La ionosfera en VHF
La siguiente discusión acerca de la influencia de la ionosfera en las señales de RL tuvo lugar en la lista de correo de Moon-Net. Encontré el tema tan interesante que decidí traducir y juntar todos los mensajes en esta página. Los he traducido lo mejor que he sabido, aunque tengo que admitir que dado el carácter tan especializado del tema no siempre ha resultado fácil encontrar una traducción apropiada. En caso de duda o para los que dominéis el Inglés podéis acudir a la versión original.
El 29-Dic.-1997 SM5BSZ escribió:
Al hacer limpieza en el estante de los libros para hacer sitio a los
floreros o material mas reciente, aparecieron los programas de una conferencia (RVK 1978,
Estocolmo) de los que he guardado la siguiente información antes que conseguir un nuevo
centímetro de espacio en la estantería.
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Influencia de la ionosfera en VHF:
100MHz 200MHz
Longitud del trayecto de cambio de fase -400m
-100m
Longitud del trayecto de cambio de grupo +400m
+100m
Refracción
0.02grad. 0.005grad.
Cambio de fase
-48000grad. -24000grad.
Desplazamiento de
frecuencia
6Hz 3Hz
Desplazamiento de
tiempo
1.3microsec 0.3microsec
Rotación de la polarización
380deg
95deg
Absorción
0.05dB 0.012dB
Los datos son validos para señales viajando una vez a través de la ionosfera a 90 grados
de elevación. El conteo de electrones integrados a lo largo del trayecto se asume que es
de 10^17 (100 000 000 000 000 000) electrones por metro cuadrado, lo que corresponde
aproximadamente con 5.5 MHz como la frecuencia crítica para la capa F a 90 grados.
Debido a variaciones normales (actividad solar, hora del día, latitud....) los números
varían en un factor de 10 por arriba o abajo. Con una elevación de 10 grados todos los
números son sobre unas 4 veces mayores.
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Esto tiene 20 años, pero tal vez es interesante para algunos miembros de este grupo.
Inmediatamente vemos que la rotación de Faraday daría a menudo muchos giros en
144MHz, por lo tanto podríamos esperar que variara muy rápidamente. PERO en la práctica
no vemos ninguna atenuación debida a la ionosfera.
La condiciones en RL no cambia debido a la atenuación de la ionosfera
Los datos provienen de Harald Derblom en el Uppsala Jonosfärobservatorium.
El 30-Dic.-1997 W7EME escribió:
Esta es probablemente una información básica para algunos,
pero de la clase que me excita. Leif, tus mensajes son siempre de temas tan fascinantes...
Aparte de la rotación de Faraday, tengo curiosidad por lo siguiente:
Mi limitado entendimiento del fenómeno es que o es una relación o tal vez esta en
función del trayecto de la señal con nuestro campo magnético (nuestra Tierra) y el
grosor de la ionosfera en el momento particular de la operación. También me parece que
si mi señal estuviera a 90 grados del campo magnético tal vez no habría rotación de
Faraday en absoluto.
Por ejemplo, si estuviéramos en TN8 en el Congo en vez de en W7, ¿No experimentaría
ninguna rotación de Faraday en mi propia señal, así como en ninguna señal de otra
estación ecuatorial?. ¿O seria eso solamente verdad, como afirmaste Leif en tu mensaje,
si estuviera radiando justo hacia arriba?
Me gustaría entender todo esto.
El 31-Dic.-1997 SM5BSZ escribió:
El mensaje sobre la influencia "normal" de la ionosfera fue la información tal
cual la encontré. Presumiblemente el autor asumió algunas cosas (¿Localización en
Europa?) que no fueron explícitamente constatadas.
Tal como yo lo entiendo, la rotación de Faraday se desvanecería si el trayecto de la
señal esta a 90 grados del campo magnético. Si es una función coseno (como quiero
pensar) el ángulo tiene que ser muy cercano a 90 grados antes de que aparezca algún
efecto notable.
Seria muy interesante, si alguien hace una expedición cerca del ecuador, el escuchar el
resultado de un experimento sobre la rotación de Faraday:
Si A es el ángulo entre el trayecto de la señal y el campo magnético y EL es el ángulo
de elevación, F = cos(A)/sin(EL) debería ser el factor que da la cantidad de
rotación de Faraday. Cerca del ecuador F se aproxima a cero.
El experimento consistiría en ver si los propios ecos son SIEMPRE escuchados totalmente
siempre que F está por debajo de 0.001 o así. Asumiendo que la rotación de
Faraday normal de 200+200 grados en 144MHz, la desalineación de la polarización
normal seria entonces de 0.4 grados, o menos e incluso en caso de una ionización extrema
la desalineación de la polarización seria muy pequeña, sin perdida de señal debido a
la rotación de Faraday.
El 2-Ene-1998 KK7KA escribió:
Puesto que tanto los cambios en las perdidas en el trayecto y la variación del ruido
estelar causadas por la órbita de la luna son bien conocidas, uno pudiera pensar que la
señal y el ruido recibidos en un trayecto RL dado se podrían predecir dentro de una
fracción de dB.
Pero claramente este no es el caso - hay numerosos informes (enviados aquí, en revistas,
etc.) de que las condiciones en 144 MHz fueron mucho peor o mucho mejor de lo esperadas.
Muchos de estos provienen de estaciones con control de polaridad mecánico o eléctrico,
por lo tanto la rotación de Faraday no es la única causa. Estos experimentados
operadores también presumiblemente saben que no se puede echar la culpa a un mal
funcionamiento de los equipos o al QRM local. Y asumo que no había condiciones
atmosféricas extremas. Los cambios rápidos en señal, p.e. debidos a
desvanecimientos por libración no son tenidos en cuenta, como tampoco lo son los efectos
de la tierra en elevaciones muy bajas; estos informes típicamente cubre un pase entero de
la luna.
Yo he pensado siempre que la ionosfera era responsable de alguna manera, absorbiendo la
señal, o concentrándola al variar la refracción. Esta teoría era consistente con la
menor cantidad de informes sobre las "condiciones" en la frecuencias de
microondas.
Pero el mensaje de SM5BSZ demuestra que esto no es verdad. Si la atenuación típica
en dos metros es de 0.025 dB, uno puede notar 1 dB de atenuación solo en la
condiciones mas adversas, cundo son combinadas con baja elevación. Y en 70 cm, la
absorción es presuntamente insignificante, a pesar de lo cual los informes de condiciones
abundan.
¿Puede alguien explicarme estas variaciones impredecibles de señal? Por favor perdonad
mi ignorancia si me he olvidado de algo obvio. Soy un principiante, justo empezando a
montar una estación.
El 2-Ene-1998 W7EME escribió:
Me gustaría que esta cadena continuara. Las ideas ecuatoriales son interesantes. Las
posibilidades son únicas y también lo es la idea de una casa en el Congo,
desafortunadamente esto no esta en mis objetivos....hi
He pasado mucho tiempo sopesando las "atmosféricas" en relación con el
trayecto RL. He oído en un par de ocasiones algunas extrañas anomalías surgiendo de mi
tx. Una es el doble eco y ecos con retardos mayores a los normales. He pasado algún
tiempo charlando con algunas personas retiradas del servicio que han trabajado con
estaciones de reflexión meteórica de alta potencia para el gobierno y que han
proporcionado algunas ideas escabrosas sobre ciertas teorías.
Una que parece ser compartida entre ellos es que los vientos solares a veces producen alta
ionización de un tamaño enorme. Estas nubes pueden refractar las señales de radio de
tal manera que el trayecto del circuito es de muy larga distancia. De manera interesante
estos tipos de ecos pueden aveces ser escuchados con menor longitud en la banda mas alta.
Así que me pregunto si esto es así, entonces ¿tal vez esta refracción de mi señal a
través de esta lente es enfocada en una dirección diferente a la luna? También un área
ionizada ¿puede no ser tan consistente o homogénea y también actuar como una lente?.
También he oído de la titilación (ondulación) en RL pero no lo experimentado
personalmente.
Volviendo a Faraday, yo tampoco creo que sea todo lo que ha contribuido a mis citas
fallidas. ¿Cuanto de este desvanecimiento por libración contribuye a las operaciones en
144 MHz.? ¿Es posible que aveces la superficie de reflexión no sea tan apropiada con lo
era unos pocos segundos antes?
También pienso que las transmisiones en un ángulo bajo no siempre proporcionan ganancias
de tierra, y tal vez seré atacado por esta afirmación. Me parece, y algún material que
he leído apoya esto, que las reflexiones en la tierra pueden ciertamente aumentar las
perdidas del trayecto. La fase y amplitud de las ondas reflejadas ¿se podrían combinar
de tal manera que se cancelaran? También he notado un bajón súbito en las señales
recibidas en varias puestas de la luna cuando esta está entre 10 y 4 grados en mi QTH.
¿Es posible que esto sea debido solo a trayecto mayor a traves de la atmósfera?
Yo supongo, en resumen, que si mi cuerpo fuera lanzado a la luna, a la velocidad de la
luz, rebotara y retornara no seria muy ininteligible después de todo....hi.
