Radiodifusión. El Comité Consultivo Internacional de las Comunicaciones de Radio (CCIR) dividió en 1953 el espectro de frecuencias dedicado a la propagación de las ondas de radio, en las bandas y utilizaciones más importantes (tabla 2). Las ondas de radio utilizadas en radiodifusión marina son las más largas, entre 2.000 y 1.000 m y su frecuencia está comprendida entre 30 y 300 kHz. La gama de onda media comprende las frecuencias entre 300 kHz y 3 MHz, de uso preferente en radiodifusión OM. La gama de ondas cortas, que alcanzan distancias más elevadas, tiene una longitud entre 100 y 1 0 m y se propagan entre 3 y 30 MHz. Finalmente, las ondas ultracortas van desde 10 a 1 m propagándose entre 30 y 300 MHz.

En estos últimos puntos ya existe un solapamiento entre ondas de radio, televisión y frecuencia modulada. Esto es así porque esta última trabaja en el margen de frecuencia comprendido entre 88 y 108 M Hz en América, entre 66 y 72 MHz en Europa Orienta¡ y entre 88 y 104 MHz en el resto del Mundo.

A partir de 54 MHz comienza la banda de televisión, que se extiende hasta 216 MHz, banda en que se encuentran todas las comunicaciones a media y larga distancia.

Desde este punto y hasta 3.000 GHz se hallan todo tipo de enlaces por microondas, televisión, radar, etc., aunque el campo más importante es el de las microondas ya que es el que posee una mayor amplitud del espectro y llega incluso a longitudes de onda de 0,0001 m.

La radiodifusión nació en EE.UU. y de allí provienen la mayoría de las publicaciones de orden técnico que llegan a nuestras manos, por ello, aunque hagamos la oportuna traducción a nuestro idioma es conveniente conocer el significado de las abreviaturas más corrientes. Tal como vayan apareciendo en la página las iremos traduciendo, es lo que hacemos ahora con las siglas que aparecen en la tabla 2.

VLF Very Low Frequency (Muy Baja Frecuencia)
LF Low Frequency (Baja Frecuencia)
M F Medium Frequency (Frecuencia Media)
H F High Frequency (Alta Frecuencia)
VHF Very High Frequency (Muy Alta Frecuencia)
UHF Ultra High Frequency (Ultra Alta Frecuencia)
SHF Super High Frequency (Frecuencia Super-Alta)
EHF Extremely High Frequency (Frecuencia Extremadamente Elevada)

PRODUCCION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS 

Las ondas electromagnéticas están formadas por la asociación de dos tipos de ondas: unas de tipo eléctrico y otras de tipo magnético. Ambas provienen de los campos eléctrico y magnético dispuestos perpendicularmente entre sí y con la dirección de propagación. En la figura 235 hemos representado con una tonalidad diferente los dos tipos de campos.

Con anterioridad vimos que una carga, sea positiva o negativa, crea alrededor un campo eléctrico que se dirige hacia ella o sale de la misma según que la carga sea de signo negativo o positivo.

Esta carga tiene una zona de influencia que será tanto mayor cuanto más elevado sea el valor de esta carga, es decir, el campo eléctrico creado estará relacionado directamente con la magnitud de esta carga.

Supongamos que dicha carga se desplaza siguiendo una determinada dirección. El hecho de que la carga esté en movimiento puede asimilarse a una corriente eléctrica ya que, según vimos anteriormente, la corriente eléctrica es la consecuencia de que los electrones (cargas eléctricas) se desplacen a lo largo del conductor. Un conductor recorrido por la corriente eléctrica crea un campo magnético en sus proximidades. Este campo magnético es uniforme e igual en todos los puntos del conductor cuando la corriente se mantiene constante; sin embargo, cuando el desplazamiento de la carga no es uniforme sino que varía con el tiempo, también variará el campo magnético. Dado que la carga tiene de por sí un campo eléctrico y su desplazamiento da lugar a un campo magnético, por la interacción entre ambos tiene lugar un desprendimiento de energía en forma de radiación electromagnética (figura 2).

