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Subj: VHF UHF Uso en Banda lateral
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Las transmisiones en VHF y UHF. El uso de la banda lateral.
Aunque el origen de nuestros comienzos en este hobby es diverso y
variopinto, muchos de nosotros seguramente han empezado su andadura en la
radioaficion en las bandas de 2m y de 70cm,
operando en frecuencia modulada (FM) bien fuera por onda directa o a
traves de un repetidor.
*Pero se utiliza o se puede utilizar otra modalidad de transmision en
estas bandas? Para esta pregunta todos, o casi todos, tenemos la
respuesta. Y es que si. Antes de avanzar, un apunte inicial, ya
en estas frases hemos dado pistas sobre la utilizacion de la modulacion en
FM u otras modulaciones, senalando un factor importante como es la
propagacion de la onda electromagnetica.
Pero, quizas *no estas convencido o no lo sabes? Pues a continuacion vamos
a ver porque si es
posible otra modalidad distinta a la FM en estas bandas y que ventajas y
desventajas tendria su
eleccion.
No obstante, antes de llegar a esas conclusiones, considero necesario ver
una serie de conceptos,
aunque este articulo no trata de dar una teorica sobre modulacion ni de
propagacion. De una forma somera, intentare explicar ciertos conceptos que
nos ayudaran a comprender mas tarde, las
razones por las cuales la banda lateral suele ser tambien utilizada como
un modo de transmision
en estas bandas superiores.
La onda electromagnetica para poder transportar informacion necesita
modularse. Y esta modulacion puede ser en frecuencia, en amplitud o en
fase. Para este articulo solo compararemos las dos
primeras.
Nuestras senales de FM se componen de una senal moduladora con la suma de
los dos canales
(izquierdo y derecho) a la que se le anade un tono piloto a 19 kHz. A
diferencia de las senales moduladas en amplitud, su ancho de banda no se
concentra en torno a la frecuencia portadoras y sus
dos bandas laterales, si no que se extiende indefinidamente.
En el caso de las modulaciones en amplitud (AM) se caracteriza porque el
mensaje a transmitir no
estara formado por un tono puro, sino que tendra un espectro de frecuencia
determinado, en el que
se distinguen dos bandas de frecuencia que conteniendo el espectro del
mensaje original se disponen alrededor de la frecuencia de la portadora.
Dichas bandas se conocen como la banda lateral
inferior (LSB) y la banda lateral superior (USB). Se requiere mas del 50%
de la potencia total en
transmitir la portadora y el resto en transmitir las bandas laterales. Una
solucion, para aprovechar
la energia de RF radiada, pasa por suprimir la portadora y una de las dos
bandas laterales pues
ambas contienen la misma informacion.
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Se puede decir que las comunicaciones basadas en FM presentan
una cierta resiliencia al ruido, pues
es mucho mas inmune respecto al
ruido y a las interferencias que las
de AM y por lo tanto las de banda
lateral unica (SSB). Tambien tiene
una mayor calidad de sonido, caracterizandose porque toda la
energia transmitida en FM contiene informacion. Pero presentan
diferentes desventajas, que radican
en la necesidad de contar con un
mayor ancho de banda para transmitir la misma informacion que en AM, en
que se generan mas armonicos que en AM por lo que
las frecuencias utilizadas han de ser superiores (MHz) en que los
moduladores de los equipos de
FM son mas complejos que por ejemplo los utilizados por los de AM, y que
presentan menor eficiencia que otros modos como son los que utilizan la
modulacion en fase (PSK).
Y tambien se puede concluir que la SSB, que puede ser bien USB o LSB,
presenta las ventajas de
la AM frente a la FM, aunque optimizadas, pues reduce la potencia
necesaria para transmitir el
mismo mensaje y reduce a la mitad el ancho de banda necesario. Sin
embargo, los circuitos de los
transmisores y de los demoduladores son mas complejos y caros.
O sea, recapitulando. Si utilizamos SSB nos aseguramos transmitir la misma
informacion con menor ancho de banda pudiendo generar mas potencia ya que
se requiere menor energia de RF para
transmitirla. *Entonces, por que seguimos utilizando la FM?