El 3-Ene-1998 OZ1RH escribió:
SM5BSZ escribió:
>prácticamente nunca deberíamos ver ninguna atenuación debida a la ionosfera.
>Las condiciones de RL no cambia debido a la atenuación de la ionosfera.
Todavía no estoy convencido del todo. Los datos presentados para un pase por la ionosfera
a 90 grados de elevación son: 0.05 dB en 100 MHz. Para el doble paso de tu propia señal
en RL a 10 grados de elevación estos son 2*4*0.05 o casi 0.5 dB. Todavía no es
significante, pero los datos son probablemente para una atmósfera media (sea lo que sea
eso). Supongamos que las capas D y E están fuertemente ionizadas por una deflagración
solar. Si esto pudiera aumentar la absorción unas 10 veces obtenemos 5 dB o sea una
atenuación bastante significativa. Puesto que no he leído los programas mencionados no
puedo decir si esto podría ocurrir.
Sin embargo recuerdo haber leído algunos viejos programas (I.R.E. etc.) de mediados de
los 50 sobre meteorscatter e ionoscatter. Afirman que las deflagraciones solares
pueden proporcionar mas ionización a la ionosfera resultando en una mayor absorción. El
tema es que, en ionoscatter la mayor atenuación debida a la absorción es
compensada por una mayor dispersión y por la atenuación del ruido cósmico.
La fuerza media de una seña de meteorscatter cambia acerca de 6 dB dependiendo del ruido
cósmico, bien por el ruido estelar en frente de la antena o por la absorción del ruido
cósmico.
Esta tema del meteorscatter e ionoscatter es principalmente para el rango de frecuencias
de 40-60 MHz, aunque el texto dice que las condiciones mejoran relativamente en las
frecuencias altas (60-70 MHz) cuando hay hay una fuerte ionización debido a las
deflagraciones solares.
Hay mucha distancia de 60 a 144 MHz, pero todavía pienso que la absorción debería ser
considerada en situaciones especiales cuando la ionosfera esta fuertemente ionizada.
Alguien practicando Radio Astronomía o investigación ionosférica debería saber mucho
de esto.
El efecto "enfocador" de la ionosfera y la troposfera mencionada también
podría tener influencia en RL. Puede que hayáis notado que en la salida o puesta de la
luna aveces aparece mayor (o menor) de lo usual. Esto es "enfocando" en la
troposfera y es aplicable a nuestro rango de frecuencias también. El "enfocar"
en la ionosfera ha sido mencionado anteriormente en esta discusión. El desvanecimiento de
periodo corto (<1sec) se llama escintilación ("scintilation") y es causado
por el enfoque/desenfoque debido a la variación de la ionización a lo largo del trayecto
de la señal. Fue investigado en los años 60 en los satélites de 136 MHz, por lo tanto
es aplicable a RL en 144 MHz..
Me pregunto si lo que llamamos desvanecimiento de libración (causado por el balanceo de
la luna) no es en realidad escintilación.
El 5-Ene-1998 SM5BSZ escribió:
El correo siguiente llegó directamente de Palle, pero no lo he visto en MOON-NET, así
que incluyo una copia completa.
Seguramente, sobre el papel, la atenuación máxima seria de 5dB para un único paso a
traves de la ionosfera "bajo condiciones extremas" en 100 MHz, correspondiendo a
2.5 dB en 144MHz (Uno sobre la frecuencia al cuadrado).
PERO, y tal vez sea lo importante, esas condiciones extremas son muy infrecuentes y no
pueden ser de ninguna manera la razón que explique la gran variabilidad de condiciones en
RL reportadas por tantos operadores.
Stewart Nelson, KK7KA escribió:
> hay numerosos informes (enviados aquí, en revistas, etc.) de que las condiciones en
144 MHz fueron mucho peor o mucho mejor de lo esperadas. Muchos de estos provienen de
estaciones con control de polaridad mecánico o eléctrico, por lo tanto la rotación de
Faraday no es la única causa. Estos experimentados operadores también presumiblemente
saben que no se puede echar la culpa a un mal funcionamiento de los equipos o al QRM
local. Y asumo que no había condiciones atmosféricas extremas. Los cambios rápidos en
señal, p.e. debidos a desvanecimientos por libración no son tenidos en cuenta,
como tampoco lo son los efectos de la tierra en elevaciones muy bajas; estos informes
típicamente cubre un pase entero de la luna.<
No estoy convencido en absoluto. He estado usando polarización conmutable desde hace
varios años, y mi procedimiento normal para probar mi equipo es enviar "O O O"
a la luna durante varios minutos registrando el eco mas fuerte. Este nivel es normalmente
de 23dB - degr (degr calculada de la manera habitual). Si el valor difiere mas de
1.5dB se que algo va mal. Repito la prueba, primero transmito en horizontal, luego en
vertical, y verifico el ángulo de polarización y la fuerza de la señal del echo. Por
supuesto esta prueba se hace sin reflexiones de tierra. Con reflexiones de tierra la
señal medida por esta prueba es bastante impredecible (en mi QTH). He visto valores de
acerca de 35 dB en unas pocas ocasiones cuando estaba involucrada la ganancia de tierra.
He visto perdidas de 10dB y mas cuando los elementos están cubiertos de hielo espeso
(varios centímetros), pero no veo cambios debido a la lluvia. Una vez tuve una perdida de
acerca de 3dB por un momento - resultó ser agua dentro del cable de TX, y no se noto por
una mala relación de estacionarias !!. Por supuesto los errores de calibración
"normales" son detectados de la misma manera.
Solo en una ocasión he observado atenuación ionosférica. Fue durante el concurso de la
ARRL de 1994. La señal estaba pasando entonces a traves de una aurora extremadamente
fuerte. En esa ocasión SM4IVE trabajó OK estaciones en 432MHz
lo cual es excepcional!!
Si establecemos la rotación de Faraday y la absorción como las causas de las condiciones
variables, es difícil encontrar otra explicación. El resto de fenómenos no causa
perdidas de señal, simplemente modulan la señal, o como decimos, causan QSB. Por mi
experiencia, la amplitud del QSB no varia, pero la frecuencia lo hace ciertamente.
Cuando el QSB es muy lento la señal esta completamente ausente durante largos periodos.
El máximo del QSB entonces dura lo suficiente para dar ambos indicativos con un buen
margen. Bajo estas condiciones es fácil perder la señal por una sintonización
incorrecta. Pero si las características del QSB en un momento particular son conocidas
(supongo que tiene una correlación con el ancho del doppler en 10 GHz) el rango del QSB
puede ser compensado con un manera de hacer el QSO adecuada.
Resumiendo, no creo que este justificado establecer la rotación de Faraday como la causa
de las "condiciones variables" en 144 MHz. Cuando es desfavorable para las
estaciones horizontales, la actividad decae y entonces la banda parece vacía también
para los que pueden cambiar la polarización. Presiento que esta es una de las causas de
las condiciones "variables".
El 5-Ene-1998 G3SEK escribió:
No estoy seguro que esta polarización incorrecta es la explicación completa
Mi experiencia se limita a 432MHz (con plano de polarización rotable mecánicamente) pero
definitivamente hay veces cuando las estaciones "baliza" dignas de confianza
presentan muy poca o ninguna variación en la fuerza de la señal con el ángulo de
polarización. En otras palabras, el plano de polarización transmitido se ha vuelto
uniformemente dispersado en todos los ángulos posibles cuando vuelve. Esto implica una
perdida de 3 dB respecto a si llegara con el plano de polarización correcto.
No tengo estadísticas precisas, pero la fuerte sensación que la dispersión de la
polarización esta relacionada con la actividad ionosférica alta. (p.e. es mas común en
verano).
El 6-Ene-1998 VE7BQH escribió:
Mis deducciones esta bastante, sino completamente, de acuerdo con Ian, G3SEK. Mis
deducciones son de mi experiencia de 16 años con rotación de polaridad en 2 metros.
Es mi creencia que hay alguna forma de distorsión de la polaridad presente la mayor parte
del tiempo. Un número relativamente pequeño de veces (gracias a dios) la distorsión de
la polaridad es tal que puedes rotar sobre una señal son un diferencia no mayor de 6 dB o
así.
Es MUY común rotar 10 a 15 grados sobre una señal que es apenas detectable y obtener una
señal buena para efectuar el contacto. Obviamente, este tipo de cambio de señal no es
comparable con una curva teórica de perdidas de polaridad
Este relativamente pequeño movimiento de polaridad con un cambio tan significante hace
que me vuelva "vago" muy a menudo con mi búsqueda de la polaridad. En otras
palabras, no busco lo suficiente.
El 6-Ene-1998 W7EME escribió:
Ok, por lo tanto...
¿No es realmente correcto llamar a esto "rotación" durante tales eventos?
Mas como una dispersión, ¿la señal no está polarizada de ninguna manera reconocible?.
Pero ¿simplemente entrando como un manojo de palillos de dientes arrojados en el aire y
vistos mientras caen de nuevo?.
¿En que mecanismo encaja esto? y ¿Es un fenómeno de la baja atmósfera?
