N° 1 Año I
Miguel Ángel Rizzo
Tesla
Publicación destinada a la capacitación de operadores de radio y aficionados LU5 JKU
Aparición quincenal
Edición ©Marganuel
Nikola Tesla (cirílico: Никола Тесла, Smiljan (Imperio austrohúngaro, actual Croacia), nació el 1 0 de julio de 1 856 y falleción en Nueva York, 7 de enero de 1 943. Fue un inventor, ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico y uno de los promotores más importantes del nacimiento de la electricidad comercial. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.
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Prólogo Esta publicación está destinada a todas aquellas personas que por razones de trabajo o de afición, deseen tener un lugar de consulta o iniciarse en el tema.
Fue pensada para que sea una guía útil que de lugar a investigaciones más profundas, y a la vez nos permita de forma amena conocer más sobre la historia de nuestra amada “radio”. A medida que avancen las publicaciones iré avanzando en los temas que atañen a la radio fusión. iz z o R . A l e M ig u
Si deseas consultar o que sea tratado algun tema especial podes escribir a: miguelangelrizzorivas@gmail.com
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Un poco de historia:
La radio en la Argentina
Estudiaban Medicina en la Universidad
de Buenos Aires y terminaron siendo los responsables de la primera transmisión de radio del país y, dicen algunos, del mundo. Fue hace exactamente 92 años, el 27 de agosto de 1 920. Ya desde 1 91 7 a Enrique Telémaco Susini, Miguel Mujica, César Guerrico y Luis Romero Carranza los llamaban los locos de la azotea por las antenas que tenían en las terrazas de sus casas desde que se convirtieron en radioaficionados fanáticos y en pioneros de la radiodifusión argentina.
Miguel A. Rizzo
Waterken 67 1925 neutrodina de 7 tubos y 4 etapas
Ellos fundaron la radio en el país. A las 21 horas del 27 de agosto de 1 920, cuando desde el Teatro Coliseo transmitieron la ópera Parsifal, de Richard Wagner, para que la escucharan los pocos adelantados que tenían en sus casas una radio. Con la transmisión de Parsifal se inauguró también la primera emisora nacional: LOR, Radio Argentina, que tuvo competencia dos años después: LOX Radio Cultura, la primera radio con publicidad.
La pasión de los locos de la azotea había comenzado 1 0 años antes, cuando, en 1 91 0, el ingeniero Guillermo Marconi, creador de la telegrafía inalámbrica, visitó la Argentina. Radio Capilla En ese momento, Enrique Susini y sus compañeros quedaron deslumbrados por la revolución tecnológica desarrollada por Marconi y no se detuvieron hasta transmitir Parsifal. Los locos de la azotea vendieron Radio Argentina poco tiempo después, para crear Via Radiar, una empresa dedicada a las comunicaciones de larga distancia. En 1 930 recibieron la asombrosa suma de 200 millones de dólares por la compañía, dinero que invirtieron en la creación de los estudios Luminton, pilar del cine argentino en sus mejores años.
Heliogen in Germany, 1935.
Aunque sea Enrique Telémaco Susini el más recordado, los cuatro precursores de la radio hicieron recorridos relevantes en sus vidas profesionales. Susini se recibió de médico otorrinolaringólogo, pero también fue profesor de canto y de violín, y hasta director del Teatro Colón. Dirigió además una película con Lola Membrives como protagonista, "La chismosa", en 1 938. Su sobrino Miguel Mujica era el más joven. También médico, llegó a ser ministro de Comunicaciones durante el gobierno de Arturo Frondizi. César Guerrico fue un médico de renombre y director de Radio Splendid. Y el radiólogo Luis Romero Carranza fundó la primera fábrica de celuloide virgen para cine. Juntos, hace 85 años, comenzaron la larga historia de la radio en la Argentina.
El 27 de agosto de 1920 se realizó la primera transmisión en nuestro país, desde la azotea del Teatro Coliseo. Se emitió "Parsifal", de Richard Wagner. Con el audio de la primera transmisión y la palabra de Enrique T. Susini.
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Propagación de Ondas
El conjunto de fenómenos por el cual las ondas de radio pueden viajar de un punto al otro se denomina Propagación. La onda puede atravesar diferentes medios (sustancias) o encontrarse con obstáculos y como resultado de ello sufrir importantes cambios de dirección e intensidad en el proceso.
La propagación de las ondas dependerá del ambiente por el que viajan, pero también dependerá mucho de su longitud de onda. Los mecanismos de propagación de una onda en el espectro de las ondas medias pueden ser tan diferentes de los que se dan en las ondas ultracortas, que requieran cada una un estudio especial. Las ondas utilizadas por los receptores comunes de "onda larga" (técnicamente se denominan "ondas medias"), aprovechan una propiedad de las señales de esas longitudes de onda que les permite propagarse superficialmente siguiendo la curvatura de la tierra. Estas señales se denominan "ondas de superficie". Con ondas más cortas este mecanismo comienza a ser poco eficaz. Felizmente estas ondas cortas consiguen propagarse muy bien aprovechando la propiedad de las capas superiores de nuestra atmósfera para reflejar ciertas longitudes de onda. Este mecanismo hace posible comunicaciones intercontinentales. Las comunicaciones usuales de la mayoría de los aficionados se realizan en frecuencias llamadas elevadas y muy elevadas (HF y VHF) (las frecuencias de HF son las de la familiar "onda corta").