En la práctica, las ondas electromagnéticas pueden seguir cualquier dirección en el espacio a partir de una antena, o del origen de la radiación, pero siempre seguirán manteniendo las dos componentes, eléctrica y magnética, con un desfase de 90° entre ellas, es decir, los dos campos seguirán siendo perpendiculares.

La onda electromagnética representada en la figura 3a se dice que es de polarización vertical puesto que es la disposición adoptada por el campo eléctrico de la misma. En caso de estar invertidos los campos eléctrico y magnético se dice que la polarización de la onda es horizontal (figura 3b).

El factor polarización es muy importante, ésta puede mantenerse o variar de forma continua, lo que supone mantener siempre en el mismo plano o en planos cambiantes los campos eléctrico y magnético. Si la polarización de la señal de antena es de tipo horizontal también debe adecuarse la antena receptora para recoger la máxima señal según sea el tipo de polarización. Esto es muy importante, sobre todo, para tipos de ondas como las de televisión. Obsérvese que sobre las azoteas, todas las antenas presentan un plano dominante horizontal o vertical según la clase de polarización de las ondas electromagnéticas que deban recoger, de no hacerlo así, tiene lugar una pérdida importante de energía en la recepción de la señal.

En el primer dibujo (figura 4a), el extremo superior de la antena es positivo y el inferior, en contacto con tierra, es negativo. Inmediatamente se produce una inversión en el sentido de la corriente (figura 4b); el extremo superior pasa a ser negativo mientras que el extremo de tierra es positivo. Nótese que este cambio de polaridad se efectúa en un segundo más de 100.000 veces, lo cual da idea de la vibración o frecuencia que proporciona una determinada fuente de señal. La antena convierte la energía eléctrica, entregada por el transmisor, en energía electromagnética que radia hacía el espacio a una distancia que dependerá de la magnitud de la señal, de la potencia proporcionada por la emisora y de las condiciones de propagación.

El conjunto de dos cambios continuos de polaridad da lugar a una vibración completa, lo que representamos en la figura 4c, con la longitud de onda -lambda-. Esta longitud de onda depende, naturalmente, de la frecuencia de oscilación del generador, cuanto mayor sea la frecuencia menor será la longitud de onda y, al revés, aumenta la longitud de onda cuando la frecuencia es menor.

Entre la antena y tierra tiene lugar una circulación alternada de electrones. Para ver el mecanismo de propagación desde otro ángulo podemos imaginar que estamos sobre una antena del tipo que se conoce como dipolo, que recibe la señal procedente de un transmisor o emisora. En la figura 5 se representa el aspecto físico de una antena emisora. De la emisora salen dos conductores que van a cada uno de los extremos de los dos trozos de la antena dipolo.

En un instante determinado uno de los extremos de la antena es positivo y el otro es negativo, ello supone que se establece un campo eléctrico entre los dos conductores desde el positivo hacia el negativo, tal como señalamos en la figura 6. Cuando cambia la polaridad a la salida del emisor tiene lugar una inversión de aquélla en las dos ramas de la antena con relación al instante anterior, lo que supone que la línea de fuerza exterior se separa en dos y se irradia hacia los dos lados del dipolo que forma la antena.

Este proceso de sucesivas inversiones de polaridad en cada mitad del dipolo permite "despegar" de la antena sucesivas ondas que desde ésta comienzan a extenderse hacia el espacio que las rodea y desde allí, gracias a la elevada frecuencia del emisor y a la potencia del mismo, llegan a alcanzar distancias muy considerables.

Las antenas tipo dipolo se emplean con preferencia en la transmisión de ondas de frecuencia muy elevada, del orden de algunos megahercios, como es el caso de la frecuencia modulada y de las señales de televisión. Para transmitir señales de radio de frecuencias muy bajas es suficiente emplear un tipo de antena equivalente a la mitad del tipo anterior, es decir, conectar a tierra el generador de alta frecuencia y dejar solamente uno de los trozos de la antena que antes hacía de dipolo, de este modo nos queda la denominada antena Marconi. Este tipo de antena reduce las ondas radiadas a la mitad, ya que sólo se transmite a través del aire una parte, las restantes van a parar a tierra.