La sencillez de los equipos nos daria una respuesta a esto. Pero
necesitamos cubrir la distancia
existente entre los corresponsales. *Como podriamos afrontar este problema
de forma satisfactoria? Pues la solucion pasaria por utilizar la red de
repetidores existentes. Pero el primer inconveniente que nos encontramos
es que no existen repetidores en todas las localizaciones, por lo que se
generarian zonas de sombra, limitando las comunicaciones. Seguramente que
se nos ocurriria utilizar las bonanzas de las comunicaciones digitales
proporcionadas por los sistemas D-STAR,
C4FM y DMR. Pero a pesar de las mejoras que proporcionan dichos sistemas,
seguimos teniendo
esos gaps, por lo que, atendiendo a lo anteriormente expuesto, la banda
lateral pasa por ser una
solucion paliar este deficit de conectividad.
El articulo podria terminar aqui y concluyendo, que si que en VHF y UHF se
pueden utilizar tanto
la FM como la banda lateral, USB para realizar nuestros contactos. Y ya
habriamos contestado a
nuestra pregunta inicial de si se utiliza o se puede utilizar otra
modalidad de transmision en estas
bandas. Pero *existe algun factor adicional que se precise tener en cuenta
cuando utilizamos las
comunicaciones en VHF y UHF y que nos limite la utilizacion de la FM?
Pues estais en lo cierto, si que los hay. Mas alla de los que podais estar
pensando ahora, como
puede ser la potencia y las caracteristicas de las antenas, veremos de que
depende el alcance que
podemos experimentar en nuestros enlaces en VHF y UHF.
La propagacion de la onda electromagnetica tiene una estrecha dependencia
de la naturaleza del
medio a traves del cual se propaga, de la frecuencia que se utilice en la
transmision y de la polarizacion elegida. Hasta aqui, seguramente que no
os estoy contado nada nuevo. Para una potencia
dada, la onda va a sufrir hasta la llegada a nuestros corresponsales, si
es que llega, fenomenos de
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absorcion, reflexion, refraccion, difraccion y dispersion que marcaran el
alcance de nuestra transmision, sorprendiendonos en muchas ocasiones de
porque ha llegado alli o alla.
Las ondas, dependiendo de su frecuencia, van a experimentar un
comportamiento diferente cuando son radiadas desde una misma localizacion.
Una onda como hemos comentado tiene asociada
una energia, que, en un medio de transmision ideal, se repartiria por
igual en todas las direcciones
posibles. Pero como hemos dicho, experimentara diferentes comportamientos,
y lo hara atendiendo a la frecuencia. Surgen los llamados modos dominantes
para un margen de frecuencia, los cuales hacen referencia a la transmision
de energia. No hay que confundirlo con los modos de transmision (AM, FM,
USB, LSB), quizas es una mala traduccion por la que he optado, pero
enseguida
vereis a donde quiero llegar.
Asi para la onda corta, como es de esperar, los alcances son muy grandes,
basandose su patron de
propagacion en la onda ionosferica, aunque tambien, y en menor medida
puede propagarse segun
la onda de superficie, tipica de las comunicaciones de menor frecuencia
cuya utilizacion se explota en VLF, LF y MF. *Pero que ocurre en las
bandas altas?
Pues bien, vamos a retomar el rumbo y vamos a centrar el tiro en la VHF y
UHF. Y este punto
recordamos que las frecuencias de VHF son las comprendidas entre los 30 y
los 300 MHz. Mientras que las de UHF son las situadas entre los 300 MHz y
los 3 GHz. En este caso su forma principal de propagacion es a traves de
la onda espacial, la cual se propaga en la troposfera y cuyos alcances
quedan reducidos a la linea de vision cuyo acronimo en ingles es LOS.
*Pero eso es totalmente cierto? Pues no del todo.
