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Nuevos mapas de NOAA sobre predicción de absorción por frecuencia en HF con el modelo DRAP-2

El Centro de Predicción del Clima Espacial (Space Weather Prediction Center) de la agencia norteamericana NOAA ha elaborado un nuevo producto orientado a usuarios de la banda de HF, a partir de su modelo DRAP-2 (D-Region Absorption Prediction). El modelo DRAP-2 proporciona una estimación de los niveles de absorción en la región D de la ionosfera cuando se producen determinados eventos relacionados con el clima espacial, como es el caso de emisiones de rayos X procedentes de erupciones y llamaradas solares, o el de las tormentas de radiación solar que se producen tras los eventos de protones solares (SPE, Solar Proton Events), normalmente a continuación de una eyección de masa coronal (CME, Coronal Mass Ejection).

En todos esos casos, la ionización de la región D de la ionosfera aumenta significativamente y como resultado las ondas de radio de HF que la atraviesan sufren niveles altos e inesperados de absorción, sobre todo en las frecuencias más bajas de la banda, que pueden dificultar o incluso impedir las comunicaciones.

El producto inicial ofrecido por NOAA consiste en tres mapas que muestran la máxima frecuencia afectada (HAF, Highest Affected Frequency) por absorción de 1 dB (mapamundi) ó 10 dB (mapas de las dos zonas polares), para trayectos de propagación completamente verticales y ante un evento relacionado con el clima espacial. Estos mapas tienen una aplicación directa al trabajar con el modo de propagación NVIS (Near Vertical Incident Skywave) en las zonas geográficas y frecuencias afectadas que se muestran en los mapas, aunque con una sencilla formulación los datos pueden extrapolarse a cualquier frecuencia de trabajo, ubicación geográfica y para trayectos de propagación oblicuos.

Los nuevos mapas ofrecidos por NOAA muestran directamente los niveles de absorción globales registrados en diferentes frecuencias de interés dentro de la banda de HF, entre 5 MHz y 30 MHz a intervalos de 5 MHz y siempre considerando trayectos de propagación completamente verticales. De esta forma y para estas frecuencias particulares, se simplifican notablemente los cálculos requeridos con el anterior mapa de máxima frecuencia afectada (HAF), con la ventaja de que con un simple vistazo podemos además hacernos una idea global de los niveles de absorción existentes en toda la banda de HF. No obstante, hay que recordar que para extrapolar los niveles de absorción a trayectos radioeléctricos oblicuos será necesario seguir realizando los cálculos basados en la ley de la secante

He incorporado los nuevos mapas en el apartado de Radiocomunicaciones del Panel de HF y Clima Espacial, junto a la información necesaria para realizar conversiones entre trayectos radioeléctricos verticales y oblicuos.

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Riesgos derivados del Clima Espacial

El clima espacial define la interacción del Sol, física y magnéticamente, con todos los objetos del Sistema Solar. Esta actividad presenta una pauta de repetición cíclica, con valores máximos y mínimos, de aproximadamente 11 años. En la época de máximos los efectos físicos y magnéticos sobre los dispositivos eléctricos y electrónicos pueden tener un impacto significativo, incluso provocar serios daños. Este tipo de eventos se clasifican según su ocurrencia e impacto como baja frecuencia / alto impacto (LF/HC, Low-Frequency/High-Consequence).

He publicado en la web el informe que presenté en noviembre de 2010 a la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE), con motivo de las Jornadas Técnicas sobre Clima Espacial.

Se presenta una breve caracterización del clima espacial y se analizan los riesgos para las personas y para diversos sistemas tecnológicos. Tambien se describen los sistemas de observación y alerta temprana disponibles actualmente en diversos países.

Enlace: Riesgos derivados del Clima Espacial (Ismael Pellejero).

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Antenas rómbicas para HF

He publicado en la web un artículo técnico sobre el diseño y análisis de antenas rómbicas para la banda de HF.  Se consideran dos casos: la antena rómbica simple (terminada en circuito abierto) y la antena rómbica terminada en carga resistiva. La primera es bidireccional y la segunda es unidireccional, a costa de tener una ganancia menor.

Se consideran los siguientes parámetros de diseño: frecuencia, tamaño de la antena, ángulo agudo del rombo y resistencia de la carga.  La simulación está realizada con el programa 4Nec2 y se centra en el análisis de la influencia de los distintos parámetros de diseño en la relación de onda estacionaria (ROE) y en los diagramas de radiación.