La longitud de onda de una antena responde a la siguiente fórmula: 

donde, v es la velocidad de propagación de la luz, (300.000.000 m/s) y f  la frecuencia a que se propaga, medida en hercios.

La longitud de onda no es necesario que sea físicamente del valor calculado en la fórmula anterior, ya que en la práctica sería muy difícil disponer de antenas emisoras para ondas muy largas (éstas deberían tener algunos kilómetros), por ello se emplean antenas del tipo Marconi para longitudes 1/2 ó 1/4 de longitud de onda del valor calculado.

Existen métodos que permiten acomodar las longitudes físicas de las antenas emisoras con las longitudes de onda a transmitir, que consisten en añadir a la antena algún condensador o bobina en serie.

TRANSMISION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS

Una onda electromagnética procedente de una antena emisora se expande en todas direcciones según un frente de propagación en forma de esfera; en dos direcciones principalmente, una la terrestre, que avanza sobre la superficie de la Tierra en dos direcciones y otra, la espacial, que sigue el camino de las capas altas de la atmósfera. En los dos apartados de la figura 7 se ilustra, de forma resumida, los tipos de propagación mencionados y a continuación veremos los diferentes casos que pueden darse en la práctica.

Todas las ondas tienen su razón de ser en cuanto a su forma de propagación. Cuando la onda avanza sobre la superficie de la Tierra (onda terrestre) encuentra continuamente obstáculos que se oponen a su paso, árboles' edificios, montañas, etc. que van restándole energía a medida que esta señal se aleja del punto de origen. Si la frecuencia de propagación es muy grande querrá decir que presenta un valor más bajo cuanto más lejos se encuentra la emisora, cada vez será mayor la pérdida o amortiguamiento de la señal debido al poder de absorción del medio de propagación. Así, cuando las frecuencias de las ondas son del orden de los megahercios, la distancia de propagación se reduce a algunas decenas de kilómetros; es el caso, por ejemplo, de la propagación de las señales de frecuencia modulada y de televisión.

Otro posible camino de propagación de las ondas es aquél que se dirige por encima de la antena, en su vertical y con un determinado ángulo respecto de ésta, que sea suficiente para que los frentes de onda no se orienten hacia la superficie sino que tiendan a alejarse de ella; son las ondas espaciales

ONDAS TERRESTRES

Las ondas terrestres son aquellas que se propagan sobre la superficie de la Tierra o muy cerca de ella. La figura 8 representa las formas de propagación en estas condiciones. Esta tiene lugar de dos modos diferentes, uno directo, desde la antena emisora hasta el receptor, y otro reflejado sobre la superficie de la Tierra o los obstáculos que encuentra en su camino.

La onda superficiales guiada, por decirlo de alguna manera, sobre la superficie de la Tierra siguiendo su curvatura y si la Tierra fuese un conductor perfecto la transmisión alcanzaría distancias enormes, pero no ocurre así. Se inducen tensiones entre las ondas y el suelo que dan lugar a una cierta pérdida de energía que, como hemos dicho, provoca una atenuación o pérdida de la energía de propagación de la onda y, con ello, acortan en gran medida la distancia útil a la que es capaz de llegar la señal radiada por la antena del emisor.

En la propagación tiene una gran importancia la frecuencia de la señal, las ondas de alta frecuencia son atenuadas más rápidamente que las ondas de frecuencias más bajas.

Fijémonos un poco más en estos dos tipos de propagación sobre la superficie de la Tierra.
Para la propagación directa de las ondas tiene una importancia considerable la altura de las antenas. En los alrededores de las ciudades estamos acostumbrados a ver antenas que se elevan más de un centenar de metros, los reemisores para las emisoras de radio y televisión se levantan a grandes alturas, sobre los montículos dominantes de la orografía del terreno que se desee cubrir con la señal, lo cual condiciona la longitud de onda y el alcance directo de la emisión.

Cuando las antenas emisora y receptora están a la vista, la señal que recibe esta última no es única, sino que es la resultante de dos ondas, la onda directa y la reflejada. Ambas se encuentran y se suman, de tal modo que la onda resultante puede quedar reforzada o disminuida según que dichas señales lleguen en fase o en oposición de fase.