Hay otros mecanismos por los que una señal puede llegar a un destino, por ejemplo, reflejándose en objetos existentes en el entorno tales como edificios, montañas, etc. También fenómenos atmosféricos o cuasi ópticos especiales que dan lugar a mecanismos muy interesantes. En VHF y UHF, suele ser importante que las antenas se encuentren elevadas sobre el terreno para lograr alguna distancia pues estas ondas se atenúan rápidamente mas allá del horizonte, no obstante para alturas importantes en términos de longitud de onda se producen fenómenos que pueden perjudican mucho un enlace. En las frecuencias elevadas (FE - HF), los mecanismos de propagación son variados, a veces la señal llegará a destino por un camino idéntico al que acabamos de ver para las VHF (especialmente en la parte alta del espectro de HF), otras veces mediante las llamadas ondas terrestres o superficiales (sobre todo en las frecuencias más bajas), pero sin duda el modo más importante en la historia de la radio y para la nuestra en particular se debe a que las ondas pueden reflejarse en regiones que se encuentran a gran altura en la atmósfera, permitiendo alcanzar grandes distancias.
Por este medio, una señal puede viajar por todo globo terrestre reflejándose repetidamente entre alguna de esas regiones y la superficie terrestre. Esas capas reflectoras reciben el nombre de ionosfera porque en ella existen cargas eléctricas llamadas iones responsables del proceso de reflexión. El hecho de que las señales se reflejen en esas capas hace prever que los ángulos con que las ondas llegan a la capa reflectora y adonde serán reflejadas serán de gran importancia de forma semejante al movimiento de las bolas en la mesa de billar. Esto hace que se produzcan zonas a las que la señal no pueda alcanzar porque la reflexión la ha hecho llegar demasiado cerca o demasiado lejos de esos lugares. Usualmente las ondas arribarán al receptor por varios caminos simultáneamente dando lugar a señales cuya intensidad se refuerza o desvanece más o menos rápidamente con el tiempo (desde fracciones de segundo hasta varios minutos), esto, que sucede permanentemente, se conoce como desvanecimiento (fading). El mismo fenómeno no solo hace que la señal varíe en intensidad sino que puede producir una distorsión capaz de hacer ininteligible la comunicación.
Esquema gráfico de propagación de onda en las distintas capas atmosféricas 6
Formas de propagación
No hay una sola manera en que las ondas alcanzan su destino una vez que abandonan su fuente; cómo lo hagan dependerá fundamentalmente de la frecuencia y del medio por el cual deben propagarse. Por ejemplo: una onda de radar puede hacerlo en línea recta hasta alcanzar su objetivo, mientras que una onda de una emisora de onda corta puede recorrer un camino más complicado reflejándose reiteradamente entre la tierra y las capas más altas de la atmósfera. Los resultados de un enlace dependen, de la potencia del trasmisor, de la sensibilidad del receptor, del tipo de trasmisión, de la antena, del ambiente en el que está instalada y del modo de propagación de las ondas. Si el medio en que se propagan fuera uniforme las ondas se moverían en línea recta, pero las diferencias de características del medio que ellas encontrarán en su viaje (sólidos, líquidos, gases, vacío, conductores, iones, etc.) determinan su comportamiento real (reflexiones, refracciones, difracciones, atenuaciones).
Propagación por onda directa (direct wave): La señal va del trasmisor al receptor por un camino directo sin obstrucciones ni reflexiones de importancia. Es el tipo de propagación que en general encontramos en una señal de VHF/UHF/SHF con una comunicación con un satélite artificial, un radar dirigido hacia un objeto en el cielo, satélites entre si, comunicación con naves espaciales o con otros objetos celestes naturales sobre los cuales se hayan asentado equipos de radio. Es un término a veces mal usado, cuando se lo aplica a comunicaciones que se producen entre estaciones de HF/VHF/UHF que están dentro del alcance visual, con antenas normalmente elevadas sobre la superficie de la tierra; en estos casos la propagación se dice que es por "onda espacial", en ella están presentes
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Propagación por onda superficial o terrestre (surface wave - ground wave) La onda de superficie es una que se mantiene adyacente a la superficie de la tierra siguiendo su curvatura por un proceso de difracción. Tendrá polarización vertical a partir de una corta distancia del trasmisor pues cualquier componente del campo eléctrico horizontal es rápidamente absorbida por la tierra (que actúa como un cortocircuito, para ella). Para aprovechar de este tipo de propagación convendrá emplear antenas de polarización vertical.
El efecto se aprovecha mejor cuando las antenas emiten con ángulos bajos de radiación. Es la forma habitual por la cual se reciben Antenas de cuarto o media onda montadas a nivel del suelo son excelentes para este cometido. Ellas las señales de las emisoras de broadcasting de onda media (550 a 1 750 permiten lograr comunicados en las frecuencias más KHz) durante las horas del día. También bajas (por ejemplo 3,5 MHz) cuando los corresponsales quedan en "zona de salto" (skip) se denomina "propagación por onda (mayormente durante la noche) o no pueden ser terrestre". alcanzados durante el día por la absorción de la capa D. Este tipo de propagación es especialmente efectivo en el mar tanto en A veces se emplea mal este término para los casos frecuencias medias (MF) como en de propagación por onda espacial. frecuencias elevadas (HF).