Si realizamos ahora un analisis de las comunicaciones realizadas por los
radioaficionados sin la
utilizacion de las redes de repetidores, se observa que la onda se va a
encontrar con una serie de
obstaculos tanto naturales, incluida la curvatura de la tierra, y otros de
origen artificial que no van
a permitir el enlace con un corresponsal que se encuentre dentro de esta
zona de sombra. Estos
obstaculos van a provocar un debilitamiento de las senales, y por lo tanto
de su alcance, debido a
fenomenos de absorcion, como los provocados por
las zonas arboreas, los edificios, la lluvia, las nubes
entre otros meteoros, cuyo efecto se incrementa
cuando mas persistentes y severas son estas condiciones meteorologicas. En
banda lateral tambien los
va a sufrir, pero hay que tener en cuenta que la senal
tendra mas energia que la de FM, por lo que seran
menores sus efectos. Esta debilidad en las senales de
FM frente a las generadas en USB, estan estimadas
en unos 10dB o mas.
Sin embargo, a bien seguro, que a poco de que recordeis vuestras
actividades en estas bandas, muchos de vosotros habreis experimentado
alcances
atipicos en VHF y UHF, distintos a los que estabais acostumbrados,
escuchando a estaciones de
zonas que no habiais recibido anteriormente, utilizando la FM, y tambien
en USB.
Esto se debe a que la propagacion de la onda electromagnetica en estas
bandas no se realiza de
forma pura a traves de la llamada onda espacial, en la totalidad de los
segmentos de VHF y UHF,
si no que al igual que las ya comentadas ondas cortas y ondas de baja
frecuencia, tambien existen
diferentes modos dominantes de propagacion.
Asi las transmisiones de VHF se comportaran mas como las de HF en las
frecuencias proximas a
los 30 MHz, como puede ser el caso de las de 40 MHz (banda de 8 metros) y
las de 50 MHz
(banda de 6 metros), que las de 144 MHz o las situadas en la banda de 220
MHz (banda de 1,25
metros) que se comportaran mas como una onda tipica de UHF. Es decir que
la atmosfera influira
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en su propagacion, dependiendo del indice de refraccion. Y lo hara con
variaciones de naturaleza
periodica y otras de naturaleza aleatoria. Y que a su vez puede dar origen
a variaciones diarias,
estacionales, a largo plazo o incluso de corto periodo de influencia. Pero
en ese jardin nos meteremos otro dia, si asi lo estima la Revista. En la
figura, se puede ver como se propagaria la onda
electromagnetica en funcion de dicho indice y cuales son los alcances
esperados.
En ciertas ocasiones las transmisiones en VHF y UHF pueden experimentar
alcances elevados
debido a que la energia queda atrapada en los llamados conductos de
propagacion, en donde sufren sucesivas reflexiones tanto en la tierra y en
la atmosfera aumentando el alcance tipico esperado. Estos son casi
permanentes sobre la superficie del mar, permitiendo escuchar por
ejemplo, estaciones costeras de Canarias en la bahia de Cadiz y de uno y
otro lado del Mediterraneo, cuando se navega por el.
Es por ello por lo que somos muchos los que, sin utilizar las redes de
repetidores y comunicaciones digitales, utilizamos el USB en los segmentos
autorizados en 144 y 432 MHz respectivamente, bien sea por el gusto de
realizar DX en
estas bandas, experimentar antenas y diversos
modos de propagacion o participar en los numerosos concursos que se
programan a lo largo del
ano, tanto a nivel nacional como internacional.
Estas bandas, por sus caracteristicas de propagacion anaden una dificultad
anadida si se compara
con las actividades realizadas en HF.
Para finalizar este articulo me gustaria que nos
quedaramos con las siguientes ideas fuerza. En primer lugar, que el
utilizar el USB en lugar de
FM nos proporciona una serie de ventajas caso de
que no estemos en la zona de cobertura de los repetidores salvando las
zonas de sombra existentes en
HF, y tener alcances mayores que los que nos proporciona la FM. En segundo
lugar, que siempre dependeremos de las condiciones de propagacion propias
de estas bandas, como ya se ha comentado anteriormente. Y finalmente, que
el VHF y el UHF a
traves del USB nos proporciona un tablero de juego
mas que interesante para los que les gusta los retos del DX.
Bibliografia:
Sistemas de Comunicaciones electronicas de la Universidad de Oviedo.
Apuntes del Dpto de Ingenieria de Comunicaciones de la Universidad de
Cantabria.
Apuntes de Modulaciones. Manual de Laboratorio de la UPM.
*Que es D-STAR, C4FM, DMR? De EA7EER.com
Carlos EA7HLU.
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