Cuando una onda llega a tierra, su frente se refleja y se invierte su fase, sufre un desfase de 180 ° con relación a la onda que sale de la antena y cuando la distancia entre antenas es corta y quedan casi a la misma altura del suelo, prácticamente se considera idéntica la longitud recorrida por las dos ondas y se anula en la antena receptora. Estarán también en fase cuando la señal reflejada llegue a la antena receptora un múltiplo impar de una semionda y, en cambio, también estarán en oposición de fase cuando la señal reflejada llegue al punto receptor un múltiplo par de la semionda.

Entre las dos posiciones extremas (que las ondas estén en fase o en oposición de fase) pueden darse todos los casos intermedios, así la interacción entre las ondas directa y reflejada puede dar lugar a señales que irán desde un valor máximo a un valor mínimo.

En la práctica se procurará adecuar la longitud, la altura de la antena receptora y la situación de ésta con relación a la dirección de propagación, para que ésta sea directa y evitando en lo posible la interposición de obstáculos entre emisor y receptor.

Si la distancia entre antenas es mayor que la máxima distancia visual, teóricamente no debería recibirse señal en la antena receptora, pero como se ha expuesto antes, las ondas terrestres se difractan sobre la superficie contorneando los obstáculos. Las ondas sonoras, son de baja frecuencia y rodean con facilidad los grandes obstáculos, pero no sucede lo mismo con las ondas electromagnéticas en donde la difracción es más pequeña.

Durante el día, la mayor parte de las transmisiones tienen lugar basándose en la propagación de las ondas superficiales, pero los mejores resultados se consiguen con frecuencias medias y bajas puesto que las frecuencias elevadas sufren una atenuación mucho mayor.

La tierra es un gran absorbente de ondas sonoras debido a la resistencia que aquélla opone a las mismas, pero cuando aumenta el grado de humedad también lo hace la conductividad y ello favorece la propagación. Sucede esto porque la humedad propicia la conductividad eléctrica. Recuerde, por ejemplo, que la descarga de los pararrayos sólo era efectiva cuando la zona de tierra hacia la que se llevaba el conductor de bajada estaba suficientemente húmeda como para ofrecer una resistencia mínima.

Algo similar sucede con las ondas electromagnéticas superficiales: la conductividad es tanto mayor cuanto más húmedo está el terreno, asimismo es mucho mayor a través del mar que sobre tierra firme. Este es uno de los motivos por los que las emisoras situadas junto al mar aumentan en gran medida su alcance cuando dirigen sus emisiones en esta dirección. Por un lado el agua favorece la conductividad y por otro la ausencia de obstáculos físicos permite a la onda superficial adaptarse al máximo a la curvatura terrestre. Este tipo de emisora de cara al mar se dedica, sobre todo, a comunicaciones sobre este medio, dirigidas a los barcos, con ondas largas que llegan a distancias difíciles de alcanzar con ondas directas o reflejadas. La banda de frecuencia llega de 15 a 300 kHz, lo que supone una longitud de onda a partir de 1.000 m en adelante.

Por las especiales condiciones de propagación se utilizan poco con fines comerciales y su interés reside en aprovechar las ondas superficiales sobre el mar, donde la onda se atenúa muy poco y se alcanzan distancias de hasta 1.500 km. Estas señales son muy estables y no sufren variaciones diurnas ni estacionases.

Tal como va aumentando la frecuencia, desde 300 kHz hasta 3 M Hz, la distancia alcanzada apenas es superior a los 300 km y ello con potencias de emisión considerables y siempre que se mantengan unas condiciones ideales de propagación sobre la superficie terrestre por la que discurren.

A partir de 3 MHz, la onda terrestre sufre una atenuación tan grande que no es utilizable para distancias superiores a 30 km, lo que fija el límite de su empleo en la práctica, debiendo emplearse otros métodos de propagación para frecuencias mayores a distancias importantes.

ONDAS ESPACIALES

En la figura 7 pueden observarse claramente las ondas espaciales. Este tipo de ondas corresponde al que se proyecta desde la antena hacia el firmamento sin llegar a las proximidades de la superficie.