El 6-Ene-1998 G8MBI escribió:
Así que si tengo una Esporádica-E aquí, o hay una aurora al norte, entonces de alguna
manera mágica ¿el mimo porcentaje de energía es radiada hacia la luna? (o incluso
tropo)
Lo cual implica también que los QSO's por dispersión "ionosférica" que son
muy comunes, especialmente en el norte de Europa también tienen un contenido cero de RF
en su enlace teórico.
Eso es un buen truco
Pensemos en dispersión y refracción. porque eso es lo que sucede...
El 6-Ene-1998 W7EME escribió:
Perdón por mi insistencia. En el conjunto de mensajes no estoy seguro si alguien ha dicho
si la rotación de Faraday es la fuerza que causa esto. ¿Destruye ella durante estas
"alteraciones" la polarización en el sentido habitual o está esta dispersión
teniendo lugar dentro o fuera de la "zona" de Faraday? Tal vez esta es realmente
la cuestión.
¿Puede la coherencia de 144 mcs. ser simulada usando longitudes de onda de la luz?
El 6-Ene-1998 K6QXY escribió:
He estado leyendo las discusiones sobre la ROTACION de FARADAY y los efectos de la
ionosfera en las señales de RL. En 1991 construimos un conjunto muy grande con polaridad
conmutable para RL en 6 metros. 4x11 el. vertical y 4x11 el. horizontal. Podíamos usar el
conjunto en polaridad lineal horizontal, vertical, 45 grados y 135 grados.
Jugamos con este sistema durante 4 años. Estas son mis observaciones:
1--Olvidarse de las cálculos teóricos y modelos en 50 mhz. ¡No funcionan!
2--La ionosfera tiene un enorme efecto en RL en 6 metros. Puede hacer desaparecer la
señales completamente o mejorarlas enormemente mucho mas allá de lo que los cálculos
teóricos del enlace dirían.
3--Las señales están constantemente rotando de polaridad. Podemos observar movimientos
de polaridad digamos de horizontal a 45 grados en 6 seg. o menos. No hay absolutamente un
patrón en los movimientos. Pueden ser en el sentido de las agujas del reloj o al revés,
o no moverse en absoluto.
4--Sin un sistema de cambio de polaridad solo se observan los picos de las señales, no lo
que está sucediendo. Llamadlo rotación de FARADAY si queréis.
5--Nos sucedió muchas veces que las señales estaban completamente dispersadas, o sea
igual de buenas o malas en cualquier polaridad.
6--Tenemos una versión de W9IP(REALTRAK) con datos estelares para 50 mhz. y un
calculo teórico del enlace basado en datos para 50 MHz. ¡Casi nunca acierta!. No es un
desprecio a los esfuerzos de Mike sino simplemente el mundo real en 50 mhz.
El 6-Ene-1998 G3LTF escribió:
Estoy completamente de acuerdo con los comentarios de Ian y Lionel, yo he
operado con polaridad rotable en 432 desde que empecé a trabajar regularmente en esta
banda hace cerca de 30 años puesto que siempre he usado una parabólica con un iluminador
rotable. A veces el ángulo de polarización es realmente estrecho y otras veces ocupa los
360 grados.
Tengo un motor bastante rápido en el alimentador, así que puedo girarlo mientras
escucho mis ecos. Así para empezar puedo ver cuanto es rotada la señal y puedo pronto
saber como orientar el iluminador para que me de las mejores oportunidades de que el
corresponsal me escuche. (aveces voy girando a la vez que llamo, para que así el escucha
al menos un indicativo!)
Generalmente las peores condiciones de polarización "ensanchada" ocurren en las
horas diurnas, especialmente en verano, según mi experiencia.
No estoy tan convencido de que pueda olvidar la absorción atmosférica en 432, creo
recordar algunos trabajos llevados a cabo por INMARSAT que daban unos 2-3 dB de
perdidas en el peor de los casos en un trayecto único en regiones encima del ecuador en
1.6 GHz. Ciertamente los registros de larga duración de la fuerza de la señal de los GPS
en las estaciones de monitorización darían las respuestas si alguien tuviera acceso a
ellos. No deberíamos olvidar que el gran incremento de la actividad en 432 ha tenido
lugar generalmente en un periodo de sol calma así que en los próximos años deberíamos
ser capaces de tener mejores indicadores de ello.
El 7-Ene-1998 SM5BSZ escribió:
Este tema me ha relevado alguna información nueva (para mi). Creo que es muy relevante
para los operadores de RL en 432 MHz que usan reflectores parabólicos.
Particularmente la sentencia "pero es mucho mas común que el nulo
sea rellenado por -6dB o mas" es realmente alarmante. Sabemos seguro que la
influencia ionosférica llega al menos a uno partido por la frecuencia. Mas probablemente
a uno partido por la frecuencia al cuadrado.
Si la explicación es algún fenómeno ionosférico, el bloqueo por la rotación de
Faraday prácticamente nunca debería darse en 144 MHz porque el nulo
seria prácticamente nunca rellenado por menos de -6dB entonces. Todos sabemos que este no
es el caso.
Solo tengo unos pocos años de experiencia, así que solo he pasado por un mínimo de
manchas solares, pero puedo afirmar que el mínimo NO es rellenado por nada como -6dB en
144 MHz. Tengo rotación electrónica girando un potenciómetro, y frecuentemente verifico
la polarización localizando el nulo que prácticamente siempre es tan
profundo como la precisión de mi sistema puede detectar.
La conclusión DEBE ser que la ausencia de nulo tiene otra causa.
Propongo lo siguiente: LA SEÑAL TRANSMITIDA ESTA A MENUDO POLARIZADA ELÍPTICAMENTE EN
432 MHz. Al principio esta conclusión me parecía imposible, pero despues de hablar con
SM4IVE mi opinión es que este es un problema real, y que la comunidad de operadores de
432 y superiores debería tener en cuenta. Aprendí de Lasse que un tipo de iluminador muy
común es el diseño de K3BBP con dos dobles dipolos cruzados. Esta antena puede ser
descrita como cuatro dipolos formando los lados de un cuadrado en el cual las esquinas
están cortadas. La distancia del extremo del dipolo horizontal al extremo del dipolo
vertical mas próximo es de solo unos pocos centímetros. Este tipo de montaje es
extremadamente sensible a la simetría. Los grandes acoplamientos capacitativos de los
extremos de los elementos deben ser emparejados con mucha precisión para evitar el
acoplamiento entre las estructuras horizontales y verticales.
El mismo problema se da, por supuesto, para las antenas cruzadas. En este sitio:
http://sk7do.te.hik.se/homepage/sm5bsz/polarity/polcal.htm
se analiza el problema. Hay también unos cálculos hechos con el NEC2 para una antena
cruzada que no está a 90 grados. En pocas palabras:
Angulo = 88.5 grados (desalineamiento = 1.5 grados)
Aislamiento = -10dB (Introduciendo potencia en H, Cargar V con 50 ohm y mediar la potencia
en este punto)
Radiación horizontal = 73.8% de la potencia total
Radiación vertical = 26.2% de la potencia total
El ángulo de fase entre la radiación horizontal y vertical depende de la longitud del
cable de alimentación vertical, si se deja abierto o es cortocircuitado. En caso de que
se ponga una carga de 50 Ohm. en el cable se radiará menos potencia porque un 10% se ella
se usará para calentar la carga.
Esta información de Ian sugiere que el aislamiento habitualmente utilizado entre los
elementos H y V en los alimentadores en 432 MHz. es del orden de 10 dB, lo cual es
ciertamente inadecuado. El aislamiento debería ser del orden de 20 dB. No se si es una
practica habitual el medir el aislamiento y ajustar los elementos, pero es una cosa fácil
de hacer.
Las observaciones de Ian significan que en la practica la polarización usada en 432 es
elíptica, hasta el punto de que se pierde habitualmente 1 dB o mas.
¿ Algún comentario ?
El 7-Ene-1998 G3SEK escribió:
Lo siento, realmente no quería escribir "-6dB". Sin embargo, es definitivamente
bastante común el encontrarse con nulos rellenando a -10dB en
432MHz, y es mucho mas común a -20dB.
No he considerado la posibilidad de estaciones transmitiendo en polarización elíptica.
Puede ser posible para algunas estaciones usando parábolas, y puede afectar la
estadísticas observadas, pero no es probable para estaciones usando las ordinarias yagis
de polarización lineal.
Obviamente necesitamos algunas estadísticas recogidas sistemáticamente. Yo empezaré el
próximo fin de semana.
El 7-Ene-1998 G3LTF escribió:
Mas comentarios sobre la polarización "difusa" y los comentarios de Leif sobre
los alimentadores de 70 cm.
Mi parabólica de 432 ha sido siempre la misma, un par de dipolos doblados separados media
longitud de onda y alimentados por una línea abierta con un único balún,
"stub" tipo Pawsey, y sobre 0.2 longitudes de onda por encima de una pantalla
reflectora de una longitud de onda. Es esencialmente la antena estándar de la NBS EIA.
Al rotar el "stub" pawsey roto el alimentador por encima del reflector. Yo creo
que la respuesta a la polarización cruzada de mi disco es mucho mejor que 10 dB, creo que
cercana a 16 o 20 dB y ciertamente da un buen nulo en las señales
locales de tropo, pero lo verificare la próxima vez que tenga el alimentador en la
parabólica.
