Escudo Pellejero

Manual de W6ELProp

0. Índice.
1. Introducción.
2. Instalación del programa.
3. Configuración de opciones.
4. Cálculo de predicciones en pantalla.
5. Interpretación de las predicciones.
6. Cálculo de predicciones por lotes.
7. Mapa de frecuencias.
8. Manejo del atlas.
9. Tabla de rumbos.
10. Ayudas operativas.
11. Ejemplo de cálculo de enlaces NVIS.
12. Ejemplo de cálculo de enlace HF de larga distancia.

 


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1. Introducción.

El establecimiento satisfactorio de enlaces HF entre dos o más estaciones depende de varios factores: la destreza de los operadores, los equipos y antenas utilizados y la selección de una frecuencia o conjunto de frecuencias adecuado. Para que un enlace de HF entre dos puntos tenga posibilidades de establecerse, ha de respetarse la regla fundamental de trabajar en una frecuencia que esté por debajo de la máxima frecuencia utilizable (MUF) existente para la geometría del enlace entre esos dos puntos concretos. Ha de tenerse en cuenta que la MUF será diferente para cualquier otra pareja de puntos distintos, hecho a tener en cuenta en la planificación de frecuencias para mallas de HF en las que participen más de dos estaciones.

Las radios más modernas de HF implementan técnicas de establecimiento automático de enlace (ALE, Automatic Link Establishment), que facilitan la operación y permiten hasta cierto punto que el operador se abstraiga de los aspectos relacionados con la propagación y la selección de las frecuencias apropiadas. No obstante, incluso utilizando estos modos, es necesario que el planificador realice la tarea de determinar el conjunto de frecuencias más adecuado para las necesidades de los operadores.

La máxima frecuencia utilizable o MUF es la máxima frecuencia que permite la transmisión en HF entre dos puntos concretos mediante reflexión ionosférica, en un instante determinado. Si entre esos dos puntos concretos se trabaja por encima de la MUF, no existirá reflexión ni podrá establecerse el enlace (a no ser que el mismo sea factible por onda de tierra).

LA URSI define la MUF como “la máxima frecuencia para transmisión ionosférica usando una trayectoria oblicua, para un sistema determinado”.

El valor de la MUF depende básicamente de dos parámetros: el grado de ionización de la capa de la ionosfera en la que se produce la reflexión y el ángulo de incidencia de las ondas de radio en dicha capa, que a su vez depende del ángulo de despegue de la antena. Cuanto más oblícuo sea dicho ángulo, mayor será la MUF y normalmente se conseguirán enlaces con más número de saltos y mayor distancia total. El caso crítico viene dado por la incidencia completamente perpendicular, siendo entonces la MUF igual a la frecuencia crítica de dicha capa de la ionosfera (comunicaciones NVIS).

Por otro lado, dado que el grado de ionización cambia con la hora del día y otros parámetros, la MUF para un enlace entre dos puntos también cambiará con el tiempo, hecho que ha de tenerse en cuenta si por ejemplo se prevé que una malla deba funcionar durante las 24 horas del día.

Ha de tenerse en cuenta que en un enlace de HF es común que existan varios saltos con sus correspondientes reflexiones ionosféricas, por lo que la MUF será siempre la menor del conjunto formado por todos los saltos.

Existen dos formas de calcular la MUF entre dos puntos del planeta. La primera es empírica y requiere el uso de sondadores ionosféricos oblículos, que darán una medida completamente real de la MUF. La segunda es estadística y se basa en la utilización de programas de ordenador para la predicción de enlaces de HF.

Por otro lado, hay que tener en cuenta que no solamente existirá la condición de trabajar por debajo de la MUF. Las ondas de radio de HF se atenúan al atravesar la atmósfera, en las reflexiones ionosféricas y en las reflexiones en el suelo. Como en cualquier otro sistema de radiocomunicaciones, deberá cumplirse un balance de potencias, en el que juegan a favor la potencia de transmisión y la ganancia de las antenas y en contra las atenuaciones antes mencionadas. En conjunto, el nivel de potencia que llega al receptor ha de estar por encima de su nivel de sensibilidad para que la demodulación de las señales sea posible.

En las zonas de la Tierra iluminadas por el Sol está presente la capa D de la ionosfera (que desaparece por la noche), en la que las ondas de HF de frecuencia más baja están sujetas a elevados niveles de absorción. Por tanto, en los trayectos que atraviesen estas zonas también se define una Mínima Frecuencia Utilizable o LUF (Less Usable Frequency), de tal forma que si se intenta trabajar por debajo de la LUF, los elevados niveles de absorción en la capa D impedirán que se establezca el enlace.