Propagación por onda espacial (space wave) o propagación por línea visual (LOS):
Si las antenas se encuentran elevadas sobre el terreno la señal puede propagarse sin necesidad de la onda terrestre aunque siguen haciéndolo por la baja atmósfera, también se la designa como "propagación troposférica" (no confundir con la propagación por "reflexión troposférica"). La tropósfera es la porción de la atmósfera que ocupa aproximadamente los 1 6 km más cercanos a la superficie. La onda espacial está compuesta habitualmente por dos rayos: uno directo entre la antena trasmisora y la receptora y otro reflejado en tierra que partiendo simultáneamente de la antena receptora con cierto retraso. La diferencia de distancia recorrida por el rayo directo y el reflejado determina la intensidad de la señal en el receptor debido al fenómeno conocido en física elemental como "interferencia de ondas". La onda espacial es el modo fundamental de propagación en las frecuencias superiores a los 30 MHz. También es responsable de parte de la señal trasmitida en los comunicados a corta distancia en todo el espectro de HF.
Propagación por onda ionosférica o celeste (sky wave): Cuando un 1 2 de diciembre de 1 901 Marconi logró cubrir una distancia de 3378 km entre Poldhu (en Cornualles un condado al suroeste de Inglaterra) y Saint John´s (en Terranova, provincia más oriental de Canadá), los científicos quedaron estupefactos, porque si las ondas se propagan en líneas rectas ¿cómo podían haber salvado la curvatura de la tierra para alcanzar Terranova?. Oliver Heaviside, físico inglés y Arthur Kennelly, ingeniero electrónico estadounidense propusieron en 1 902 la posibilidad de que esas señales fueran reflejadas por una capa de partículas cargadas que se encontrara a gran altura en la atmosfera. Esta capa fue hallada recién en 1 920 por otro físico inglés, Edward V. Appleton quien consiguió calcular su altura mientras estudiaba el fenómeno del desvanecimiento de las señales. Se la nombró "capa de Kennelly-Heaviside" en honor de los mencionados. Se halla a unos 1 00 km de altura y también se la conoce como capa "E". Poco después se descubrieron otras situadas a partir de los 225 km de altura (las capas F) conocidas como "capas Appleton".
Vemos que en las regiones superiores de la atmósfera se producen los fenómenos más importantes relacionados con la propagación de señales a largas distancias por medios naturales, allí se establecen nubes de electrones libres bastante estratificadas producidas principalmente por la radiación ultravioleta del Sol. Esas zonas tienen la capacidad de "reflejar" de nuevo hacia la tierra las ondas de radio que inciden sobre ellas haciendo posible comunicaciones alrededor del globo a pesar de su esfericidad. El nombre "ionosfera" fue propuesto en 1 930 por el físico escocés Alexander Watson Watt porque los átomos de los gases allí existentes al ser excitados por los fotones de la luz solar liberan electrones. Así, el átomo, normalmente neutro, se desequilibra y queda con una carga neta positiva; se dice que es un ión positivo, los electrones liberados (que poseen carga negativa) se dice que son iones negativos. Ión significa "viajero/que viaja" y su nombre surge históricamente pues dentro de los electrolitos se mueven (viajan) hacia los electrodos que poseen carga opuesta a la suya. En la ionosfera se producen cambios y variaciones que afectan a la propagación, estos cambios están relacionados de un modo u otro con el Sol ya sea por su posición relativa o su conducta propia. Algunos son regulares o cíclicos y pueden predecirse con relativa seguridad, otros en cambio son repentinos e imprevistos y provocan alteraciones importantes en la propagación de las señales. 9
Capas ionosféricas
Las nubes electrónicas mencionadas tienden a formar capas a distintas alturas. A estas capas se las designa mediante letras: D, E, F. Cuanto mayor altura tiene una capa mayor es la distancia posible de alcanzar mediante una sola reflexión. La capa más alta es la F que durante el día está desdoblada en dos, llamadas respectivamente F1 y F2 las cuales se funden en una sola al atardecer.
Recientemente se ha identificado una capa, denominada F3, que se forma en bajas latitudes (ecuador) cerca del mediodía, sus efectos son débiles. La capa D, que se encuentra a baja altura (y es la primera que debe atravesar la señal en su camino hacia las capas superiores), tiene efectos adversos porque absorbe las señales pero no las refracta nuevamente hacia la tierra. Esta capa se forma durante el día; es más densa durante el verano y durante los ciclos de máxima actividad solar. La absorción que produce es importante, sobre todo en frecuencias inferiores a los 7 MHz, por eso, cuando la absorción es máxima, la capa D dificulta o impide las comunicaciones a largas distancias en las bandas de 40 y 80 m. Ella dificulta muchísimo las comunicaciones a largas distancia en la banda de 40 m pues para lograr distancias de salto importantes es necesario emplear bajos ángulos de radiación para que los rayos incidan sobre las capas reflectoras en forma casi rasante; con estos ángulos la señal debe recorrer una considerable distancia en el seno de la capa D, acabando absorbida por esta por lo que llega muy debilitada a las capas reflectoras (por ello inclusive emisores de mucha potencia como la de las emisoras de broadcasting en 40 m usualmente no se escuchan en horas cercanas al mediodía local). Cuando el Sol se pone, los iones de la capa D se recombinan rápidamente (en la altura a que están situados se hallan más cercanos entre si por la mayor presión atmosférica), entonces la capa D desaparece casi por completo y las señales logran alcanzar fácilmente las capas reflectoras posibilitando comunicados DX en las bandas más bajas. En los períodos de mínima actividad solar, y especialmente en invierno, la capa D se debilita lo suficiente como para permitir comunicados a considerables distancias en la banda de 40 m durante el día (como contrapartida las condiciones a corta distancia se hacen inestables o 10 inexistentes pues se producirán zonas de silencio (skip), como luego veremos).