Este fenómeno de difusión de la polarización fue notada hace muchos años en 432, como
los antiguos lectores de " 432 and above" recordaran. Lo que no tenemos es una
buena explicación.
El 8-Ene-1998 F/G8MBI escribió:
Ian G3SEK escribió:-
>Obviamente necesitamos algunas estadísticas recogidas sistemáticamente. Yo empezaré
el próximo fin de semana.
y para hacerlo necesitamos ahora un sistema para intercambiar información de polaridad...
el cual, cuando lo sugeriste hace unos pocos meses y yo enseguida lo secundé...con
algunos comentarios constructivos porque yo creía que el tema debía llegar a 144 puesto
que de cada vez hay mas estaciones que pueden rotar la polaridad y empezamos a ver los
mismos efectos que en 432 y superiores son conocidos desde hace años, entonces fue
"apagado"...
hablemos de ello en la conferencia de París.
¿ Podría ser el tema de una de tus intervenciones, Ian..?
¿Y que hay del sistema de letras?...usando de 0 a 180 solamente (puesto que es todo lo
necesario)...usando de la A la T (20 pasos de 9 grados), que da un representación precisa
de 45 y 135 grados para los que usen polaridad "X" o "+" y/o usen
síntesis de polaridad.
y unas pocas directivas como, para evitar totalmente la confusión, que la información de
polaridad solo se enviara (opcionalmente como es obvio) con las "R's"
finales...o incluso para evitar aun mas la confusión en el periodo final de los
"73's"....73 73 TXA 73 73 TXA seria vertical...¿evitar enviar la información
de polaridad en los concursos para que los que no tengan un interés real no puedan
quejarse por la perdida de tiempo?...O tal vez, ¿que fuera una solo en las
citas?...Aunque yo creo que podemos asumir que muchos con posibilidad de rotar la
polaridad les gustaría escucharlo, otros sin rotación de polaridad no tienen porque
estar obligados a ello...
¿¿¿¿ Ideas..????.........
O para hacerlo incluso mas sencillo, simplemente enviar la polaridad "tal cual".
La mayoría de estaciones con posibilidad de rotar la polaridad se escucharan mas fuerte
entre ellas que las estaciones convencionales, así que intercambiar el ángulo en
lenguaje llano, como TX 135, también iría bien. Incluso con solo una antena no puedo
recordar ninguna estación que pueda rotar la polaridad que no puede escuchar
suficientemente bien mas del 80% del tiempo...(a no ser que haya muy malas condiciones
:-)...El sentido común debería decirnos cuando las señales son suficientemente buenas
para hacerlo.
¿¿ Información de RX también para las estaciones grandes..??...
Tan pronto como haya gente haciendo esto con datos de Tx y RX siendo intercambiados
entonces mi predicción es que descubriremos que la rotación de Faraday no es reciproca a
veces. ¿Pudiera ser que las distorsiones de polaridad tengan un efecto mucho mayor que
Faraday y confundieran las observaciones de la rotación de Faraday ?...y las estaciones
de localizaciones muy próximas con los mismos "offsets" espaciales, QRV al
mismo tiempo, son recibidos en polaridades totalmente diferentes...de nuevo ¿pude la
polaridad o los efectos ionosféricos "pasar por encima" la influencia de
Faraday?...eso hundiría alguna viejas teorías también.
Si se puede adoptar un sistema racional, modificaré la montura de la yagi para tener
rotación de polaridad continua, en vez de simplemente conmutarla y me uniré...de todas
maneras pensaba hacerlo de todas maneras para evitar las locas reglas del concurso
italiano en el cual tengo que contar mis 18 elementos dos veces.....
A continuación las conclusiones de una persona común, para la discusión:
¿También podría ser que Leif notara que los ecos son bastante consistentes porque su
selección de bipolaridad encajara con la mayoría de efectos producidos por la ionosfera
y no simplemente compensara la rotación de Faraday? ¿Pudiera ser también que con
capacidad de transmisión variable, Leif encontrara la posición optima de TX/RX para una
atenuación ionosférica mínima, en vez de hacer lo que el piensa que hace simplemente
corrigiendo la rotación de Faraday?...
Puedo incluso fácilmente entender el que exista un "encaje" de la polaridad
distorsionada desde la misma localización geográfica, pero no que este se produzca a una
poca distancia....puesto que la ionosfera no es una entidad uniforme. Yo he medido en
repetidas ocasiones una diferencia significativa el la señal vertical de Leif en
comparación con la horizontal cuando el transmitía circular (al principio, ahora lo hace
menos)....Yo también lo he notado en la señal de K1CA pero no tan a menudo (Nunca esta
QRV :-)...y HB9JAW pero tampoco tan a menudo...esto soporta la teoría de la
distorsión...pero no elimina el sistema de TX no perfecto....
Tal vez Leif lo ve mas claro porque puede probar mas eficientemente respecto a la
polaridad....Los simples "conmutadores" como SM2CEW y yo mismo y los rotores
mecánicos como VE7BQH y G3SEK no podemos hacerlo..porque no podemos encontrar el ángulo
exacto o porque no podemos girar lo suficientemente rápido para encontrarlo.
¿¿ Los aficionados a 1296 deben tener algo que decir al respecto..??...
Aunque soy incapaz de medir con precisión el ángulo de polaridad aquí, puedo por
extrapolación de las mediciones a 0 y 90 grados y de los largos periodos de
monitorización, confirmar que la polaridad es muy variable en las estaciones de 144,
cuando hay muchos disturbios ionosféricos la "dispersión" de la
polaridad es obvia incluso con un sistema sencillo sobre las estaciones fuertes y también
es relevante un bajón muy importante en los niveles de señales de las estaciones mas
pequeñas....en estas ocasiones la rotación de Faraday (pero tal vez no Faraday
"puro") tiende a bloquearse completamente o moverse mucho mas lentamente....un
efecto aun no mencionado aquí es que en los momentos de periodos cortos de disturbios muy
importantes (a menudo solo 20 o 30 minutos) señales estruendosamente fuertes también son
recibidas, con estaciones de 4 yagis e incluso mis propios ecos a muchos, muchos Db's por
encima de los "normal" o de lo que es teóricamente posible (tanto con la
polaridad correcta como sin ella).....¿alguien mas ha notado esto?
El ultimo punto me lleva a concluir que mientras que la mayoría de las variaciones de
señal están de hecho relacionadas con la polaridad, la ionosfera tiene un efecto
des-enfocador o ciertamente enfocador de las señales, provocando un haz artificialmente
ensanchado (y menos eficiente) o estrechado (raramente, pero sin embargo mas eficiente),
esto también parecería un conclusión lógica dada la naturaleza totalmente no uniforme
de la ionosfera y su estructura "en capas"...¿puede que incluso pudiera ser un
efecto troposférico?
También hay que decir que las conclusiones sacadas solo por unas pocas estaciones
son peligrosas, si se vive en OH o SM2 seria muy fácil negar la existencia de la
esporádica-E. No se puede notar y si se intenta explicar con los conocimientos de la
física actual se concluiría que no existe.
El fenómeno de la esporádica-E es de hecho una buena comparación porque sigue sin ser
explicado y parece que hay hasta 4 efectos interrelacionados entre si haciendo el
análisis científico incluso mas difícil/imposible...lo mismo pasa con las transmisiones
a traves de la ionosfera, es difícil diferenciar un efecto de otro...lo que esta claro es
que el mas importante es el cambio de polaridad...aunque continuo creyendo que no es el
único en absoluto.
¿Como es mi señal hacia la luna cuando esta se eleva "detrás" de la FAI sobre
el norte de Italia?...hmmmm..e incluso si el nivel de reflexión es demasiado débil para
ser detectado en 9H1 o EA8 en elevaciones grandes en aperturas por esporádica E, ¿Es
totalmente cierto que no hay dispersión o refracción de mi señal?...¿No implica al
menos que la eficiencia de mi trayecto RL se degrada mucho?...
El 8-Ene-1998 SM7UFW escribió:
Graham F/G8MBI escribió:
> y para hacerlo necesitamos ahora un sistema para intercambiar información de
polaridad...
... y para COMPARTIR la información, me gustaría añadir.
Propongo un sitio WEB donde se pueda entrar la información del QSO después del QSO:
Las entradas podrían ser:
- hora/fecha
- mi indicativo
- indicativo de la otra estación
- polaridad enviada por mi
- polaridad recibida en mi QTH
Las ventajas del sistema seria:
- La información seria compartida con otros
- La información se almacenaría a lo largo del tiempo
- La información no tiene porque ser enviada en el QSO - ahorrando tiempo y esfuerzo en
concursos, etc.
- La información puede ser 'remitida' cuando sea mas conveniente.
Me gustaría hacer la programación necesaria. Decidme si creéis que es una buena idea.
El 8-Ene-1998 G3SEK escribió:
No es necesaria ninguna otra información de la otra estación de cara a recoger data
acerca de la variación de la polarización es una medición en la recepción
simplemente.
En relación a una charla sobre el sistema de reporte de la señal...bien, después de la
recepción la idea pareció bien a la mayoría de la gente, ¡creo que puede esperar hasta
el próximo siglo!