El programa W6ELProp, desarrollado por Sheldon C. Shallon (W6EL), permite el cálculo de la máxima frecuencia utilizable (MUF) y de las frecuencias óptimas de trabajo (FOT) para enlaces radio en la banda de HF, entre dos estaciones ubicadas en distintas partes del mundo y para cualquier hora del día.

 

Fig.1. Mapa de predicción en W6ELProp

Fig.1. Mapa de predicción en W6ELProp

 

W6ELProp™ es un programa para la predicción de propagación ionosférica (onda aérea) entre dos ubicaciones cualesquiera de la Tierra, en frecuencias comprendidas entre los 3 y los 30 MHz. Permite realizar las siguientes predicciones para enlaces de HF punto a punto y para una fecha determinada configurada por el usuario:

Para la computación de las frecuencias óptimas de trabajo, W6ELProp emplea un algoritmo de búsqueda de frecuencias que tiene en cuenta las atenuaciones y posibles reflexiones en las capas D, E y F de la ionosfera, para el cálculo de los niveles de señal recibida previstos en un enlace de HF entre dos puntos determinados. Para realizar los cálculos, el algoritmo busca entre todos los modos potenciales de propagación ionosférica (combinaciones de saltos usando las capas E y F) que puedan existir entre los dos puntos del enlace y selecciona finalmente el modo que ofrecerá el mayor nivel de señal o de SNR en la estación receptora, considerando una estimación de la absorción ionosférica en las tres capas, la potencia del transmisor y la ganancia de las antenas.

Los niveles de señal y otros datos de interés se calculan para hasta 10 frecuencias de la banda de HF configurables por el usuario y para cada media hora del día.

Por otro lado, para los cálculos de la máxima frecuencia utilizable (MUF), se utiliza el método de la capa F superior, desarrollado en la BBC por Raymond Fricker [1], en combinación con el método de la capa E presentado en un informe del Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones (CCIR), actualmente Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) [2].

W6ELProp ha sido programado con el entorno de desarrollo de aplicaciones en Delphi™ y funciona sobre el sistema operativo Microsoft® Windows®. Se trata de la versión de Windows de los anteriores programas de predicción de propagación MINIPROP™ y MINIPROP PLUS™, que funcionaban sobre MS-DOS®. Los usuarios de las últimas versiones de MINIPROP PLUS notarán pequeñas diferencias entre las predicciones de este programa y las ofrecidas por W6ELProp,
resultantes de pequeñas mejoras en los cálculos de las predicciones. W6ELProp se visualiza de forma óptima con una resolución de pantalla de 800x600 pixels y una configuración mínima de 256 colores.

El copyright del programa W6ELProp es propiedad de su autor, Sheldon C. Shallon, W6EL. Su distribución se puede realizar de forma gratuita. La licencia para utilizar el programa es gratuita para usuarios individuales sin fines comerciales. Las empresas y las agencias gubernamentales que deseen utilizarlo han de contactar con el autor para acordar los términos de la licencia de uso.

El autor apreciaría que le notifique los problemas que pueda encontrar con el programa, o que le transmita sus sugerencias. Desafortunadamente, no ofrece la garantía de contestar o de corregir un problema.

La presente guía de usuario en español, actualmente en su segunda versión, se basa principalmente en la traducción de la ayuda en inglés incluida en el programa, a la que se añaden informaciones de interés y experiencias prácticas para facilitar el manejo del programa. A lo largo de la guía, los términos que precisen una explicación están enlazados al "Glosario de Radiocomunicaciones en HF", disponible en esta misma web. Por otro lado, dado que el propio entorno del programa está en inglés, en esta guía se hacen referencias a las opciones del programa en color rojo.

En los últimos apartados encontrará ejemplos completos sobre cómo calcular predicciones para enlaces radio de HF en dos modalidades: NVIS y larga distancia.

Si está interesado en las radiocomunicaciones en HF, visite también el "Centro de Recursos de Radio HF", disponible en esta misma web, donde encontrará diversa información técnica relacionada con este tema.

Espero que el trabajo resulte de su interés. Para cualquier sugerencia o aclaración puede contactar conmigo a través del siguiente formulario.

Ismael Pellejero Ibáñez.
Ingeniero de Telecomunicación.
28T1, colaborador de la REMER.
EA4FSI, socio de URE.
Madrid, España.

 

Referencias:  

  1. Fricker, R., A Microcomputer Program for the Critical Frequency and Height of the F Layer of the Ionosphere, Fourth International Conference on Antennas and Propagation, pp. 546-550, Institution of Electrical Engineers (UK), 1985.

  2. CCIR, CCIR Atlas of ionospheric characteristics, Report 340, International Telecommunication Union, Geneva, 1983.

 

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