Las antenas rómbicas son de banda ancha desde el punto de vista de la impedancia, pero presentan grandes variaciones con la frecuencia en sus diagramas de radiación. Por tanto, han de optimizarse para su uso en frecuencias concretas.

Enlace: Antenas rómbicas (www.ipellejero.es).

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Predicciones de propagación para el Ejercicio GlobalSET Nov 2010

He elaborado las predicciones de propagación para el Ejercicio GlobalSET del 13 de noviembre de 2010, empleando la herramienta VOAAREA del paquete VOACAP.

Las predicciones muestran los mapas de máxima frecuencia utilizable (MUF) y relación señal a ruido (SNR) esperada en cada una de las frecuencias centrales de actividad de emergencia previstas para el ejercicio, tomando como referencia a la estación central de IARU Región 1, que estará ubicada en el Reino Unido. Están disponibles mapas para las 11:00, 13:00 y 15:00 UTC, contemplando toda la franja horaria en la que dicha estación permanecerá activa.

Los parámetros utilizados en la simulación son:

* Modelo: VOACAP Area Coverage (VOAAREA).
* Validez: 13 Nov 2010 @ 11:00, 13:00, 15:00 UTC.
* QTH de referencia: IO83OE (UK).
* Trayecto utilizado: Corto.
* Coeficientes: URSI 88.
* Número internacional de manchas solares (media móvil): 30.
* Potencia Tx: 100 W.
* Ganancia antena Tx: 3 dBi (isotrópica).
* Ganancia antena Rx: 3 dBi (isotrópica).
* Ruido artificial @ 3 MHz: -146 dBW/Hz.
* Fiabilidad de los circuitos: 90 %.
* Tolerancia de potencia al multitrayecto: 3 dB.
* Máximo retardo temporal tolerable: 0.1 ms.

Las predicciones están disponibles en: Global Simulated Emergency Test (GlobalSET) Propagation forecast – IARU Region 1 HQ Station.

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Apertura de la banda de 40m de HF para comunicaciones NVIS

Con el avance del ciclo solar, la banda de 40 metros de HF del Servicio de Radioaficionados comienza a estar disponible para comunicaciones NVIS (Near Vertical Incident Skywave), un modo de propagación en HF profusamente utilizando en comunicaciones tácticas y de emergencia.

Hasta hace poco, con el mínimo del ciclo solar, solamente estaba disponible la banda de 80 metros, con el inconveniente que supone la utilización de antenas de gran tamaño capaces de operar en dicha banda.

El fundamento de la propagación NVIS se basa en la utilización de antenas que tengan un ángulo de despegue muy elevado, del orden de 70º a 90º, es decir, perpendicular o casi perpendicular al plano de tierra. Al transmitir en HF con una antena de estas características y siempre que la frecuencia seleccionada sea la adecuada, la onda radioeléctrica incidirá en la ionosfera casi verticalmente y se reflejará de vuelta hacia la Tierra con un ángulo de reflexión muy pequeño, permitiendo cubrir la zona de sombra que tienen los sistemas de HF para DX y los de VHF/UHF.

Pulse en la imagen para verla a tamaño completo.

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Agradecimiento a la REMER por su participación en el simulacro PRES UE 2010 (EU-RRC 7)

En un acto celebrado esta tarde en la Dirección General de Protección Civil y Emergencias, la Directora General ha mostrado su agradecimiento a los colaboradores de la REMER que participamos en el Simulacro Internacional PRES UE 2010 (EU-RRC 7), que tuvo lugar el pasado 26 de junio en el Aeropuerto de Madrid Barajas, en el seno de la Presidencia Española de la Unión Europea.

En el transcurso del acto, de unos 45 minutos de duración y al que también asistieron el Subdirector General de Planes, Operaciones y Emergencias, el Vocal Asesor Jefe de la Unidad Operativa y el Coordinador Nacional de la REMER, se hizo entrega de un diploma a los colaboradores de la REMER como reconocimiento a su colaboración operativa en el simulacro, el primero de carácter internacional que se celebra en España.