En cualquier caso, hablemos sobre ello primero.
El ??-Ene-1998 G4SWX escribió:
Estoy de acuerdo con lo que dice Darrel, es exactamente lo que te dije tanto a ti como a
Grama por teléfono, excepto que:
Las no-uniformidades en la ionosfera provocarían la generación de polarización
elíptica tanto hacia la derecha como hacia la izquierda. Los componentes circulares de
estas tenderían a reducir la señal detectada por un antena de polarización lineal. La
reducción e casos extremos, 50% a la derecha y 50% a la izquierda serian muchos dB, si no
casi infinitos.
El caso mas interesante es la recepción de los ecos, la señal pasando de vuelta hacia
abajo por el mismo trayecto en la ionosfera que cuando subió. Me parece, por las
matemáticas, que la componente elíptica (por oposición al termino rotación de la onda
plana) cambia de sentido en el trayecto de retorno. El efecto de esto es que al contrario
del termino plano donde la rotación añade, el termino circular lo gira. Es efecto de
este termino seria cancelar la componente circular.
Este seria el caso de los propios ecos que siempre serian mas fuertes y mas polarizadas
linealmente que los ecos recibidos por cualquier otro. Puesto que otro pase a traves de un
trayecto diferente en la ionosfera es muy improbable que tenga la misma birefringencia. He
aquí el porque las observaciones de Leif de que sus ecos tiene predominantemente
polarización lineal están respaldadas por la teoría.
Algunos de los satélites GOES han establecido señales polarizadas linealmente que
permiten mediciones precisas en tiempo real de la rotación de Faraday (solo para un
trayecto, que es improbable que sea el mismo que el de la luna)
El 11-Ene-1998 AA7FV & G3SYS escribió:
La discusión sobre los cambios de polaridad de las señales de RL viajando a traves de la
ionosfera me motivó a abrir algunos de mis viejos libros de texto, y a hacer un poco de
navegación por Internet. Tal vez alguna de las siguientes notas y direcciones WEB sean de
interés, aunque tal vez la mayoría de puntos ya sean familiares a muchos.
La mayoría de los libros de texto tienen una sentencia con el texto "Una onda
polarizada linealmente incidiendo en la ionosfera en general se convertirá en polarizada
elípticamente". Los detalles son definidos por la ecuación de Appleton-Hartree,
remontándose a 1932 o incluso antes. Hay una descripción inteligible en este sitio WEB,
en http://karlsberg.usask.ca/~andreas/thesis/node7.html
con el titulo "Teoría Magneto-iónica y la ecuación de Appleton-Hartree"
Los detalles del cambio de polarización dependen de la frecuencia, la densidad
total de electrones y el campo magnético adaptado a la línea del lugar, y la dirección
del campo magnético con respecto a la dirección de propagación del plano de
polarización. Cualquier onda plana puede ser considerada como el vector suma de 2 o mas
ondas planas con diferentes ángulos de polaridad. Por ejemplo una onda 100% polarizada
verticalmente puede ser considerada como la suma de dos ondas de diferente polaridad en
fase, cada una conteniendo la mitad de la energía, una con el plano de polarización 45
grados hacia la derecha de la vertical y la otra 45 grados a la izquierda de la vertical.
El campo magnético de la tierra facilita el que se los electrones de la ionosfera se
muevan mas en una dirección que en otras, y esto causa un índice de refracción
ligeramente diferente, y también diferentes velocidades de propagación, de las ondas
polarizadas linealmente en diferentes ángulos de polarización. Esto a su vez cause un
desplazamiento de fase relativo entre las diferentes componentes de la onda, que en
general resultarán en una polarización elíptica. Este es el principal factor
responsable del cambio de polarización. Todos estos parámetros aparecen en la ecuación
de Appleton-Hartree.
La polarización circular es un caso especial de polarización elíptica; aveces la
onda y los parámetros ionosféricos inevitablemente resultarán en polarización
circular. Cuando una onda polarizada circularmente se recibe por una antena polarizada
linealmente, la fuerza de la señal recibida no esta afectada en absoluto por la rotación
del plano de polarización, aunque la diferente polaridad provoca una perdida constante de
3 dB. Bajo estas circunstancias, el cambio a una antena con la polarización circular
correcta daría una ganancia de 3 dB, pero una en el sentido circular inverso perdería la
señal. ¿Tiene alguien la posibilidad de hacer esta prueba con la señales de RL?
Otro hecho que afecta la fuerza de la señales de VHF y UHF que pasan a traves de
la ionosfera se conoce como escintilación. En efecto, las masas de electrones
enriquecidos actúan como lentes; pueden mejorar la señal, concentrando energia en un
punto determinado de la tierra, o puede deteriorar la señal redirigiendo la energía que
debería haber llegado a un punto determinado hacia otro punto cualquiera. En realidad es
un poco mas complicado, involucrando la refracción y también la difracción, y es
variable en el tiempo. El fenómeno se notó por primera vez en 1946 por Hey, Parsons y
Philips en unos antiguos trabajos de radioastronomia en 64 MHz. Una analogía es el
titileo observable ópticamente de las estrellas al ser observadas a traves de una
atmósfera inestable.
La WEB está llena de referencias al tópico, pero me di de bruces con un
buen resumen de la escintilación ionosférica con referencias literarias en: http://www.physics.uq.oz.au:8001/sp/intro.html
llamado "Escintilaciones ionosféricas de latitud media"
Este incluye un enlace a algunos interesantes compendios de la literatura profesional: http://www.physics.uq.oz.au:8001/sp/abstr2.html
.
La escintilación ionosférica es mucho mas pronunciada en VHF y frecuencias mas bajas,
pero un compendio aquí menciona mediciones de escintilación en 1.7 GHz, con una
variación de señal pico-a-pico de 2,3 dB, y otros describen mediciones de escintilación
ionosférica durante una tormenta magnética en frecuencias tan altas como 11,5 GHz.
La escintilación ionosférica puede afectar a las señales de RL, pero también
hay escintilación interplanetaria, que afecta a las ondas pasando a traves del viento
solar dentro de nuestro sistema solar, e incluso escintilación interestelar que puede
afectar a la recepción fuentes astronómicas muy distantes. De momento esto no es un
problema para la comunicación entre radioaficionados.
Finalmente, puesto que yo personalmente no tengo la sensibilidad
necesaria para ser capaz de hacer mediciones útiles en señales de RL reales, he
encontrado interesante monitorizar algunas transmisiones de VHF y UHF de algunos
satélites geoestacionarios. En particular, para los que estén en Estados Unidos:
El GOES-8 y el GOES-9 tiene transmisiones codificadas desde una órbita
estacionaria, en 468.8375 y 468.825 MHz. Se puede encontrar mas información
en http://www.bldrdoc.gov/timefreq/service/goes.htm
. Las transmisiones tienen una portadora bien definida y muy estable que es fácil
de monitorizar.
Hay una lista de satélites con balizas esencialmente continuas en frecuencias de
150 MHz e inferiores en:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/spacewarn/spx520-catiradiobeacon.html
.
He encontrado las señales del GOES 2 y el GOES 3, nominalmente en 136.380
MHz, particularmente útiles; de hecho los dos satélites difieren de frecuencia por unos
800 Hz, lo cual hace que ambas señales puedan ser introducidas convenientemente en un
pasabanda DSP de la soundblaster. Las señales no están moduladas, aparte de las
variaciones causadas por el giro del satélite, que a menudo provoca un desplazamiento de
6 Hz en el espectro que ayuda a su identificación.
Mis excusas por lo larga que se ha hecho esta nota, pero espero que algo sea de
interés para alguno de los efectos de propagación RL observados.
El 16-Ene-1998 N1BWT escribió:
Ha habido recientemente una ráfaga de mensajes en relación con las causas del
desvanecimiento de las señales de RL.
En el número de Diciembre de la revista "IEEE Antennas and Propagation" había
un artículo sobre los "10 años de observaciones de la radio-escintilación",
de Jules Aarons del Centro de Física espacial de la Universidad de Boston.
El articulo toca el tema del desvanecimiento de 54 MHz a 4 GHz en transmisiones de
satélite y radioastronomia, trayectos similares al RL. Reporta desvanecimientos que
varían con la frecuencia**-1.5 [elevado a -1.5], y proporcionalmente al flujo solar, con
picos alrededor del mediodía y medianoche.
Unos pocos números que he extraído:
250 MHz: Desvanecimientos de 25 dB en años de flujo solar elevado, 3 a 5 dB en años de
flujo solar bajo.
1.6 GHz: Desvanecimientos de 10 dB en años de flujo solar alto.
4 GHz: Desvanecimientos de 4 dB.
Las implicaciones para los GPS están siendo estudiadas, pero el autor apunta que los
satélites LEO propuestos probablemente no han considerado este problema.
Puesto que el articulo es probablemente difícil de conseguir para la mayoría de los
aficionados a RL, si hay algún interés, estaría dispuesto a enviar una copia por correo
a el primer radioaficionado de cada hemisferio que este dispuesto a hacer copias
adicionales para la siguiente parte interesada, y así en adelante...