Las capas F1 y F2 prodigan la mayoría de los DX a muy largas distancias en HF por su altura y su capacidad para refractar las señales nuevamente hacia la tierra. Para que las señales puedan aprovechar las capas F, deben atravesar la D dos veces, una de ida y otra de vuelta. Al mismo tiempo las capas F deben tener densidad suficiente para reflejar las señales de la frecuencia considerada. Si se dan estas condiciones son posibles comunicados a gran distancia durante el día. Así sucede sobre todo en la banda de 20 m y superiores, porque la absorción de la capa D es menor en las frecuencias más elevadas del espectro de HF y las señales pueden atravesarla fácilmente. Es menos probable que las señales alcancen las capas F durante el día en 40 m e inferiores porque si consiguen atravesar la capa D resultan reflejadas por la capa E, que se encuentra a menor altura que la F, con lo cual la señal se refleja a tierra en un punto más bajo
Zona de silencio (skip zone) La zona de silencio o "zona de skip" es un área alrededor del trasmisor que no es alcanzada por la onda ionosférica, la espacial o la terrestre, por lo tanto en ella no se reciben las señales del trasmisor. A partir de cierta frecuencia, cuando la señal incide sobre la ionósfera con ángulos próximos a la vertical, la atraviesa sin reflejarse, las señales no son devueltas a la tierra y no puede establecerse contacto entre estaciones que precisen de una reflexión en tal ángulo; a medida que ese ángulo se hace más rasante, llega un punto en que la ionósfera si puede reflejar la señal hacia tierra y pueden comunicar entre si estaciones situadas entre los dos puntos que ese ángulo determina. Supongamos que rayos más verticales que el indicado en la figura no pudieran ser reflejados, entonces la zona de skip o silencio es la que hay entre la parte alcanzada por la onda terrestre (ground wave) de la estación emisora y el punto en que la señal arriba a la tierra reflejada por la ionósfera. Esta zona suele ser más amplia durante la noche, en invierno y durante los períodos de menor actividad solar debido a que en estas situaciones la densidad de la capa ionizada es menor, haciendo imposibles los comunicados a corta distancia sobre la banda considerada. En este caso la solución para comunicar con estaciones más cercanas es emplear frecuencias más bajas
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Distancia de salto (hop lenght)
Es la distancia sobre la tierra que alcanza una onda de radio, luego de ser reflejada una vez en la ionósfera, la distancia de salto depende de la altura de la capa en la cual se produce la reflexión y del ángulo de incidencia de la onda sobre la misma. La máxima distancia de salto se producirá con una incidencia casi rasante para una dada altura de la capa. Por ejemplo mediante la capa F situada a una altura de unos 300 km con un ángulo de radiación vertical de la antena de unos 4 grados, la distancia de salto será de aproximadamente 3200 km; en similares condiciones, mediante la capa E (1 00 km) la distancia máxima será solamente de unos 1 800 km. Se logran cubrir distancias mayores con varios saltos. Por ejemplo podrían cubrirse unos 61 00 km con un mínimo de cuatro saltos en la capa E o dos saltos vía la capa F. Si los ángulos de radiación de las antenas fueran mayores se requerirían más saltos para lograr estas distancias.
Tabla de ángulo de disparo de la antena y distancia de salto correspondiente (los valores indicados resultan de un cálculo, han de interpretarse como aproximados). (Surge de averiguar la distancia de salto resultante de la MUF y la altura de la capa, la MUF = F critica / Seno del ángulo de incidencia de la señal) En general los ángulos más bajos de radiación F2 Noche (km) de la antena convendrán para comunicados a largas distancias y ángulos más elevados para 4508 los comunicados locales. 3703 2898 El diagrama de radiación vertical depende del 2254 tipo de antena pero fundamentalmente de su 1 771 altura sobre el terreno. 1 61 0 Es un error corriente creer que en HF no es 1 328 importante la altura de la antena "porque la 11 27 señal rebota en la ionosfera". 966 Por un lado cuando las antenas están bajas 805 están sujetas a mayores pérdidas por la 685 absorción de la tierra y otros objetos sino que el 443 lóbulo de radiación vertical más bajo (pues 290 pueden ser varios) tiende a tener un ángulo 1 45 menor a medida que se eleva la antena sobre el 0 terreno y eso es lo que se busca para comunicados a grandes distancias. Tabla extraída de "Field Antenna Handbook" US Navy
Ang. disparo (grados) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 69 70 80 90
Distancia F2 Día (km) 3220 241 5 1 932 1 450 11 27 966 725 644 564 443 403 258 1 53 80 0
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Propagación en VHF/UHF y superiores En las frecuencias más altas del espectro la ionósfera ya no es capaz de reflejar las ondas de radio y prácticamente no existen comunicaciones por su intermedio, entonces se dice que las comunicaciones se realizan por onda directa que se mueven en líneas rectas, con lo cual el alcance queda limitado por la curvatura de la tierra a distancias que no exceden mucho el
horizonte. En este caso la altura de las antenas cobra una importancia mayor porque amplía ese horizonte. Como la parte baja de la atmósfera se denomina troposfera la propagación entre estaciones sobre la superficie de la tierra se denomina por "ondas troposféricas" (la troposfera es la parte de la atmósfera que está en contacto con la superficie de la tierra y en la cual suceden los fenómenos meteorológicos comunes).