La Directora General puso especial énfasis en la importante colaboración de la REMER en el desarrollo exitoso del simulacro, gracias a la red de radiocomunicaciones establecida para su coordinación, dentro de un plan específico de la REMER para prestar el apoyo operativo necesario. La Directora General aprovechó la ocasión para intercambiar impresiones con los colaboradores sobre el desarrollo operativo del simulacro.

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Efectos de la nube de ceniza volcánica en los sistemas de radiocomunicaciones

El volcán islandés Eyjafjallajökull entró en erupción el pasado 14/10/2010, generando una nube de ceniza volcánica que se propagó por el norte y el centro de Europa los días siguientes, provocando el caos en el tráfico aéreo de la zona.

En este post se analiza el posible impacto de la nube de ceniza volcánica en los sistemas de comunicaciones por radio. Las partículas de la nube volcánica están cargadas eléctricamente y se ubican a una altitud aproximada de 3 km, luego afectarán en mayor o menor medida a dichos sistemas.

Dependiendo de la banda, el problema puede analizarse de una forma u otra.

Para la banda de HF, interesaría aproximar la nube de ceniza por un plasma, similar a la ionosfera. La concentración de partículas cargadas no es demasiado elevada, ya que la nube es cada vez menos densa conforme avanza y se dispersa por el viento. El resultado es que las comunicaciones en HF no parecen verse afectadas, como puede comprobarse en la siguiente gráfica obtenida de la ionosonda de Chilton, en Inglaterra (51.5 N, 0.6 W).

La gráfica muestra la frecuencia de corte de la capa F2 de la ionosfera para sondeo vertical, entre los días 12/04/2010 y 20/04/2010. El volcán entró en erupción el 14/04/2010 y la nube tardó unos días en propagarse por Europa. En las medidas no se aprecia ninguna variación.

Sí pueden afectar las descargas eléctricas en la nube, similares a los rayos de toda la vida, en forma de ruido puntual en la banda de HF.

Para las bandas de VHF y superiores, creo que la mejor aproximación es la teoría del radar. La nube de ceniza volcánica puede caracterizarse por su “sección recta radar” (RCS). Cuanto mayor sea su RCS, mayor reflexión de las ondas de radio. La RCS depende del área geométrica de la nube, del diámetro y forma de sus partículas y de su reflectividad.

Cuanto más dispersa esté la nube, menor será su reflectividad, luego conforme nos alejemos del volcán su efecto será menor.

Respecto a las frecuencias afectadas, las partículas de la nube parecen tener un tamaño del orden de los milímetros, luego afectarán en mayor medida a la banda de EHF (30-300 GHz). No obstante, en puntos donde la nube sea más densa y las partículas se agrupen con tamaños cercanos al centímetro, también se vería afectada la banda de SHF (3-30 GHz).

Los efectos serían principalmente un aumento de la absorción (fading) y de la dispersión (scattering) y podrían llegar a afectar a algunos sistemas de comunicaciones por satélite. No obstante, los sistemas normalmente utilizados en comunicaciones de emergencia, como INMARSAT, Iridium y Thuraya trabajan en bandas más bajas, por lo que no se prevé ningún tipo de afectación.

En mi opinión, las bandas de VHF y UHF solamente se verían afectadas en zonas muy próximas al volcán y aún así se trata de una cuestión difícil de predecir.
Referencias:

USGS – Volcanic Ash – Effects on Communication and Mitigation Strategies

USGS – Ash Fall – A “Hard rain” of Abrasive Particles

NASA – NASA Observes Ash Plume of Icelandic Volcano

Pulse en las imágenes para verlas a tamaño completo.

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Evolución diaria de la ionosfera

En este artículo se ofrece una descripción didáctica, aprovechando datos científicos, de la evolución diaria de las distintas capas de la ionosfera, cuyo conocimiento es fundamental para la explotación adecuada de los sistemas de radiocomunicaciones en la banda de HF.

Para ello, he realizado un análisis de los resultados de las mediciones de la estación de sondeo ionosférico del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aerospacial), ubicada en El Arenosillo (Huelva, España), durante el día 18 de marzo de 2010. La ionosonda realiza mediciones de distintos parámetros cada 15 minutos, durante las 24 horas del día, empleando en este caso técnicas de sondeo vertical, es decir, con un ángulo de elevación de 90º (perpendicular a la superficie terrestre).