El 23-Ene-1998 GM4JJJ escribió:
Aquí esta una copia del ultimo 'Satgen' de John GM4IHJ que sigue el tema de la discusión
en este grupo:-
>From: John Branegan <gm4ihj@branegan.demon.co.uk>
>Subject: Satgen 461
>MIME-Version: 1.0
>
>
>Satgen461 Space Propagation Pt1 by GM4IHJ (BID SGEN461) 1998-01-24
>
>La mayoría de operadores de satélites y RL saben que las descripciones sencillas del
los libros de radioaficionados de lo que sucede a una señal en el espacio viajando a
traves de la ionosfera, y, lo que realmente llega al receptor de la estación terrestre
son dos cosas muy distintas.
>Las señales pueden ser perturbadas por efecto Faraday, Esporádica E. efectos de
campo alineado, Aurora, Escintilación, el tiempo atmosférico, y la Atmósfera.
>
>Tomando el efecto Faraday primero. Una señal llegando a traves de la ionosfera ¿ve
simplemente afectada su polaridad de tal manera que, p.e. la polarización vertical del
transmisor aparece como una señal con una polaridad distinta a la vertical en la antena
de la estación terrestre? No, no es así, como pronto revela un simple experimento
escuchando una señal proveniente del espacio con una antena en la tierra que puede ser
girada para presentar ángulos de polarización variables. Pero hay que ser cautelosos. Un
satélite encima de una Latitud X con su antena apuntando verticalmente hacia la tierra
por debajo no tiene la misma vertical que la antena de la estación terrestre
alineada verticalmente en la latitud Y. Muchos operadores de satélites (particularmente
los operadores de satélites metereológicos y de TV), apuntan la antena del satélite
hacia el centro del área de cobertura, y con un haz muy ancho de esta es posible estar
digamos hasta digamos a 60 grados de la vertical del satélite. Así que hay que ir con
cuidado incluso si se empieza con experimentos unidireccionales simples.
>
>Para las señales de Tv en 10GHz la rotación de Faraday no es un problema. Pero en la
frecuencias de UHF empieza a serlo y en las de VHF es un serio problema en las señales de
satélite que provienen de antenas polarizadas linealmente y también en las que vienen de
antenas supuestamente polarizadas circularmente, las cuales producen cambios de polaridad
mayores cuando mas lejos estas del eje central de la antena del satélite.
>
>Incluso peor es cuando te arriesgas a llevar a cabo un experimento con un satélite
geoestacionario fijo en tu cielo enviando polarización lineal, y tu lo recibes con una
antena que puede ser girada para alinearla con la señal mas fuerte, o sea la correcta
para la polarización transmitida mas la rotación de Faraday. Inevitablemente te dará un
ataque cuando descubras que en vez de la diferencia esperada de 20 dB entre la correcta
polaridad de la señal, a 90 grados de la totalmente incorrecta, obtienes solo una
diferencia de unos 6 dB, porque una señal lineal llegando a traves de la ionosfera esta
inevitablemente polarizada elípticamente al ser recibida en la tierra. Un fenómeno
completamente reportado hace casi 70 años por Appleton y Hartree.
>
>Así que si esta simple prueba ya revela que un solo pase a traves de la ionosfera
produce polarización elíptica, el resultado de dos pases hacia un satélite o la Luna
será muy diferente de la simple teoría. He aquí la causa por la cual la mayoría de
sistemas profesionales han pasado al mucho mas complejo de polarización circular, donde,
si se usan antenas helicoidales en vez de yagis cruzadas o dipolos espaciados para
conseguir la circularidad, las señales casi no serán afectadas por la rotación de
Faraday en cualquier frecuencia por encima de 136 MHz. Por debajo de 136 MHz las antenas
son demasiado voluminosas y raramente producen una circularidad razonable.
>
>Chronological List title - Space Propagation Pt1
>Suggested Index references - Faraday : Propagation : Space Experiments
>--
>John Branegan
>
El 23-Ene-1998 WB4APR escribió:
El Viernes, 23 Ene 1998, David G.L. Anderson escribió:
>> He aquí la causa por la cual la mayoría de sistemas profesionales han pasado al
mucho mas complejo de polarización circular, donde, si se usan antenas helicoidales en
vez de yagis cruzadas o dipolos espaciados para conseguir la circularidad, las señales
casi no serán afectadas por la rotación de Faraday en cualquier frecuencia por encima de
136 MHz.
Las antenas helicoidales son buenas entre dos sitios fijos, una puede usar polarización
circular derecha y la otra izquierda, pero no son una buena idea para QSO's al azar porque
haría falta ser capaz de cambiar el sentido de la polaridad dependiendo de con quien se
este hablando.
Dos antenas con polarización circular derecha o dos con izquierda tendrían la polaridad
cambiada debido a la reflexión en la luna. Una estación transmitiendo con polarización
circular derecha tendría que cambiar a izquierda para escuchar sus propios ecos. Lo sé,
he probado con 100 vatios en 2.2 GHz y los ecos no son detectables o no ser que cambie la
circularidad entre transmisión y recepción.
El 25-Ene-1998 SM5BSZ escribió:
Me da la sensación de que el único de esta lista que piensa que la absorción
ionosférica es un fenómeno raro en 144 MHz. La ionosfera "normal" tal cual
aparece en mi primer mensaje con los datos de la conferencia no es obviamente aceptada por
la comunidad de RL.
Me parece una situación destacable, e intentaré el porque en este tal vez un poco largo
mensaje. Para empezar, tomemos la siguiente copia de un correo-E de Darrel Eternos, AA7FV
& G3SYS que llegó de G3SEK a traves de G4SWX cuando el "moon net" estaba
inoperativo. (Tal vez podría compartir la discusión con el resto de nosotros...aquí o
en el WEB de EA6VQ)
Darrel explica aquí de una manera muy pedagógica como podemos comprender los casos en
que la dirección de propagación es paralela o perpendicular al campo magnético.
*******************************************************************
**************** De Darrel Eternos Ene,18 1998 ******************
Una onda polarizada linealmente puede SIEMPRE ser considerada como la suma de una
onda con polarización circular derecha y otra con polarización circular izquierda, con
el 50% de la potencia en cada una de las polarizaciones circulares puramente ortogonales.
De manera similar, sumando dos ondas con polaridad circular ortogonal, de igual amplitud,
siempre obtenemos una onda 100% polarizada linealmente. Esto, en si mismo, no tiene nada
que ver con la ionosfera. Si la onda con polarización circular derecha esta en fase con
la onda con polarización circular izquierda cuando ambos de sus vectores rotacionales son
horizontales, entonces el resultado de la combinación es una onda 100% polarizada
linealmente (horizontalmente). Si están desfasadas 180 grados el resultado es una
onda polarizada linealmente (verticalmente). Si las ondas están desfasadas 90
grados la una respecto a la otra, el resultado es una onda polarizada linealmente (a 45
grados de la horizontal). La suma de ondas de polarización circular derecha e izquierda
siempre da una onda 100% polarizada linealmente, con un ángulo de polarización igual a
la mitad de la diferencia de fase entre ellas. Así, si se suma el 50 % de la onda con
polaridad circular derecha con el 50% de la onda con polaridad circular izquierda, si sus
fases relativas concuerdan habrá un acoplamiento del 100% en una antena receptora
polarizada horizontalmente (p.e.), mientras que si sus fases son erróneas
(diferentes 180 grados en este ejemplo, resultando en un onda plana polarizada
verticalmente) habrá un acoplamiento cero en la antena con polaridad lineal horizontal.
Son las fases relativas de la polarización circular la que cuenta, no el hecho de que
haya una onda polarizada circularmente a la derecha o a la izquierda en primer lugar. Yo
creo que esto es lo que John quería decir al decir "la reducción en casos
extremos..." pero quiero asegurarme de que no lo estoy mal interpretando.
La rotación de Faraday aparece en la propagación de una señal a lo largo de una
línea de campo magnético porque. después de haber descompuesto una onda plana incidente
en sus componentes ortogonales de polarización circular derecha e izquierda (se puede
hacer esto antes de que llegue a la ionosfera), luego el índice de refracción de ambas
ondas es diferente. En efecto, dependiendo del signo del campo, los electrones intentan
moverse en círculos parciales en el mismo sentido que el vector rotativo de una de las
polarizaciones circulares ortogonales, en cuyo caso tienen mas influencia en la onda,
mientras que si los electrones se mueven en círculos en el sentido opuesto de rotación
de la polarización circular opuesta interactuan menos con ella. Esto da un índice
de refracción diferente de los términos circulares ortogonales, que resulta en una fase
relativa diferente cuando las ondas con polarización circular derecha e izquierda emergen
de la ionosfera, lo cual resulta en una rotación del plano lineal de polarización. En
este caso ideal "entrada lineal da salida lineal" pero con el plano
girado. Para este caso ideal de una onda polarizada linealmente propagándose
exactamente a lo largo de una línea de un campo magnético, la onda nunca es polarizada
elípticamente en absoluto.
