Propagación por Onda Espacial de Incidencia Casi

Propagación por Onda Espacial de Incidencia
Casi Vertical (NVIS) y su uso en casos de
emergencia.
Por Francisco, Ti2LX
Voy a hablarles de un sistema de comunicación, que probablemente hemos usado todos, pero que quizás
algunos no hayamos caído en la cuenta de que lo empleamos.
Voy a decir inicialmente que en HF hay dos tipos de propagación básicamente, por onda superficial y por
vía ionosférica u onda espacial. El alcance por onda superficial depende mucho del terreno y otros factores
como la frecuencia, pero ronda entre los 0 y los 50 Km.
En el caso de la propagación ionosférica, es decir por ondas espaciales, el alcance puede andar entre los
200 y los 2400 km, en un solo salto. Dependiendo de la potencia, tipo de antena, altura sobre el suelo, la
época del año, actividad solar y una serie más de factores
Podríamos decir con bastante precisión que hacemos radio en HF para hacer DX. Es decir, nos interesa la
propagación ionosférica. Y sabemos que las ondas de radio utilizan la ionosfera como un espejo para
retornar las señales a tierra. En este sentido siempre buscamos operar con una antena que emita la
máxima señal con un ángulo bajo. Esto hace que nuestra onda se vaya a por así decirlo a rebotar en un
punto muy lejano en el cielo cerca del horizonte, para que retorne a tierra en el punto más lejano posible.
Usualmente para DX estos ángulos son de unos pocos grados, 3 por ejemplo. Entonces ángulos bajos de
emisión permiten largas distancias de comunicación.
Pero esto tiene un precio, y que en ese recorrido hasta la ionosfera y de regreso a tierra, nuestra onda, se
brinca una zona, con la que no tenemos comunicación y que se conoce como zona de salto o zona muerta,
o zona de skip, o zona de silencio. Dentro de la zona de silencio no podemos tener comunicación.
Entonces para tráficos locales, empleamos VHF o UHF, donde la propagación es básicamente por línea de
vista, influenciada por serie de factores como reflexión, refracción, multi trayecto, difracción etc. Pero
hábilmente instalamos repetidoras para tener cobertura nacional.
Y claro, los radioaficionados, somos uno de los primeros recursos que tiene la población para canalizar
tráficos de emergencia en una situación de catástrofe. Porque los radioaficionados vivimos entre la
comunidad, estamos ahí. La ayuda llega, pero nosotros estamos ahí donde se necesita.
Pero tenemos un problema con la red de comunicación nacional que tenemos, las repetidoras se apagan,
porque los servicios eléctricos se suspenden, son vulnerables en situaciones de desastre.
Y entonces, es aquí cuando es bueno saber que hay otra solución, la PROPAGACIÓN POR ONDA ESPACIAL
DE INSIDENCIA CASI VERTICAL o NVIS por sus siglas en inglés.
Este sistema se utiliza muchísimo en el ámbito militar, y también lo empleamos los radioaficionados, a
veces sin darnos cuenta. Por eso la idea con este comentario es informar para que en casos de emergencia
hagamos un uso optimizado de este recurso que tenemos a la mano para comunicación a nivel nacional.
¿En que consiste el NVIS? Simple, en transmitir la señal, no para el horizonte sino para arriba, entre
ángulos de 90 y 70 grados. La señal al llegar a la ionosfera rebota, y regresa a la tierra. De esta manera
podemos bañar con nuestra señal, toda la zona de skip.
Desde luego, el alcance va a depender de la altura de la ionosfera, que varía entre el día y la noche, entre
los 150 Km y los 400 km de altura.
Ahora, conociendo la altura de la ionosfera y el ángulo con el cual emitimos nuestra señal, podemos
calcular por trigonometría la cobertura probable.
En NVIS, se pueden obtener coberturas muy buenas, muy eficientes, muy sólidas que van de los 100 km
a los 300 km. Esto implica que una sola estación, tendría una cobertura centrada en un círculo de máximo
600 km de diámetro dependiendo de la hora del día.
Note que Costa Rica tiene unos 400 km de frontera a frontera y unos 150 km de ancho. Evidentemente
una sola estación tendría cobertura nacional empleando este método. Sin necesidad de recurrir a
repetidoras como en VHF.
Pero eso no es todo, hay más buenas noticias, se pueden emplear potencias tan bajas como 20 watts y
aún lograr excelentes resultados. Esto permitiría maximizar el uso de la energía, en una situación de
catástrofe, donde nos estamos alimentando por baterías.
La pregunta siguiente es, ¿en qué frecuencia se debe operar?
La respuesta es que típicamente en NVIS se emplea de 3 a 9 MHz. Lo recomendado es trabajar un 10%
por debajo de la frecuencia crítica. Que como todos recordarán es la frecuencia más alta que debe tener
una onda que es disparada verticalmente desde el suelo para que sea reflejada por la ionosfera. Y desde
luego esta no es la MUF, la máxima frecuencia utilizable es otro concepto.
Hay mapas on line, que nos permiten ver la frecuencia crítica en Costa Rica en este momento, en la página
revistaqso.com hay un enlace que se encuentra en la banda superior con texto que mueve de derecha a
izquierda, se llama “frecuencia crítica”.
La mejor frecuencia, o frecuencia óptima, para operar NVIS es un 10% debajo de la frecuencia crítica, que
aparece en este mapa, pero no siempre esa frecuencia de 10% debajo de la frecuencia crítica, cae en
nuestras bandas, por ello se debe operar en la banda más próxima hacia abajo, de la frecuencia óptima.
Ahora bien, la pregunta final y más importante, ¿qué tipo de antena puedo usar para propagación NVIS?
Sobre esto hay mucho que decir, una particularmente interesante es la que se conoce como antena
calienta nubes o AS-2259, diseñada por los militares. Es una antena portátil que se puede agregar a
cualquier equipo de camping, muy fácil de construir.
Pero también, se puede operar con un dipolo a baja altura.
Un dipolo a una longitud de onda sobre el suelo emite la señal a un ángulo de 13 grados, lo cual resulta
excelente para DX. Pero si bajamos la altura del dipolo a ¼ de onda, ese ángulo se subea 49 grados. Y aun
más, si bajamos el dipolo a 1/10 de longitud de onda, el ángulo de máxima irradiación sube de 30 a 90
grados.
Entonces, note que, bajando la altura del dipolo, se sube el ángulo de máxima irradiación. De manera que
los expertos recomiendan, que, en una catástrofe, ponga su antena dipolo entre 0.15 y 0.25 longitudes
de onda. Esto es entre 6 y 10 metros para la banda de 40 metros.
Ups! Y aquí muchos dirán, pero yo tengo mi antena de 40 metros a 8 metros del suelo, es más, una sección
está a 3 metros sobre el techo metálico de la casa podrá decir otro.
Déjeme decirle entonces, tal como dije al inicio, muchos de nosotros empleamos NVIS sin darnos cuenta.
La propagación en 40 metros en el día, es generalmente por NVIS y en la noche más del tipo DX. Por eso
en 40 la cobertura diurna es regional y en la noche es mundial.
La razón para esto radica en el efecto de la capa D, y será motivo para una charla futura.
Quisiera terminar mi comentario diciendo que en la próxima activación de parques nacionales invito a los
colegas a realizar un pequeño experimento, jugando con la altura del dipolo de 40 metros para tratar de
documentar los alcances nacionales. Ese sería un dato importante para la planificación en casos de
emergencia nacional.
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