Estas mediciones permiten obtener mucha información de la ionosfera, como la existencia de las diferentes capas a horas concretas, la altitud a la que se encuentran, su espesor o su frecuencia de corte.

Cada una de las capas de la ionosfera tiene su propia frecuencia de corte (fo), definida como la máxima frecuencia de trabajo que permitirá la reflexión de una onda de radio en dicha capa, utilizando un ángulo de despegue de 90 grados. Así, la capa esporádica Es tiene una frecuencia de corte que denominaremos foEs y la capa F2 tendrá la suya propia, que denominaremos foF2. El conocimiento de la foF2 es fundamental para trabajar en el modo de onda aérea de incidencia casi vertical (NVIS, Near Vertical Incident Skywave), muy utilizado en comunicaciones tácticas y de emergencia, ya que en cada momento del día nos marcará la máxima frecuencia que podemos utilizar.

Los datos recogidos por la ionosonda se registran en un fichero tipo SAO y pueden visualizarse con la herramienta SAO Explorer, desarrollada por el Center for Atmospheric Research, University of Massachussetts Lowell. Para el caso del día bajo estudio, he elaborado un pequeño vídeo que muestra lo que está sucediendo en la ionosfera, cada 15 minutos, durante las 24 horas del día.

Interpretación de la información

En el sistema de referencia utilizado, el eje de abscisas se corresponde con la frecuencia en MHz y el eje de ordenadas con la altitud sobre la superficie terrestre, en metros.

En la parte superior derecha, en blanco, se muestra la fecha y la hora de cada medición. El vídeo evoluciona mostrando los resultados de las mediciones tomadas cada 15 minutos.

En la parte superior, en amarillo, se muestra el registro de una capa determinada de la ionosfera (E, F1, F2) para cada hora concreta, así como su frecuencia de corte (foE, foF1, foF2) en MHz. Las comunicaciones en HF se producen en la mayor parte de los casos por reflexión en la capa F2, luego el valor de la foF2 será el de mayor interés en el análisis.

En la parte inferior, en amarillo, se muestra el registro de apariciones de la capa esporádica Es y su frecuencia de corte foEs.

En la parte central, la curva que aparece en blanco muestra los resultados de las mediciones para la capa F2. El punto donde esta curva intersecta con la perpendicular de la frecuencia de corte foF2 nos permite determinar, utilizando el eje de ordenadas a la izquerda, a qué altitud se ha producido la reflexión.

Para facilitar la interpretación, se omiten otros parámetros medidos por la ionosonda, a los que se hace referencia expresa en el análisis cronológico si pueden aportar información de interés.

Análisis cronológico

A continuación se ofrece el análisis cronológico de todos los eventos observados. Las horas están expresadas en GMT. El día de la medición (18/03/2010) la hora en España se correspondía con GMT+1 (GMT en las Islas Canarias), el número de manchas solares era SSN=24 y el índice de flujo solar SFI=84.

No se registraron eventos de tormentas solares ni geomagnéticas. Se recomienda que detenga el vídeo en cada una de las horas clave, para poder examinar los eventos con detenimiento.

00:00 En plena noche, solamente se registra la presencia de la capa F, aquí denominada F2, a una altitud de 292 km. La frecuencia de corte foF2 es de tan sólo 3.100 kHz. Hasta llegadas las 06:30 de la mañana, tan sólo la banda de 160 metros sería apta para comunicaciones NVIS.

02:15 Primera aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 122 km y con una frecuencia de corte foEs de 1.900 kHz. Se mantiene hasta las 02:45, variando la foES a 2.300 kHz.

04:15 Segunda aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 90 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.100 kHz. Se mantiene durante 15 minutos.

04:55 El sol comienza a salir por el horizonte.

05:00 Tercera aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 120 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.000 kHz. Se mantiene durante 30 minutos.

06:00 Se registra el mínimo en la frecuencia de corte foF2, con un valor de 2.500 kHz. La recombinación de electrones en la ionosfera ha alcanzando su máximo nivel durante la noche. A partir de ese momento, comienza a notarse la presencia del sol hacia el este y la foF2 empezará a subir. Hasta esta hora, la altitud de la capa F ha oscilado entre 250 km y 317 km.