Desvanecimiento (Fading)
Cuando se reciben ondas de radio de un mismo punto, se encuentra que la intensidad de las mismas varía notablemente según la hora del día, la época del año, etc. según se vio, pero es común percibir una variación mucho más rápida en la intensidad que puede producirse desde muy lentamente (minutos) hasta bastante rápidos (décimas de segundo). Estas variaciones más o menos rápidas se conocen como "desvanecimientos" y obedecen a diferentes causas, tales como: • Que varíen las condiciones físicas del medio por el cual viajan las señales (variaciones de densidad de la atmósfera, del contenido de vapor, de iones, etc.) • Que lleguen al receptor distintas "copias" de la señal recorriendo múltiples caminos (multipath). Las diferentes copias arriban ligeramente desfasadas haciendo que se sumen o se resten sus amplitudes (diferencias de fase). Como estos caminos están continuamente variando el efecto de atenuación o refuerzo varía con el tiempo. • Que se produzcan reflexiones en objetos que están en movimiento provocando el efecto anterior (aviones, automóviles, etc.) • Que el trasmisor y o el receptor estén en movimiento y los caminos de la señal estén variando con el tiempo. • Que se atenúen algunas frecuencias mientras que otras inmediatamente cercanas no deformando las señales (desvanecimiento selectivo). Las causas del desvanecimiento pueden ser muy numerosas, como se ve, pero en todos los casos producen un deterioro más o menos pronunciado de la calidad del enlace.
Cambios de polarización en la reflexión ionosférica. En su viaje a través de la ionosfera las señales de radio que partieron de la antena con una determinada polarización sufren cambios importantes en la dirección y/o tipo de polarización. El campo magnético de la Tierra hace que la ionosfera sea un medio que no presenta las mismas propiedades en distintas direcciones (anisotropía). La señal original se subdivide en dos ondas (denominadas onda ordinaria y onda extraordinaria) de diferente polarización las que tienen constantes de propagación diferentes por lo que al salir de la ionosfera se recombinan de tal manera que la polarización original resulta cambiada, dando lugar a desvanecimientos de la señal recibida.
Rotación de Faraday
Cuando las señales tienen suficiente frecuencia como para atravesar la ionosfera, también sufren cambios en su polarización por efecto del campo magnético de la tierra, aún en frecuencias muy elevadas. Este fenómeno es importante en las comunicaciones de VHF y UHF con satélites artificiales o en rebote lunar lo que hace aconsejable el empleo de antenas de polarización circular o doble polarización. Si no se emplean antenas de polarización circular, el desvanecimiento por desalineación puede durar algunos minutos.
Condiciones de propagación típicas en 160 m, similar a broadcasting
Situada apenas arriba de la porción asignada a las emisoras de broadcasting de AM en ondas medias, es la única banda de aficionados que comparte características de propagación similares a las de estas emisoras, sobre todo muy buen alcance sin distancia de salto por onda superficial, siempre y cuando se utilicen antenas con polarización vertical, pues las ondas de superficie horizontales son rápidamente absorbidas por la tierra. Aunque las condiciones de propagación en esta banda son muy interesantes, la altura de las antenas horizontales (en términos de longitud de onda) que pueden utilizar los aficionados suele ser muy exigua por lo cual la energía irradiada en los ángulos bajos que harían posible comunicados a mayores distancias es pobre, por ello no se recomiendan dipolos horizontales (ni antenas en V invertida), sino antenas verticales (cargadas, si es necesario, con bobinas y sombreros capacitivos) o en "L" invertida. Durante el día la intensa ionización de la capa D hace prácticamente imposible que las señales puedan atravesarla, aún con incidencia prácticamente vertical, por lo cual no son posibles comunicados vía capa E o F2. 14
La operación en DX se ve favorecida en los ciclos de mínima actividad solar porque la capa D se debilita más rápidamente al atardecer, aunque se mantiene cierta absorción remanente de la capa E por rayos cósmicos, rayos X de origen galáctico y dispersión de la radiación solar en la corona terrestre. También por similares razones, los atardeceres de invierno ofrecen buenas chances de lograr distancia. También durante los períodos de menor actividad solar las condiciones se favorecen porque hay menos actividad geomagnética. La capa D puede llegar a debilitarse al punto que puede ser atravesada (aunque con gran atenuación), en invierno, con poca actividad solar en altas latitudes permitiendo la refracción por la capa E. El alcance diurno con ondas de superficie se sitúa en el orden de los 1 50 a 200 km. Luego de la puesta del sol, cuando se ha disipado gran parte de la capa D, la propagación por onda ionosférica permite comunicados a distancias que típicamente alcanzan varios cientos de km en verano y varios miles durante el invierno. La capa E es importante para la propagación nocturna. La recepción es perturbada por ruidos estáticos ocasionados por las tormentas y la actividad convectiva de la atmósfera, particularmente en verano y en bajas latitudes. Los ruidos de origen artificial también tienen mayor intensidad porque los aparatos que los producen suelen generar más energía en frecuencias bajas.