Los libros de texto hablan del rayo "ordinario" y del
"extraordinario". Para la propagación a lo largo de líneas de campos
magnéticos (el caso longitudinal) los rayos ordinarios y extraordinarios son las
componentes de polarización circular ortogonal. Para propagación perpendicular a las
líneas del campo magnético (el caso transversal) los rayos ordinarios y extraordinarios
son componentes polarizadas linealmente, con el campo-E paralelo en relación al campo
magnético, y paralelo al campo magnético. Por supuesto, dependiendo de la fase y
amplitud relativa de los dos términos lineales, el resultado de la combinación podría
ser cualquiera (polarizado linealmente, circularmente o en general elípticamente).
Para la propagación a lo largo de líneas del campo magnético, es conveniente
descomponer la onda en la suma de sus términos ortogonales. El cambio de polarización
proviene del cambio en la fase relativa de los dos términos ortogonales. Con la
propagación a traves de las líneas del campo, es mas conveniente descomponer la onda en
términos lineales ortogonales, uno con el campo E paralelo con, y otro con el campo E
perpendicular a, el campo magnético. Esto es cierto incluso si la onda incidente esta
100% polarizada circularmente. (p.e. términos lineales ortogonales desfasados 90 grados.)
Intentare resumir los casos especiales extremos, asumiendo que la onda incidente esta 100%
polarizada linealmente.:
(A) Propagación paralela a las líneas del campo magnético.
=================================================
(1) Las ondas ordinarias/extraordinarias tiene polarización circular derecha e izquierda
(o viceversa).
(2) Habrá un cambio en la fase relativa de las componentes de polarización circular
derecha e izquierda. Esto provocará una rotación pura del plano lineal de polarización.
No se provoca polarización elíptica.
(3) Los cambio en la amplitud relativa (p.e. por la absorción del rayo extraordinario)
PROVOCARIA polarización elíptica, pero no es normalmente importante en las longitudes de
onda de VHF/UHF (pero puede serlo aveces.)
(4) La rotación del plano de polarización es acumulativa. En el trayecto de vuelta de la
Luna, la rotación total del plano de polarización es doblada..
(B) Propagación perpendicular a las líneas del campo magnético.
===================================================
(1) Las ondas ordinarias/extraordinarias son respectivamente polarizaciones lineales con
el campo E paralelo al campo magnético, y con el campo E perpendicular al campo
magnético.
(2) Habrá un cambio en la fase relativa de estas dos términos lineales ortogonales,
debido al diferente índice de refracción de las ondas ordinarias/extraordinarias.
Consideremos algunos casos especiales:
(i) Si la onda incidente esta polarizada con el campo E paralelo al campo
magnético, no hay rayo extraordinario, y nada cambia en la polarización. No se presenta
rotación de polaridad ni polaridad elíptica.
(ii) Si la onda incidente esta polarizada con el campo E perpendicular al campo
magnético, el 100% se convierte en el rayo extraordinario. De nuevo, no hay cambio en la
polarización. No se presenta rotación de polaridad ni polaridad elíptica.
(iii) Si la onda incidente esta polarizada con el campo E a 45 grados del campo
magnético, entonces la mitad de la potencia puede ser considerada como una onda plana
paralela al campo magnético, y la otra mitad perpendicular al campo magnético. Los dos
partes se propagan con diferentes velocidades, por lo tanto hay un desplazamiento de fase
relativo.
(a) Si este desplazamiento de fase es múltiplo impar de (pi/2),
el resultado es una radiación 100% polarizada circularmente, bien a la derecha o a
la izquierda dependiendo de cuantos (pi/2) hay en el desplazamiento de fase.
(b) Si este desplazamiento de fase es múltiplo impar de (pi), el
resultado es una onda 100% polarizada linealmente, pero con el plano de polarización
girado 90 grados.
(c) Si este desplazamiento de fase es múltiplo par de pi,
obviamente nada cambia.
(3) El cambio de la amplitud relativa del rayo extraordinario y ordinario, causado por la
absorción diferencial, in general causará alguna rotación en el plano de polarización
incidente, pero no introducirá por si mismo polarización elíptica de la onda. Este caso
probablemente no es importante.
(4) El desplazamiento relativo de fase entre el rayo extraordinario y ordinario es
acumulativo. El desplazamiento de la diferencia de fase se doblará a la vuelta del viaje
a la Luna.
Sin embargo, hay algunos casos especiales.
(a) Si desplazamiento de fase en una dirección es pi/2, entonces al
volver de la Luna se convierte en pi. Por lo tanto, lo que llego a la luna como 100%
circular, debido al desplazamiento simple de pi/2, vuelve como 100% lineal pero con el
plano de polaridad girado 90 grados. (La reflexión en la luna también cambia la
polarización circular derecha en izquierda; No recuerdo si esto suma o resta a la
rotación del plano de polarización, o incluso si no tiene efecto.)
(b) Si el desplazamiento de fase en una dirección es cualquier múltiplo n
de pi, entonces al volver se convierte en 2.n.pi, así que la onda vuelve con la misma
polarización lineal con la que partió
********************** Fin del texto de Darrel's ************************
********************************************************************
<<<<<<<<<<<<<< Sección teórica (puede contener
errores) >>>>>>>>>>>>>>>>>>
El caso general es mas difícil de visualizar. Hay que separar la radiación en dos
polarizaciones elípticas ortogonales. El resultado final será sin embargo similar al que
obtenemos reemplazando el pase a traves de la ionosfera real con algún ángulo alfa entre
el campo magnético y la dirección de propagación por un pase a traves de dos capas
ionosféricas diferentes de grosor coseno(alfa) y seno(alfa) en las cuales el campo
magnético es paralelo es respectivamente ortogonal al campo magnético.
Una vez que hemos corregido cuantitativamente los índices de refracción para los casos
extremos, yo creo que seria obvio lo que sucedería en el caso general.
La referencia: http://karlsberg.usask.ca/~andreas/thesis/node7.html
que Darrel dio en un mensaje anterior proporciona las ecuaciones, pero no se que números
entrar así que no puedo hacer cálculos directamente con la ecuación (2.16). Sin embargo
si es posible comparar la ecuación (2.26) con la (2.24 y 2.25). Estas ecuaciones son para
casos puros descritos anteriormente en el texto de Darrell y son para frecuencias por
encima de 8MHz.
(A) Propagación paralela a la líneas del campo magnético.
=================================================
(1) Las ondas ordinarias/extraordinarias tienen polarización circular derecha e izquierda
(o viceversa). Para frecuencias por encima de 8MHz:
n*n = 1 - X / (1+Y) Ordinary (?) equ (2.26)
n*n = 1 - X / (1-Y) Extraordinary (?) equ (2.26)
(B) Propagación perpendicular a las líneas del campo magnético
===================================================
(1) Las ondas ordinarias/extraordinarias son respectivamente polarizaciones lineales con
el campo E paralelo al campo magnético y con el campo E perpendicular al campo
magnético.
n*n = 1 - X*(1-X) / (1-X-Y*Y/2+Y*Y/2) Ordinary equ (2.24)
n*n = 1 - X*(1-X) / (1-X-Y*Y/2-Y*Y/2) Extraordinary equ (2.25)
X es el cuadrado del ratio de la frecuencia de la señal con respecto a la frecuencia del
plasma. La frecuencia del plasma es la frecuencia limite de una onda de radio que sea
reflejada por la ionosfera a 90 grados, así que podemos asumir con seguridad que X no
esta muy por encima de 0.01 en 144MHz. La cantidad interesante es la diferencia entre los
índices de refracción de las dos ondas in los dos casos. Y es la frecuencia de giro de
los electrones dividida por la frecuencia de la señal, por lo tanto también es un
número pequeño.
En el caso A la diferencia entre los cuadrados es:
X/(1-Y) - X/(1+Y) = 2*X*Y (aprox)
En el caso B la diferencia es:
X*(1-X)/(1-X-Y*Y/2-Y*Y/2) - X*(1-X)/(1-X-Y*Y/2+Y*Y/2) = X*Y*Y (aprox)
La rotación de Faraday en el caso longitudinal es 2/Y veces mas fuerte que la conversión
de lineal a circular en el caso transversal.
Hay que hacer notar que el índice de refracción es aquí una cantidad real. La parte
imaginaria que se asocia con las colisiones es una medida de atenuación mientras que la
parte real es una medida de la velocidad de la onda.
Por la ecuación (2.16) parece muy poco probable que la pequeña diferencia en la
atenuación entre la onda ordinaria y extraordinaria pueda tener algún efecto en la
polarización.
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Fin de la sección teórica
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El equipo que uso desde hace mas de tres años hace uso de un ordenador para correlacionar
la señal de las dos partes de mi antena yagi cruzada. Esta evaluación me da las
amplitudes relativas Y LA FASE de las dos señales. El algoritmo es razonablemente
eficiente y el ordenador siempre presenta el plano de polarización y la
"circularidad", un numero que va desde 100 para una onda polarizada
circularmente hasta cero para una onda polarizada linealmente.
El sistema de recepción esta implementado en hardware dedicado (TMS320C25 + 80186) y es
un inconveniente para el programa, así que el algoritmo utiliza una polarización
preseleccionada para hallar la señal y sintonizar los filtros sobre ella antes de que sea
posible un análisis de la polarización. En circunstancias normales utilizo la circular
como la polarización preseleccionada porque entonces el sistema detecta todas las
señales excepto la circular opuesta, que nadie usa.