A su vez, las ondas espaciales pueden clasificarse en otros dos tipos, ondas troposféricas y ondas ionosféricas.

Las primeras se propagan por zonas cercanas a la superficie, hasta 10 km aproximadamente, mientras que las segundas lo hacen por encima de esta altura hasta llegar a 500 km, en la zona conocida como ionosfera.

Con estas últimas pretendemos desviar la trayectoria de las ondas electromagnéticas haciéndolas regresar de nuevo a la superficie de la Tierra en un lugar muy alejado del punto de emisión.

Ondas troposféricas

Las ondas troposféricas son aquellas que se propagan en la zona de la atmósfera que tiene este mismo nombre: troposfera. Esta región situada entre 300 y 10.000 metros sobre la superficie, es el lugar en donde se forman las nubes y en el que las ondas pueden sufrir algún tipo de modificación debido a la influencia de las capas del aire.

Las condiciones de propagación de estas ondas presentan una gran dependencia de la temperatura y humedad del aire contenido en la troposfera. Como estos valores no son constantes en ninguna zona, la propagación será irregular en esta capa atmosférica. Basta observar cualquier mapa meteorológico para darse cuenta de que la temperatura va disminuyendo con arreglo a la altura, cuanto más lejos estamos de la superficie más frío está el aire, y, por otro lado, las fotografías desde los satélites muestran una diferente localización de las nubes en cada momento del día y en cada punto del globo.

Una atmósfera ideal sería aquella que partiera de valores máximos de densidad y de conducción en las zonas bajas hasta llegar a una densidad prácticamente nula y sin humedad en las zonas altas.

Sin embargo, en la práctica, estas condiciones no se dan nunca lo normal es que en el aire de la troposfera se den zonas de turbulencias (masas cambiantes de nubosidad) y estratos más o menos paralelos de diferente temperatura y concentración de humedad, lo que permite alcanzar en casos especiales distancias importantes.

En la figura 9 representamos lo que sucede con la propagación de las ondas en las proximidades de zonas montañosas. La influencia que tienen las diferentes elevaciones del terreno sobre las masas de aire que las rodean hace que no existan grandes capas uniformes de aire que tengan idéntica temperatura y humedad, lo que conlleva una dispersión de las ondas que llegan a ellas.

A este tipo de propagación se le conoce como propagación por dispersión. La dispersión se aprovecha muy poco en las zonas montañosas pero resulta de gran utilidad sobre grandes llanuras o áreas marítimas, en donde los estratos son más estables, y sobre todo a frecuencias de cientos o miles de megahercios.

Las comunicaciones por dispersión resultan útiles en la transmisión de señales de televisión o telefonía utilizando grandes potencias y antenas direccionales. Con las señales de VHF, UHF y SHF se puede llegar a distancias mayores que el alcance visual pero perdiendo estabilidad y recogiendo perturbaciones de tipo atmosférico. La lluvia, la nieve, las tormentas con descargas eléctricas, etc. ocasionan importantes variaciones en la propagación de las ondas de este tipo.

LA IONOSFERA

Antes de pasar a la exposición de transmisión de ondas mediante intervención de la ionosfera es necesario conocer un poco esta zona que rodea la Tierra.

La ionosfera es un conjunto de zonas por encima de 15 km, desde 60 hasta 600 km de altura, en las que el aire está ionizado y es un buen conductor de electricidad. Ello sucede porque hay una gran cantidad de iones y de electrones libres en esta zona, lo que influye en gran medida sobre la propagación de ondas electromagnéticas. (Recuerde que la íonizacíón consiste en que un átomo pierda o gane algún electrón).

En esta zona de la atmósfera existe una gran cantidad de gases y el impacto que producen en los átomos los rayos cósmicos y radiaciones ultravioletas les arranca algún electrón dejándolos convertidos en iones positivos, Las condiciones de propagación de las radiaciones son excelentes en las capas altas de la atmósfera y a ellas llegan con facilidad las radiaciones ultravioletas del Sol.