Dipolo para transmisión de 40 a 1 60 metros 15
Leyes de Electrónica La Ley de Ohm Se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 1 2 voltios) y un resistor de 6 ohms (ohmios). Se puede establecer una relación entre el voltaje de la batería, el valor del resistor y la corriente que entrega la batería y que circula a través del resistor. Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm. Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 1 2 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios. De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohms = 1 2 Voltios Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I. Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 1 2 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms Es interesante ver que la relación entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor del resistor. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Triángulo de la ley de Ohm Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente. Se dan 3 Casos: - Con un valor de resistencia fijo: La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en el voltaje. - Con el voltaje fijo: Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente - Con la corriente fija: El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia
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Representación gráfica de la resistencia Para tres valores de resistencia diferentes, un valor en el eje vertical (corriente) corresponde un valor en el eje horizontal (voltaje). Las pendientes de estas líneas rectas representan el valor del resistor. Con ayuda de estos gráficos se puede obtener un valor de corriente para un resistor y un voltaje dados. Igualmente para un voltaje y un resistor dados se puede obtener la corriente.
Simbología usada para circuitos eléctricos 17
Grandes de la radio Argentina
Juan Vicente Mentesana La voz de la historia argentina. La semana pasada en el marco de las celebraciones del Día del Locutor se rindió homenaje a Juan Vicente Mentesana
La voz de la historia argentina La semana pasada en el marco de las celebraciones del Día del Locutor se rindió homenaje a Juan Vicente Mentesana, durante cincuenta años locutor de la Presidencia de la Nación. Llegó a Buenos Aires a comienzos de los años cincuenta y durmió en las escalinatas del Teatro Colón esperando para rendir examen entre los miles de postulantes que se presentaron. Ganó el concurso y desde entonces hasta su retiro fue testigo privilegiado de los momentos más trascendentales de la República. Fue la voz que anunció a los presidentes democráticos y la misma que tuvo que leer los comunicados de las Juntas militares; anunció al mundo el Mundial de 1 978 y la llegada de la democracia en 1 983.
Hoy en el retiro desgrana sus mañanas en una conocida esquina de la Plaza 9 de Julio junto con amigos cosechados a lo largo de tantos años, como Juan Carlos Saravia. El pasado sábado, en el programa de radio “Dolce Italia” que se emite por la frecuencia del 98,7 de 1 2,30 a 1 4,00 que conduce María Ana Fulco se rindió homenaje a un ramillete de voces de la primera hora de la radiofonía de Salta: Mary Gerbino, Giorgio Naveas Bartoli y por supuesto Juan Vicente Mentesana. Estuvo el presidente del Círculo de Locutores Jorge Molina. Nota extraida de http://www.elintransigente.com/notas/2009/7/1 2/ cultura-22748.asp 18
Historia de la Radio En la ceremonia inaugural actuaron, el
cuarteto Por-Arte, la soprano Hina Spani los pianistas Roberto Locatelli y Raul Spivak , y la Orquesta de cámara dirigida por el maestro Bruno Bandini. Con una propuesta informativa y cultural, en 1 946, la emisora pasa a integrar el Servicio Oficial de Radiodifusión, Sor. En el mismo período cambia de frecuencia, ahora transmite en 870 Khz, y habilita su planta transmisora en General Pacheco, en el norte del Gran Buenos Aires. Sus transmisores eran de 1 00 Kw. Será recién en 2006 cuando LRA 1 renueve sus equipos. En los 90, LRA, cuya red tiene emisoras en 40 puntos de la Argentina, se muda en Buenos Aires, al edificio emblemático de la radiodifusión porteña, el de Maipú 555. El edificio perteneció a la editorial Haynes, editora del diario El Mundo, y revistas como El Hogar y Mundo Argentinon. Fue construido especialmente como emisora de radio, y además de estudios de distintas dimensiones, tiene un Auditorio con capacidad para 500 personas. Por él desfilaron las figuras más destacadas de la escena cultural argentina e internacional. El siglo 21 , el de las TICs, encuentra a LRA 1 Radio Nacional Buenos Aires y a todas las emisoras de la cadena nacional en una etapa de modernización tecnológica. A la AM, orientada hacia la información se suman las 3 emisoras en frecuencia modulada, cuyas identidades se nutren de los sonidos clásicos, jóvenes y folklore nacional y latinoamericano. Desde Buenos Aires también transmite Rae. Creado en 1 947, como SRI, Servicio Radiofónico Internacional, Radiodifusión Argentina al Exterior – RAE – lleva a través de las ondas cortas la voz inconfundible de la identidad nacional.
Wimpi
1937 2012 Feliz 75 años Radio Nacional 19
Nota extraída de FM Universo 94.3 Corrientes Capital
Micrófonos a cinta RCA
Considerado por muchos como el micrófono con sonido más natural, elmicrófono de cinta fue inmediatamente aceptado por las industrias de radiodifusión yde grabación ya que no requieren una incómoda fuente de alimentación o baterías ensu funcionamiento. La primera cinta producida comercialmente para estos micrófonosapareció a principios de los años 1 930.Este tipo de micrófono trabaja bajo el principio de inducción magnética al igualque los micrófonos dinámicos, pero aun así sus características se asemejan más a lasde un micrófono de condensador desde el punto de vista del patrón polar y respuestaen frecuencia.Se utiliza principalmente en los estudios de grabación, porque ofrecen lacoloración preferida para la música. No obstante, no presenta las característicasóptimas para ser utilizado como recurso para mediciones rigurosas o científicas. Lafragilidad de la cinta obliga a que sea utilizado en una posición fija, excluyéndolo deltrabajo de campo. Al igual que la mayoría de los micrófonos profesionales, nuestro objeto deestudio, entrega una salida balanceada, lo que ofrece una considerable inmunidadfrente a interferencias. Otros parámetros a considerar son la sensibilidad y el ruido 20
Glosario Acoplamiento magnético: Influencia mutua entre 2 inductores o más que causa que aparezca un campo magnético en una bobina cuando circula corriente por otra.
