Fundamentos de Propagación de Radio en Aviación
La radio navegación se fundamenta en la transmisión y recepción de ondas electromagnéticas. Para comprender estos sistemas, es crucial dominar conceptos como el espectro de frecuencias, las propiedades de las ondas y los métodos de modulación.
Espectro de Frecuencias
El espectro electromagnético se divide en bandas logarítmicas, donde cada banda abarca un rango de frecuencias que comienza con un valor y termina en uno diez veces superior. Todas las bandas comienzan con el número 3.
| Banda | Frecuencia | Aplicaciones Principales |
|---|---|---|
| VLF (Very Low Frequency) | 3 - 30 kHz | Navegación de largo alcance (poco uso actual). |
| LF (Low Frequency) | 30 - 300 kHz | NDB / ADF. |
| MF (Medium Frequency) | 300 - 3.000 kHz | NDB / ADF, radiodifusión comercial. |
| HF (High Frequency) | 3 - 30 MHz | Comunicaciones de largo alcance (transoceánicas). |
| VHF (Very High Frequency) | 30 - 300 MHz | Comunicaciones ATC, VOR, ILS Localizer, VDF. |
| UHF (Ultra High Frequency) | 300 - 3.000 MHz | ILS Glide Path, DME, SSR, GNSS. |
| SHF (Super High Frequency) | 3 - 30 GHz | Radioaltímetro, Radar Meteorológico, MLS. |
| EHF (Extremely High Frequency) | 30 - 300 GHz | Comunicaciones satelitales avanzadas. |
Regla mnemotécnica: *"Very Lovely Maidens Have Very Useful Sewing Equipment"*.
Propiedades de las Ondas
- Frecuencia (f): Número de ciclos por segundo. Se mide en Hertz (Hz).
- Longitud de Onda ($\lambda$): Distancia física de un ciclo completo. Se calcula como $\lambda = c / f$, donde $c$ es la velocidad de la luz ($300.000.000$ m/s).
- Ejemplo: Una frecuencia de 100 MHz tiene una longitud de onda de 3 metros.
- Ángulo de Fase: Describe la posición exacta dentro de un ciclo de onda, medida en grados (0° a 360°). La comparación de fases es el principio base del funcionamiento del VOR.
Modulación
La modulación es el proceso de imprimir información (señal moduladora) sobre una onda portadora (carrier wave).
- Modulación de Amplitud (AM): Varía la intensidad (amplitud) de la señal. Se generan dos bandas laterales (superior e inferior).
- Banda Lateral Única (SSB): En comunicaciones HF, se suprime una de las bandas laterales y a veces la portadora para ahorrar energía y ancho de banda.
- Modulación de Frecuencia (FM): Varía la frecuencia de la portadora.
- Modulación de Fase (PM): Invierte o desplaza la fase de la onda. Se utiliza en sistemas como MLS y GNSS.
Clasificación ITU
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) utiliza códigos de tres caracteres para clasificar las emisiones:
- Primer carácter: Tipo de modulación (N=Ninguna, A=Amplitud, etc.).
- Segundo carácter: Tipo de señal moduladora (0=Ninguna, 1=Digital sin subportadora, 2=Digital con subportadora, 3=Analógica).
- Tercer carácter: Tipo de información (N=Ninguna, A=Telegrafía auditiva, E=Telefonía/Voz).
Códigos esenciales:
- N0N: Portadora sin modulación (señal base de un NDB).
- A1A: Telegrafía (Morse) por interrupción de portadora (NDB antiguos).
- A2A: Telegrafía (Morse) modulada en amplitud (NDB modernos, audible sin BFO).
- A3E: Telefonía (Voz) modulada en amplitud (Estándar para comunicaciones VHF).
Fenómenos de Interferencia
- Multipath Effect (Efecto Multitrayecto): Ocurre cuando una señal llega al receptor por múltiples caminos (directo y reflejado), causando confusión o errores. Afecta a sistemas como el VOR, ILS y GNSS.
- Fading (Desvanecimiento): Variación en la intensidad de la señal recibida, causada por interferencias, condiciones atmosféricas o el efecto multitrayecto.