06:45 Aparece la capa E a una altitud de 108 km y con una frecuencia de corte foE de 1.420 kHz. La frecuencia de corte foF2 de la capa F2 ya ha subido a 4.425 kHz, por lo que la banda de 80 metros comienza a ser apta para NVIS, ventana de trabajo que durará hasta las 20:00 horas.

07:30 Cuarta aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 117 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.100 kHz. Se mantiene durante 15 minutos.

08:15 Quinta aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 132 km y con una frecuencia de corte foEs de 3.200 kHz. Se mantiene durante 45 minutos, oscilando su frecuencia de corte foES entre 1.900 kHz y 5.200 kHz.

08:30 Los efectos de la presencia del Sol al amanecer empiezan a hacerse patentes y comienza la fotoionización. La frecuencia de corte de la capa foF2 ya ha subido hasta 5.900 kHz.

09:00 La capa F de la ionosfera, uniforme hasta ahora, empieza a dividirse en las subcapas F1, a 187 km de altitud y F2, a 242 km de altitud.

09:30 Sexta aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 124 km y con una frecuencia de corte foEs de 3.800 kHz. Se mantiene durante 30 minutos.

10:15 Séptima aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 110 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.900 kHz. Se mantiene durante 45 minutos.

10:45 La capa F2 se ubica repentinamente a una altura de 307 km. Su frecuencia de corte foF2 ya ha subido hasta 7.050 kHz. La capa F1 está mucho más abajo, a 177 km de altitud.

11:00 La frecuencia de corte foF2 de la capa F2 ya ha subido a 7.400 kHz, por lo que la banda de 40 metros comienza a ser apta para NVIS, ventana de trabajo que durará hasta las 18:45 horas.

11:15 Octava aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 110 km y con una frecuencia de corte foEs de 3.200 kHz. Se mantiene durante 15 minutos. En este momento, además, las subcapas F1 y F2 han vuelto a fusionarse en una única capa F a 222 km de altitud. Un cuarto de hora más tarde, volverán a separarse.

11:45 Al estar el Sol en su punto más alto del día, la fotoionización alcanza sus valores más altos y se produce el máximo del día en la frecuencia de corte foF2 de la capa F2, que alcanza los 8.625 kHz. Se registra además la novena aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 107 km y con una frecuencia de corte foEs de 3.200 kHz. Se mantiene durante 2 horas, oscilando su frecuencia de corte foES entre 3.200 kHz y 6.300 kHz.

12:30 Las subcapas F1 y F2 vuelven a combinarse en una sola capa F a 237 km de altitud, alcanzando ya la frecuencia de corte foF2 los 8.000 kHz.

13:00 Se produce un fallo de sondeo en la ionosonda, por lo que no se dispone de datos en un intervalo de 15 minutos. Se producen fallos de sondeo similares a las 14:00, a las 15:15 y a las 20:15

13:15 La capa F vuelve a separarse en las subcapas F1 y F2. Se tiene además la décima aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 100 km y con una frecuencia de corte foEs de 4.000 kHz. Se mantendrá durante otras 2 horas y cuarto, alcanzando la foEs hasta 6.300 kHz.

14:45 Las subcapas F1 y F2 vuelven a combinarse, durante un cuarto de hora, en una sola capa F a 242 km de altitud. A continuación vuelven a separarse.

15:45 Las subcapas F1 y F2 vuelven a combinarse, durante un media hora, en una sola capa F a 222 km de altitud. A continuación vuelven a separarse.

16:45 Undécima aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 135 km y con una frecuencia de corte foEs de 3.800 kHz. Se mantiene durante 1 hora y 45 minutos.

18:30 Con la caída de la tarde, la fotoionización comienza a perder fuerza y empieza la recombinación de los electrones libres en la ionosfera. La densidad de ionización de la capa E comienza a ser tan baja que la ionosonda deja de registrarla, a pesar de que no llega a desaparecer completamente. La subcapa F1 ya no volverá a aparecer hasta el día siguiente y la frecuencia de corte foF2 de la capa F2 comenzará descender bruscamente, aunque en este momento todavía se mantiene en 7.600 kHz.

18:45 La frecuencia de corte foF2 de la capa F2 ha descendido a unos 7.000 kHz y la banda de 40m deja de ser utilizable para NVIS.

19:15 A pesar de que la capa E ya tiene una densidad de ionización muy débil, se registra la duodécima aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 120 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.700 kHz. Se mantiene durante 45 minutos.