Admitancia: Inverso de la impedancia. Mide la capacidad de un elemento o rama en un circuito paralelo de permitir el paso de la corriente alterna
AM: amplitud modulada Amp.: Amperes Ampere (amperio): unidad de medición de la corriente eléctrica (A) 1 Amperio = 1 coulombio / seg. 1 Amperio = 1 000 mA Amperímetro: Instrumento de medición utilizado para medir la corriente que atraviesa un dispositivo. Este instrumento se coloca en serie con el dispositivo
Amplitud : Valor pico de una onda. En ondas simétricas es el valor de la mitad del valor picopico
Angulo de fase: Es la diferencia de fase entre dos ondas senoidales, usualmente debido a que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores (bobinas)
Ánodo: Electrodo positivo Bobina: (inductor) Elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a través de él, generando una tensión que se opone a la tensión aplicada y es proporcional al cambio de la corriente
CA (Corriente Alterna): Corriente eléctrica que cambia su amplitud en forma periódica con el tiempo.
Capacitor (condensador) de paso: Es un capacitor que tiene por finalidad mantener la alta ganancia en c.a. y la ganancia en c.c. es reducida con ayuda de una resistencia de realimentación (Re)
CC corriente continua : es el resultado del flujo de electrones (carga negativa) por un
conductor (alambre o cable de cobre casi siempre), que va del terminal negativo al terminal positivo de una batería. Circula en una sola dirección, pasando por una carga. Un foco / bombillo en este caso.
La corriente continua no cambia su magnitud ni su dirección con el tiempo.
No es equivocación, la corriente eléctrica sale del terminal negativo y termina en el positivo. 21
Circuito paralelo: Circuito que permite más de un paso posible para la corriente, cada paso o camino con diferentes elementos.
Circuito Serie: Circuito que sólo permite un solo paso posible para la corriente, el paso o camino con uno o más elementos
COPRI : Control principal _ADEMACoulombio: unidad de medición de la carga eléctrica. 1 coulombio tiene una carga de: 6.28 x 1 028 electrones
Dipolo: Antena de la mitad de longitud de onda, partida en su punto central para conectarse al cable de alimentación.
Distorsión : Es la alteración de una forma de onda original en algún punto del circuito. Divisor de tensión : Arreglo en serie de resistencias, en donde la tensión aplicada al conjunto es dividida entre las resistencias de manera proporcional a los valores de estas
DMM: Abreviatura común de Voltímetro digital EHF : Extra alta frecuencia. ELF : Extra baja frecuencia Estática (Electricidad): Carga eléctrica que no fluye (como la corriente) Factor de Potencia: Es la relación que existe entre la potencia real dada por la fórmula P = I2R y la potencia aparente dada por la fórmula S = V I
Faradio (F): Unidad de capacidad en los condensadores FM : frecuencia modulada Frecuencia de resonancia: Es la frecuencia donde los efectos reactivos se cancelan y la impedancia o admitancia alcanza su valor mínimo
Fusible: Dispositivo de protección que abre el circuito cuando hay un consumo de corriente mayor al esperado
G : (Conductancia): inverso de la resistencia. Mide la capacidad de un elemento de conducir corriente G = 1 /R.
Generador: Máquina eléctrica que transforma energía mecánica en eléctrica Heinrich Hertz: Nacido en la ciudad alemana de Hamburgo en 1 857, este físico germano
produjo las ondas electromagnéticas (1 887) y demostró que tenían las mismas propiedades que la luz. De este modo, abrió el camino de la telegrafía sin hilos. Ese mismo año, Hertz descubrió el llamado efecto fotoeléctrico y, en 1 892, observó que los rayos catódicos podían atravesar láminas metálicas finas 22
Hertz: Apellido del físico alemán Heinrich Hertz que en 1 887 pudo poner en práctica la hasta
entonces teoría de que las oscilaciones eléctricas de alta frecuencia (una de las características principales de las ondas electromagnéticas o radioeléctricas) podían viajar y propagarse por el espacio.
Hertzio: Unidad básica que mide la frecuencia de las ondas radioeléctricas. Heterodino: La mezcla de dos señales alternas (a.c.) de frecuencias f1 y f2 en un dispositivo no lineal, produciendo dos frecuencia de salida adicionales (f1 +f2) y (f1 -f2)
HF : Alta frecuencia Impedancia: Oposición que representa un componente o componentes al paso de la corriente alterna.
Impedancia de entrada: Impedancia medida al observar un circuito entre sus terminales de entrada. Usualmente se representa como Zi
Kilohertz: [Kilociclo], Khz, mil Hertz, 1 Khz = 1 000 Hz. Unidad de frecuencia LED : Light Emitting Diode. Diodo emisor de Luz Ley de Ohm : Ley que afirma que en un conductor, el cociente entre la tensión (voltaje) y la intensidad (corriente) es una constante conocida con la resistencia.
