Superando obstáculos

El último día nos quedamos con la aparición del ruido en este sistema de comunicaciones vía radio que estamos intentando reinventar. Y es que hay fuentes naturales y artificiales de radiación electromagnética que nuestro receptor detecta y que dificultan la recepción de la señal principal.

Para que se produzca radiación electromagnética, simplemente lo que debe haber son cargas eléctricas aceleradas. Por lo tanto, podemos clasificar las fuentes de ruido del siguiente modo:

• De origen humano. Por ejemplo, la chispa que produce el motor de explosión.
• De origen natural. Por ejemplo, los rayos de las tormentas.
• De origen extraterrestre. Por ejemplo, las descargas de Ío, satélite de Júpiter, que genera fuerte radiación electromagnética en torno a los 20 MHz. 

A partir de ahora, para dar viabilidad a un enlace de comunicaciones vía radio, el ruido va a jugar un papel muy relevante en nuestro diseño. Para resolver el problema que nos introduce, vamos a tener que saber qué ruido hay donde coloquemos el receptor (a través de mapas de ruido) y también cuánta señal necesitaremos por encima de él. Esto nos permitirá obtener la MSD:

SNR: señal relación a ruido

Vn: tensión eficaz de ruido

Vs=MSD: mínima señal detectable

Con la MSD, ya sabremos cuál es la potencia que tendremos que recibir en la resistencia que colocamos en el receptor:

que ha de corresponder con la ecuación que obtuvimos el otro día para cuantificar la potencia recibida:

Esta ecuación es la que nos dirá si, en función del tipo de antena, de la distancia, etc., el canal de comunicaciones vía radio es viable o no.

Finalmente, para acabar la clase, lo que hemos visto son tres mecanismos que resuelven el problema de no tener visualización directa en una comunicación vía radio entre dos puntos separados por una distancia y que, por lo tanto, se ve afectada por la curvatura de la Tierra

Mecanismo 1: Hacer que aumentamos el radio de la Tierra elevando el transmisor, el receptor, o ambos. La ecuación que rige es:

Mecanismo 2: Utilizar el fenómeno natural de refracción que produce la ionosfera (es como si hiciera de espejo). Las frecuencias susceptibles de este mecanismo van de 2 a 30 MHz. Durante el día, es mejor utilizar frecuencias superiores a los 10 MHz, y por la noche, frecuencias inferiores.

Mecanismo 3: Consiste en transmitir con polarización vertical y en frecuencias muy bajas, por debajo de 2 MHz. Además se necesita un terreno húmedo y muy plano. De este modo, la superficie de la Tierra actúa como una guía de ondas, de manera que ya no rigen las leyes de propagación punto a punto, sino que se establece una onda que se va atenuando, pero que sigue la curvatura de la tierra. Este es el mecanismo que se utiliza para las comunicaciones en onda media durante el día. Por la noche, debido a que la capa más baja de la ionosfera desaparece por completo, podemos encontrar que, a estas frecuencias, también funciona la propagación ionosférica. Este provoca que, a veces, señales de otros países lleguen al nuestro y encontremos dos señales diferentes que comparten la misma frecuencia (esto es debido a que cada estado asigna de manera diferente el espacio radioeléctrico).