20:00 La frecuencia de corte foF2 de la capa F2 continúa su descenso, llegando ya a los 4.400 kHz. La banda de 80m dejará de ser utilizable para NVIS en el siguiente cuarto de hora.

20:15 Llega el ocaso y el Sol desaparece en el horizonte.

20:45 Decimotercera aparición de la capa esporádica Es, a una altitud de 120 km y con una frecuencia de corte foEs de 2.600 kHz. La capa Es se mantiene esta vez hasta medianoche, oscilando su frecuencia de corte entre 1.900 y 2.900 kHz.

22:45 La frecuencia de corte foF2 de la capa F2 continúa su descenso, llegando ya a los 3.400 kHz.

23:45 A punto de llegar a la medianoche, los efectos de la recombinación son ya muy notables y la frecuencia de corte foF2 de la capa F2 ya ha bajado hasta 2.700 kHz.

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Conectores de RF (I)

Los conectores coaxiales de radiofrecuencia tienen dos misiones fundamentales:

Por un lado, conseguir la conexión entre elementos de la cadena de RF, como transceptores, líneas de transmisión y antenas, entre otros.

Por otro lado, también han de cumplir la importante misión de minimizar la emisión de interferencias electromagnéticas (EMI) que puedan afectar a otros sistemas radio cercanos.

Existe una gran variedad de conectores coaxiales de RF. Normalmente, cada modelo está diseñado con un propósito específico y para aplicaciones determinadas. No todos los conectores serán apropiados para cada frecuencia de trabajo. Así, los  conectores de menor diamétro suelen ser los más aptos para frecuencias muy elevadas. Por otro lado, los conectores que tienen material dieléctrico para rellenar los huecos pueden utilizarse en bandas de frecuencias más bajas y normalmente tendrán más pérdidas.

Caracterización mecánica de conectores.

Los conectores de RF pueden caracterizarse con varios parámetros desde el punto de vista mecánico.

La firmeza y el aislamiento físico de la conexión son importantes para evitar desconexiones indeseadas y aumentar la resistencia a la intemperie.

La vida útil, determinada por el mayor o menor número de conexiones y desconexiones que el conector soporta sin degradarse.

La facilidad de integración en los sistemas de RF. Con independencia de otras características físicas y electromagnéticas, existirán conectores más apropiados que otros para cada sistema.

Robustez mecánica y resistencia a la intemperie. Existen conectores chapados en plata, con muy buena conductividad eléctrica pero escasa resistencia a la corrosión y precio elevado. Es más común encontrar conectores chapados en níquel, más resistente a la corrosión y más económico. No obstante, en determinadas aplicaciones el níquel puede ser fuente de intermodulación pasiva (PMI), por lo que a nivel profesional también se utilizan otros compuestos como el Albaloy (Zinc/cobre), el Sucoplate,el IP-23, el bronce blanco o el Tri-Alloy.

El coste es otro factor de interés: los conectores más populares se producen en series más grandes y por tanto suelen ser más económicos.

Y finalmente, el tamaño: los conectores se agrupan en cuatro grandes categorías, según su tamaño: microminiaturizados (MMCX, MCX), subminiaturizados (BMA, SMA, SMB, SMC), miniaturizados (BNC, TRB, TWBNC, MQD, MHV), de tamaño medio (C, HN, N, QDS, SC, TW34, UHF) y de tamaño grande (7/16, G874, GHV, LC, LT) .

La mayoría de los conectores tienen dos modelos o sexos, denominados macho (plug) y hembra (jack), diseñados para asegurar que los empalmes se hacen de forma óptima. En algunos casos se hacen diseños de “polaridad invertida” (RP, Reverse Polarity), concepto que no tiene que ver con la polaridad electromagnética sino con el hecho de usar una carcasa macho con un receptáculo hembra, o viceversa, algo que puede ser útil en determinadas aplicaciones.

También existen variaciones de un mismo tipo de conector. Por ejemplo, un conector puede estar disponible para montaje mural o para montaje sobre cable. Las técnicas de ensamblaje también pueden variar: soldadura (solder), abrazadera (clamp), rizado mecánico (crimp) o enroscado (twist). Cada técnica tiene sus ventajas e inconvenientes, desde conseguir mejor conductividad eléctrica minimizando el coeficiente de reflexión, hasta la rapidez de montaje, que puede ser importante en situaciones de emergencia.