LF : Baja frecuencia MAP : Modulador por ancho de pulso –ADEMAMHz: Megaherz: Megahercio. Igual a un millón de hertz MF : Media frecuencia Multímetro: Instrumento de múltiples propósitos, que se puede usar para medir resistencias, voltajes, corrientes, etc.
Ohm (Ohmio): Unidad de medición de la resistencia eléctrica, representada por la letra griega Ω. Óhmetro: Instrumento que mide la resistencia. Este instrumento hace circular una corriente por el resistor y mide el voltaje (tensión) través de este, obteniendo su valor.
OSIN : Oscilador sintetizado –ADEMAOsciloscopio: Instrumento utilizado para la medición de la amplitud y período de señales de
corriente alterna. El osciloscopio muestra en la pantalla la forma de onda medida, su forma y su periodo
PDM : Modulador por ancho de pulso. Potencia: La velocidad con la que se consume o suministra energía de un sistema. Potencia = Energía/tiempo. La unidad de medición de la potencia es el Watt o Vatio (W)
Potenciómetro: Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2 resistencias variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.
Puente de Wheatstone: Circuito muy sensitivo que sirve para medir resistencias SHF : Súper alta frecuencia Reactancia: Oposición que presenta un dispositivo almacenador de energía
(capacitor–condensador o inductor - bobina) al flujo de la corriente alterna. Se mide en Ohms.
Rectificador: circuito que convierte la corriente Alterna (C.A.) en corriente continua (C.C.) Reóstato: Resistencia variable Resistencia: Es la medida de cuanto se opone un circuito al paso de la corriente eléctrica a través de él.
Resonancia: Situación donde las reactancias se eliminan entre si, y el circuito posee una mínima impedancia (en circuitos serie) o admitancia (en circuitos paralelo).
ROA: Relé opto acoplado ROE : Ondas reflejadas por la antena Superheterodino (receptor): Receptor en donde todas las señales recibidas se convierten en una frecuencia intermedia fija con propósito de amplificación y selectividad antes de la modulación
SLF : Súper baja frecuencia Transformador: Un arreglo de 2 o mas bobinados diseñados para permitir que el campo magnético producido en uno de ellos genere una tensión (voltaje) en el otro
Transistor: Dispositivo semiconductor con tres terminales que funciona como amplificador y como interruptor
Trimmer: Pequeño resistor o capacitor ajustable con un destornillador, con propósito de hacer ajustes.
UHF : ultra alta frecuencia ULF : ultra baja frecuencia Vatio: Medida de potencia. 1 Vatio = 1 julio/segundo Voltio/Volt: Unidad de medición de la diferencia de potencial o tensión eléctrica V: Volt 24
Voltímetro: Instrumento de medición que mide la tensión (voltaje) en un componente. El instrumento se coloca en paralelo con el elemento al que hay que medir la tensión
VHF : Muy alta frecuencia VLF : muy baja frecuencia W: Watt Watt: (Vatio). Medida de potencia. 1 Watt = 1 julio/segundo Wattimetro: (Vatímetro). Instrumento para medir la potencia real que se transmite Wheatstone (Puente): Circuito puente muy sensitivo que sirve para medir resistencias WA: watt – amperes Z (impedancia): Oposición al paso de la corriente alterna c.a. que tiene un circuito.
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Índice Un poco de historia. La radio en la ArgentinaXXXXXX................................XX. 3 Propagación de ondasXXXXXXXXXXXXXXX.............................XXXX 5 Formas de propagaciónXXXXXXXXXX....................XXXXX.........XXX. 7 Propagación por onda directaXXXXXXXXXXXXXX............................XX 7 Propagación por onda superficial o terrestreXXXXXX.............................X...X.. 8 Propagación por onda espacialXXXXXXXXXXXXX............................XX. 8 Propagación por onda ionosférica o celesteXXXXX............................XXX...X 9 Capas ionosféricasXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.............................. 1 0 Zona de silencioXXXXXXXXXXXXXXX...........................XXX.XX...X 11 Distancia de saltoXXXXXXXXXXXXXXX................................XXXX.... 1 2 Tabla de ángulo de disparo de la antena y distancia de salto correspondiente........... 1 2 Propagación en VHF/UHF y superioresXXXXXXX............................XXXXX 1 3 DesvanecimientoXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX............................X... 1 3 Cambios de polarización en la reflexión ionosféricaXXXX............................X.X.. 1 4 Rotación de FaradayXXXXXXXXXXXXXXXX............................XXX.X 1 4 Condiciones de propagación típicas en 1 60 m, similar a broadcasting........................ 1 4 Leyes de electrónica
La Ley de OhmXXXXXXXXXXXX............................XXXXXXXXXX.. 1 6 Grandes de la radio argentina..................................................................................... 1 8 Historia de la radio........................................................................................................ 1 9 Microfono a cinta RCA................................................................................................... 20 Glosario......................................................................................................................... 21 Índice.............................................................................................................................. 26
Próximo número Alcance de una estación de radio de FM Altura de la antena Potencia efectiva irradiada Ganancia de las antenas Los problemas de la ciudad Polarización de la señal emitida Interferencia con otros servicios Desperfectos en el emisor Desperfectos en los sistemas afectados Leyes de electrónica
Ley de corrientes de Kirchoff y temas conocimiento general sobre radio
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