la capa D es un gigante atenuador, absorbiendo las señales de alta frecuencia de paso. A medida que la atenuación varía con el cuadrado inverso de la frecuencia, mayor es la frecuencia de la señal de radio, menor será la absorción de la señal por la capa D. Después de la puesta del sol, esta capa se recombina y bajas frecuencias se refleja en las capas superiores. Esta es la razón por la noche se puede escuchar las transmisiones en onda media muy lejos por medio de la propagación ionosférica.

4.1.2.2 LA CAPA E

La capa superior de D termina mezclando con otra región distinta llamada capa E, que se produce principalmente durante el día entre 100 y 125 km. Se trata de una fina capa de 5 a 10 km de espesor, hay muchos tipos de mecanismos de ionización que operan en este rango de altitud dependiendo de la latitud, la estación y el nivel de actividad solar. Se creía que esta capa desapareciera durante la noche. Pero los experimentos en los años 80 del siglo pasado, durante el pico del ciclo solar 21, demostró lo contrario. La capa E no desaparece, sino que de hecho constituye una fuente permanente de difusión, pero la noche ineficiente. Fue también durante esta serie de mediciones experimentales se determinó que la ionosfera es turbulento, ya que después de 2 minutos, los cambios que la variable medida en la ionosfera es de valor.

4.1.2.3 LA CAPA E ESPORÁDICA

Además de la capa E normal de la ionosfera, hay regiones ionizadas que se producen esporádicamente. A diferencia de las capas normales de estas regiones es esporádico e ir de manera irregular, y hay varias teorías sobre su causa. La altura de estas regiones o "caminos" es variable, pero ocurren más a menudo a una altitud de 100 km. Ya que tiene la misma altura de la capa y por lo tanto son llamados colectivamente y esporádica.

La capa E esporádica es una región altamente ionizados, y muy limitadas en su extensión. Una "nube" de la capa E esporádica puede tener 80 a 170 km de diámetro, y sólo puede permanecer por algunas horas antes de disiparse. Muchas de estas "nubes" de velocidad de movimiento de cientos de kilómetros por hora. La causa de la ionización de la capa E esporádica no se entiende completamente. Se sabe que los meteoros se desintegran en las alturas capa E, y los iones metálicos residuales crear "rutas" de alta ionización. Esto puede ser un factor involucrado en la aparición de E esporádica.

En E esporádica ecuatorial es un fenómeno durante el día, y probablemente es causada por la inestabilidad en chorro de plasma causada por medios electrónicos ecuatorial (vale la pena mencionar que hay corrientes de convección asociados con las altas velocidades a gran altura). La alta velocidad encontrada aquí puede crear densa "caminos". Alrededor del ecuador geomagnético y en ocasiones los puede quedarse el 90% de las horas del día.

4.1.2.4 LAS CAPAS DE LA F.

Capas F son las regiones más importantes de la ionosfera y la comunicación con ellos en alta de onda corta distancia están relacionados. Durante el día hay dos regiones claramente diferenciadas, la F1 y capa F2. En un día de invierno comienza capa de F1 justo por encima del límite superior de la capa E (150 km) y se extiende a unos 250 km. Durante los días de verano de la capa F1 se encuentra a mayor altitud. La capa F2 varía de 350 km durante el invierno y puede alcanzar los 500 km durante el verano. La mayoría de los transmisores de onda corta se controla a través de la capa F2.

La evidencia experimental indica que la capa F1 desaparece en la noche. Ya durante el día es la capa que soporta transmisiones de corto a medio alcance. La capa F1 se comporta de manera similar a la capa E. A diferencia de todas las otras capas de la capa F2 existe independientemente de día o de noche y siempre es capaz de sostener la propagación de una cierta frecuencia. Se trata de las capas más importantes, y es que su comportamiento está en relación con la mayoría de programas informáticos que hacen que la predicción de las condiciones de propagación, como MINIMUF, por ejemplo.

4.1.3 LAS VARIACIONES DE LA IONOSFERA

Es evidente que los cambios en la posición relativa entre la Tierra y el Sol (rotación y traslación), así como cambios en los patrones de la radiación solar, que influyen en la forma de la ionosfera se comporta. Variaciones "típico" y que se puede predecir y los previstos para clasificarse en las siguientes categorías: Día y Noche, de temporada (temporada), y geográfica cíclica.

4.1.3.1 - CAMBIO DEL DÍA Y LA NOCHE

La variación durante el día, es decir, los cambios de hora en hora en las diversas capas de la atmósfera son causados por la rotación de la Tierra alrededor de su eje. Esta rotación no sólo es responsable de las variaciones en la cantidad de luz solar que alcanza la Tierra, lo que resulta en el día o la noche, pero la correspondiente variación en la intensidad de la radiación ultravioleta que llega a la ionosfera en cualquier momento. Durante las horas del día, cuando la radiación ultravioleta llega a la atmósfera superior de la Tierra, la ionosfera puede llegar a ser capas altamente ionizado en la separación, durante las horas de oscuridad muy poca radiación alcanza la alta atmósfera de la Tierra desde el Sol, por lo que el la densidad de electrones de la ionosfera y pierde formado una sola capa y relativamente débil. Como ya se mencionó, las variaciones diurnas en el D capas, E y F1 tienen un patrón regular, que principalmente depende de la elevación solar (es decir, el ángulo cenital solar). La ionización de estas capas se incrementa de un nivel muy bajo de la salida del sol, alcanza un máximo en la tarde, y luego disminuye hasta la puesta del sol.

La ionización de la región F2 aumenta rápidamente al amanecer. La ionización máxima se alcanza cuando el sol alcanza su cenit o punto

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