Cuando ha tenido lugar la ionización, los iones y los electrones libres que se han formado chocan y se recombinan entre sí incesantemente; un ion positivo tiene la tendencia a dejar estable su estructura recuperando el electrón o electrones que le faltan, pero este proceso se mantiene de forma ininterrumpida debido a que las radiaciones continúan llegando a todas las zonas de la atmósfera (especialmente a la ionosfera).

La ionización no es constante ni igual en todos los puntos de la ionosfera, influyen sobre ella la rotación de la Tierra, la formación de manchas solares, las erupciones solares y, sobre todo, la cantidad de radiación que llega según sea de día o de noche. Lo que importa es la densidad de ionizact'ón, es decir, el número de iones por cada unidad de volumen puesto que de ello depende la mayor o menor propagación de las ondas.

Las radiaciones no penetran con idéntica intensidad en todas las zonas de la atmósfera porque si bien las capas superiores son alcanzadas de lleno por toda la radiación, a las capas inferiores apenas llega un pequeño porcentaje de ésta (figura 10).

En la parte superior de la ionosfera, aunque la ionización es muy grande, también lo es el número de recombinaciones, por lo que sufre variaciones importantes. Cada ion tiene un tiempo de vida muy corto al recombinarse enseguida con algún electrón de los muchos existentes en sus proximidades. A la parte baja de la atmósfera llega muy poca radiación puesto que ésta ha sido absorbida y amortiguada por todo el espesor de atmósfera que ha debido atravesar.

La ionización será más importante en la zona central porque aunque llegue un poco menos de radiación que a la parte superior, los iones formados duran más tiempo y ello resulta más importante a efectos de propagación de ondas electromagnéticas.

Para estudiarla mejor se ha subdividido la zona conocida como ionosfera en varias subzonas o capas según la distancia que las separa de la superficie y del grado de ionización que contengan.

Se ha procurado unificar al máximo las alturas de las diferentes capas y en el estudio se parte de un margen considerable de kilómetros entre unas capas y otras (figura 11).

Capa D

La capa más próxima a la troposfera es la capa D, que oscila entre 20 y 80 km aunque su valor central está aproximadamente alrededor de 70 km. Aquí la ionización es muy pequeña y procede solamente de las radiaciones solares muy intensas, lo que significa que, en la práctica, existe solamente durante el día que es cuando el Sol irradia una mayor energía sobre la superficie de la Tierra. Durante la noche apenas existe esta capa y no tiene utilidad práctica. Su importancia es muy escasa porque al quedar a alturas muy bajas prácticamente se cubre la misma distancia con las ondas troposféricas y se emplea para la propagación de las ondas largas.

Capa E

Por encima de 80 y hasta 140 km (valor medio 100 km) la capa E permite devolver ondas electromagnéticas hasta una distancia de 2.000 km del punto de origen. La máxima propagación tiene lugar durante el día, pero no sufre una anulación total durante la noche si bien entonces reduce en gran parte su influencia. Esta capa es importante a efectos prácticos de conducción de ondas medias.

Capa F

La capa F, que es la más importante, tiene alturas medias entre 200 y 400 km. Las capas D y E casi desaparecen durante la noche, especialmente la primera, pero no sucede lo mismo con la segunda ya que la diferencia entre el día y la noche o las estaciones la afectan solamente en un cambio de espesor, densidad de ionización y altura con respecto de tierra. Durante las horas de sol, la capa F se subdivide en otras dos capas, denominadas F1 y F2. La inferior, F1, se mueve entre 140 y 250 km, durante el día y se eleva durante la noche. También influyen las estaciones, según en la que nos encontremos se recibe más o menos directamente la radiación solar y ello implica una variación. Aunque varía su altura, siempre queda por encima de la capa E. Al final del día se recombinan de nuevo las dos subcapas F1 y F2 para formar de nuevo la capa F (figura 12).

Esta capa es la que utiliza la onda corta en sus desplazamientos a larga distancia.