Cuando el sistema encuentra una señal, el indicador de polaridad cambia gradualmente de
"circularidad" 100 a muy cerca de 0. Para señales razonablemente fuertes este
es un proceso rápido, pero para las débiles puede tardar algo mas.
Puedo aseguraos a todos que las señales de RL mantienen su polarización lineal en las
actuales condiciones solares (tal como ha sucedido en los últimos años). He comprobado
esto cientos de veces y es parte de mi procedimiento de QSO normal el medir la
polarización de la otra estación de cara a saber que polarización debo usar. Puedo ver
polarización circular perfecta de HB9JAW pero el resto la tiene lineal con bastante
precisión.
Por supuesto que no se que pasará durante el próximo máximo del ciclo solar, pero en
teoría pienso que no deberíamos esperar que la conversión de lineal a elíptica cause
perdidas de señal en 144 o superiores, excepto durante circunstancias inusuales.
<<<<<<<<<<<<<< La
controversia >>>>>>>>>>>>>>
G3SEK y G3LTF (Ene.7) dicen que la difuminación de la polarización es a menudo de -10 dB
en 432MHz.
GM4IHJ (Ene.23) Si comparamos la mejor y peor polarización del GEOSAT hay una
diferencia de 6 dB, no la esperada de 20 dB.
¿¿ SON ESTAS OBSERVACIONES DEBIDAS A EFECTOS IONOSFÉRICOS ??
¡¡ Mi respuesta es definitivamente no - el resto del mundo parece que dice si !!
Todos leemos de vez en cuando acerca del "bloqueo de polaridad". Esta cosa seria
extremadamente rara si la difuminación de la polaridad debida a efectos ionosféricos
fuera la situación normal.
Las situaciones en que un continente entero tiene un bloqueo de polaridad durante horas
indican que la rotación de Faraday es muy pequeña - de lo contrario no duraría tanto y
no afectaría a un área tan grande. La difuminación de la polaridad no puede darse si la
ionización es tan débil que la rotación de Faraday es pequeña.
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<<<<<<<<<<<<<<< Escintilación
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La escintilación es un fenómeno que acontece a ciencia cierta en la ionosfera en VHF. El
fenómeno es análogo al titileo de las estrellas y es un fenómeno que causa QSB, pero no
cambia el nivel de potencia media de la señal recibida.
No estoy seguro que el trayecto de RL este afectado por la escintilación debido al
tamaño de la Luna. Las estrellas titilan, pero no los planetas - ¡¡ son demasiados
grandes !!.
El QSB causado por la escintilación (si contribuye en algo) se añade al desvanecimiento
de libración causado por el movimiento de bamboleo de la Luna y tal vez cambie el
carácter del QSB ligeramente aunque personalmente no pienso que sea un efecto
significativo.
¡Si la escintilación fuera un problema creo que los reportes de malas condiciones serian
bastante diferentes de lo que estamos acostumbrados a ver!
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Para esos de vosotros que aun creéis que la polarización elíptica causa perdidas de
señal en las señales de RL os sugiero un sistema estéreo. En 70 cm. donde la elíptica
es a menudo recibida por razones desconocidas un sistema como el que yo estoy usando
daría una señal uno o dos dB mejor que con los sistemas convencionales porque el
ordenador (o vuestros cerebros si escucháis en estéreo) no tiene prejuicios - se adapta
a la polaridad realmente presente.
Adivino que una yagi cruzada con un sistema estéreo daría a menudo una mejora de 3 dB en
RL en 50 MHz, y probablemente también en modos terrestres en esa banda.
Mi nuevo sistema de recepción, que aún no esta completo, funcionará en un PC con una
Soundblaster 16. Escucha en estéreo en un ancho de banda de 20kHz y permite encontrar
rápidamente todos los que estén llamando CQ - y sus polarizaciones. Cuando funcione
correctamente pondré el software en mi sitio WEB como un archivo EXE y con el código
fuente, para los que queráis usarlo. ¡Tener una visión general de la banda hace mas
divertida la operación!
El 25-Ene-1998 K5GW escribió:
Tendré que dar la razón a SM5BSZ en el tema de la absorción pero por una razón
diferente:
Hago frecuentes mediciones de ruido estelar y solar con mis sistemas de 2 metros y 70 cm.
Ambos son lo suficientemente grandes como para conseguir unas lecturas muy fiables y
repetibles. Si tuviera lugar un fenómeno de absorción, inmediatamente lo notaria en las
lecturas de ruido con estos sistemas. Yo NUNCA he visto durante los últimos 5 años y
cientos de lecturas que el ruido solar o estelar estuviera por debajo del esperado y
calculado. Ha habido por supuesto ocasiones con lecturas de ruido solar elevadas. Por esta
razón, debo concluir que la perdida de señal es solo (o casi solo) una cuestión de
polaridad.
Como nota adicional, mi sistema de 70cm está equipado con rotor de polaridad muy rápido
(usa un motor de 1/3 de caballo). El rotor cambia la polaridad a una velocidad de 8 grados
por segundo. Yo puedo testear los ecos mientras estoy rotando en sentido horario o
anti-horario para provocar que mi echo cambie la polaridad mas o menos unos 20 grados en
relación a la polaridad transmitida. Midiendo la fuerza del eco y transportándolo a la
tabla de perdidas de polaridad(45grados=-3db, 90 grados=-20db, etc.) puedo determinar la
polaridad del eco local con bastante precisión. Puedo deciros que en LA MAYORIA de las
ocasiones en los dos últimos años la rotación de la polaridad de mi eco local ha estado
en el rango de 70 a 110 grados. Si esto es cierta para otras estaciones, y creo que lo es,
el testeo de los ecos ha sido bastante deprimente durante los últimos meses. Como
estimación, la fuerza de mi propio echo ha sido típicamente 10 dB o mas por debajo de lo
optimo. Menciono esto solo porque un operador con poca experiencia podría sacar la
conclusión.que su estación tiene un serio defecto puesto que los ecos son siempre mas
débiles de lo esperado. Quiero poner énfasis en que esto es en 70 cm y no tiene
relación con el caso de los 2 metros.
El 26-Ene-1998 F/G8MBI escribió:
¿Un nuevo ángulo.? (punto intencionado)
La discusión sobre la polaridad es fascinante...
Parece que unos pocos no aficionados al RL que están aquí tiene un verdadero interés en
este tipo de temas, y son actualmente profesionales en varias ramas de la industria, les
parece comprender muchos de los efectos y tienen pruebas matemáticas claras, muy lejos de
mi humilde capacidad matemática/observacional.
¿Ha alguien realmente aprovechado a estos compañeros para ayudar con los documentos en
de defensa contra los que quieren usar la parte baja de VHF para uso comercial de los
satélites LEO...? ¿..como los que todavía persisten en atacar la banda de 144...?
¿Conocen estos compañeros estos efectos también...? ¿Se les debería decir.?
El 28-Ene-1998 ZS6AXT escribió:
He notado que las señales del METEOSAT (1695 MHz) son mas fuertes después de la puesta
del Sol y también después de llover. También he notado un efecto similar en 1296 MHz.
Así que obviamente hay alguna otra atenuación, causada tal vez por polvo en la
atmósfera y otras razones. Así que parece que tenemos mas tipos de atenuación que las
tipos teóricamente "estándar" especialmente en las frecuencias altas.La señal
del Meteosat es marginal aquí y cualquier cambio de nivel se nota inmediatamente, como
ruido en la imagen.
Explicación sobre el significado del "nulo" (Gracias SM5BSZ)
El nulo a ser "rellenado" hace referencia a una medición del nivel de señal
contra el ángulo del elemento. Si se recibe una señal que es tiene una polarización
puramente lineal con una antena polarizada linealmente, la amplitud de la señal será
exactamente coseno(P) siendo P el ángulo entre el plano de polarización y el plano de la
antena. Cuando el ángulo P es exactamente 90 grados la señal desaparece completamente.
Eso es el nulo.
En la vida real nunca hay nulos exactos, el nulo es "rellenado" hasta cierto
punto. Cuando el nulo es rellenado a -6dB, la señal mas débil que uno puede hallar
girando el ángulo de polarización es 6 dB por debajo de la señal máxima (a 90 grados)
El "relleno del nulo" sucede porque una u otra antena radia un poco en el plano
ortogonal con una fase que esta desplazada 90 grados del haz principal. Esto significa que
la polarización contiene una componente de polarización circular.
El relleno del nulo no dice de donde proviene la componente circular. Puede que sea de la
antena transmisora, de la receptora o del canal de propagación.
La observación de un nulo perfecto no significa una polarización lineal perfecta -
también puede significar que la antena este polarizada elípticamente tanto como la onda
- pero en la dirección opuesta.
En principio (por supuesto) tanto la reflexión en la Luna como el pase a traves de la
ionosfera pueden causar alguna contribución a la polarización circular. Lo que quiero
dejar claro es que este es un efecto muy pequeño en 144 MHz - no afecta la comunicación
EME en absoluto excepto durante una aurora extremadamente fuerte, y solo para las señales
pasando por la ionosfera en la zona de la aurora.
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