En algunos casos, las especificaciones vienen definidas en normas de distinto tipo, como la MIL-STD-348 (Radio Frequency Connector Interfaces).

Caracterización electromagnética de conectores.

Por otro lado, existe otra caracterización de los conectores desde el punto de vista electromagnético, a través de varios parámetros.

El coeficiente de reflexión en el interfaz conductor y en el dieléctrico ha de ser lo más pequeño posible para evitar el desacoplo del sistema. Hay que tener en cuenta que el coeficiente de reflexión teórico puede variar en función de la calidad del montaje final.

La impedancia del conector es otro parámetro a considerar. Normalmente, se trabaja con impedancias de 50 ohmios o con 75 ohmios. Un mismo tipo de conector puede estar disponible en modelos con distintas impedancias.

El rango de frecuencias en las que el conector puede trabajar es otro factor de suma importancia, ya que todos los conectores tienen una frecuencia máxima de trabajo. Por ejemplo, no se recomienda la utilización de conectores tipo UHF para frecuencias superiores a 300 MHz.

Las pérdidas de inserción, definidas como la atenuación introducida por el conector en el circuito de RF. Son dependientes de la frecuencia y suelen oscilar entre 0,15 dB y 0,9 dB. Se tratará de minimizar el número de conectores en el circuito de RF al mínimo imprescindible.

También existen limitaciones sobre la tensión máxima que puede aplicarse al conector y sobre la tensión máxima que puede soportar su dieléctrico. Otro parámetro de interés del dieléctrico es su resistencia de aislamiento.

Es necesario considerar que no todos los conectores posibilitan la propagación de los distintos modos de una onda electromagnética. No obstante, podemos considerar que la práctica totalidad de los conectores más populares no tienen restricciones en este sentido y funcionan adecuadamente al menos con ondas transversales electromagnéticas (TEM).

Finalmente y de cara al diseño de los sistemas de RF, hay que tener en cuenta que determinados conectores son más susceptibles que otros para generar interferencias electromagnéticas (EMI) de forma pasiva, fenómeno conocido como intermodulación pasiva (PIM, Passive Intermodulation), en presencia de dos o más señales de RF de alto nivel de potencia y frecuencias distintas.

Adaptadores

Existen adaptadores prácticamente para todos los casos imaginables, desde para adaptar conectores de distinto tipo (BNC/UHF, BNC/SMA, PL/N, etc) hasta para adaptar conectores del mismo tipo y distinto sexo.

La utilización de los adaptadores no es recomendable por varios motivos, como el incremento de las pérdidas de inserción, variaciones en el coeficiente de reflexión, o el incremento de probabilidades de generar EMI. Deberán utilizarse solamente como última solución.

En próximos posts se describirán con detalle los conectores de RF más populares.

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Informe de la URE sobre el Ejercicio GlobalSET Nov 2009

Más de 200 estaciones, 27 de ellas españolas, representando a las sociedades integrantes de la Unión Internacional de Radioaficionados (IARU) y a otros grupos de 45 países, participaron el pasado 14 de noviembre en el ejercicio internacional de comunicaciones de emergencia GlobalSET, que la IARU organiza dos veces al año y cuyos objetivos son poner a prueba la utilidad de las frecuencias centrales de actividad de emergencia contempladas en los planes de bandas y los procedimientos estándar para tráfico de emergencia de la IARU.

La Unión de Radioaficionados Españoles (URE) estuvo representada por la Sección Comarcal de Elda (EA5RCI), EA7HFG de la Sección Local de Córdoba y por varios socios que participaron a título individual o integrados en otros grupos como la Asociación de Radioaficionados Corona de Aragón (EA2ICA), la Red Radio de Emergencia de Protección Civil (EA4SPC) o la Asociación de Radioaficionados Invidentes de Cataluña (EA3RKR).

Se ha publicado el informe sobre el ejercicio, remitido al Grupo de Trabajo sobre Comunicaciones de Emergencia de la IARU:  URE report on the GlobalSET 2009 exercise.

En la siguiente página se ofrece más información sobre Comunicaciones de Emergencia en el Servicio de Radioaficionados: IARU Emercomms.

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