En la figura 13  hemos representado de forma simbólica la trayectoria seguida por una onda electromagnética. Al salir de la antena emisora hacia el espacio atraviesa la troposfera siguiendo una trayectoria rectilíneo y al llegar a la zona de baja ionización de la ionosfera, sufre una refracción, que será más o menos acusada según sea la frecuencia y el ángulo con el que incide, para, a continuación, seguir una trayectoria curva que propicia la reflexión de la onda cuando ésta llega a la zona de máxima densidad de la capa, obligándola a seguir una trayectoria descendente que puede retornar a tierra.

INFLUENCIA DE LA IONOSFERA SOBRE LA ONDA ELECTROMAGNETICA

Según el ángulo

Veamos detenidamente la figura 16. En ella hemos dibujado la trayectoria seguida por tres ondas electromagnéticas procedentes de una misma estación emisora y aunque lo normal en las emisoras de radio es que emitan en todas direcciones, para comprender mejor el comportamiento de la ionosfera será suficiente con estudiar las tres posibilidades a que da lugar la influencia de esta zona ionizada sobre las radiaciones de la emisora.

Aquí sucede lo mismo, sin embargo, la curvatura tiende a seguir mientras la onda atraviesa la zona de mayor concentración de iones en la capa respectiva, pero cuando ésta se hace menos densa las ondas sufren una nueva refracción, pero esta vez en sentido contrario, aumentando el ángulo de propagación puesto que la onda se aleja de la normal, tendencia que mantiene hasta atravesar completamente la capa y pasar al espacio libre.

Así pues, la especie de "ese" invertida que dibujamos en la trayectoria de las ondas electromagnéticas que atraviesan la capa ionizada no es más que el resultado de las dos refracciones seguidas que tienen lugar al entrar y salir de la zona ionizada.

Influencia de las diferentes capas

Hemos visto el comportamiento de las ondas electromagnéticas al atravesar una capa ionizada, pero sabemos que podemos encontrarnos con un desdoblamiento de la capa F durante el día.

Aunque la capa D apenas interviene en este tipo de propagación de ondas, sí pueden hacerlo las capas E, F1 y F2. Puede darse el caso que la onda atraviese la acapa E, incluso la F1, pero al llegar a la capa F2, sufra un proceso de refracción y en lugar de atravesar esta última regresar a la Tierra (figura 17).

Propagación de ondas electromagnéticas en la antenas omnidireccionales

No hay que olvidar que una antena omnidireccíonal emite ondas electromagnéticas hacia todas las direcciones posibles del espacio. Así pues, la recepción puede llegar por medio de una onda directa, por una onda reflejada sobre la superficie de la Tierra, por una onda troposférica, por un onda reflejada en la ionosfera, por una onda refractada en la ionosfera o por una refracción múltiple en varias capas de ésta.

En realidad, como las ondas siguen una propagación en todas direcciones, el diagrama en sección de la figura 16 debería extenderse en los dos cuadrantes de espacio (figura 19).

Influencia de la frecuencia sobre la propagación en la ionosfera

El otro condicionante de la propagación de ondas electromagnéticas en la ionosfera lo constituye la frecuencia a que se propagan éstas, además de la energía con que son emitidas.

Una onda de baja frecuencia puede llegar a la ionosfera y sufrir una reflexión siempre que el ángulo con que llegue a la ionosfera se lo permita. Si la frecuencia va en aumento, la onda llega a refractarse en la ionosfera, y seguirá haciéndolo hasta llegar a un valor suficientemente elevado que le permita atravesar la capa ionizada que encuentre primero y seguir el camino hacia capas superiores (figura 20).

Durante el día el alcance es menor porque las capas están más cerca de la Tierra. Al llegar la noche, las capas ionizadas se alejan de la superficie y para iguales frecuencias de propagación el alcance es mayor.

La propagación a frecuencias elevadas puede llegar a atravesar las capas ionizadas más bajas hasta llegar a la última de ellas, la F2, siempre que el ángulo con que incida en ella lo permita. Para las altas frecuencias, la ionosfera tiene un poder de absorción mucho menor que para las bajas frecuencias y ello permite aprovechar mejor la señal pero sin llegar a sobrepasar el ángulo de propagación correspondiente a estas frecuencias para, al menos, la última capa.