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Comunicaciones de dispersión de meteoros para radioaficionados

Comunicaciones de dispersión de meteoros para radioaficionados

Las comunicaciones de dispersión de meteoros han sido utilizadas por los entusiastas de la radioafición VHF durante muchos años. El uso de la propagación por dispersión de meteoros permite establecer contactos de radioaficionados y también de comunicaciones comerciales por radio a distancias de hasta aproximadamente 2000 km en las bandas de VHF.

La dispersión de meteoros requiere el uso de estaciones de radioaficionado de alto rendimiento y algunas técnicas operativas especializadas, pero puede proporcionar contactos interesantes a distancias de hasta unos 2000 km aproximadamente.

Conceptos básicos de las comunicaciones por radio por ráfagas de meteoros

Como sugiere el nombre, la propagación de la dispersión de meteoros se basa en la gran cantidad de meteoros que entran en la atmósfera terrestre cada día. La mayoría son muy pequeños, a menudo del tamaño de un guijarro o incluso un grano de arena. A veces, el número de meteoros aumenta cuando hay una lluvia de meteoritos; estos ocurren en momentos específicos durante el año. Durante estas lluvias, los entusiastas de la dispersión de meteoros de radioaficionados pueden hacer considerablemente más contactos.

Nota sobre la propagación de la dispersión de meteoros:

Las comunicaciones por dispersión o ráfagas de meteoros utilizan una forma de propagación por radio que utiliza los densos rastros de ionización que dejan los meteoros cuando entran en las capas superiores de la atmósfera terrestre. Los senderos son densos y pueden reflejar señales en el VHF y, en ocasiones, en la región UHF del espectro de radio, pero solo están presentes durante un período de tiempo muy corto y, por lo tanto, el sistema de radio debe poder adaptarse a esto.

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Hay dos tipos de rastros de meteoritos que se generan:

  • Senderos de meteoritos poco densos: Los rastros poco densos generalmente se elevan a un pico en unos pocos cientos de microsegundos y luego se desvanecen gradualmente. Es posible que solo duren unas pocas décimas de segundo, mientras que otras pueden durar unos segundos. Se desvanecen a medida que los electrones se separan del camino principal y el nivel de ionización disminuye. Los senderos poco densos son mucho más comunes que los demasiado densos, y ocurren al azar, así como dentro de las lluvias de meteoritos. Estos senderos se utilizan más para aplicaciones comerciales de comunicaciones por radio. También se utilizan para las comunicaciones por radioaficionado, aunque como los niveles de ionización son menores que los de las pistas demasiado densas, las frecuencias admitidas generalmente no son tan altas.
  • Senderos de meteoritos demasiado densos: Los rastros duran más que los menos densos, y esto hace que sea factible transferir datos usando modos como WSJT, así como Morse de alta velocidad u ocasionalmente SSB. Sin embargo, los rastros son menos frecuentes que los menos densos porque requieren meteoros más grandes para producirlos y, por lo general, solo se experimentan en o cerca del pico de las principales lluvias de meteoros. Además, los reflejos que producen a veces tienen grandes variaciones en la intensidad de la señal, además de producir algunos efectos de trayectos múltiples que pueden causar problemas con algunas formas de transmisión de datos de alta velocidad. Sin embargo, estos senderos son ideales para la operación de radioaficionados.

Los rastros de meteoritos están suficientemente ionizados para permitir la dispersión de señales de radio en el rango de aproximadamente 10 MHz hasta incluso tan alto como 1 GHz en ocasiones.

Las ráfagas de señal creadas por tales estelas se denominan comúnmente "pings", debido a su sonido característico y estos pings pueden durar tan solo una décima de segundo. Sin embargo, esto es suficiente para llevar alguna información, aunque pueden ser necesarios varios pings para completar un contacto.

Bandas de frecuencia para la dispersión de meteoros de radioaficionados

Las comunicaciones por radio de dispersión o ráfaga de meteoros se pueden utilizar en una amplia variedad de frecuencias. Para la radioafición la mayoría de las comunicaciones tienen lugar en la banda de dos metros, aunque hay algunos contactos en la banda de radioaficionado de 70 centímetros, pero esto está muy cerca del límite superior absoluto para esta forma de propagación de radio.

Alguna operación de dispersión de meteoritos tiene lugar en la banda de radioaficionado de 50MHz. Las frecuencias más bajas aquí significan que las reflexiones son más efectivas. Sin embargo, en ocasiones, alrededor del pico del ciclo de las manchas solares, es más probable que la propagación tenga lugar como resultado de la propagación ionosférica ordinaria. Este es uno de los factores que determina el límite inferior para las comunicaciones por radio por dispersión de meteoros.

Modos de dispersión de meteoros de radioaficionado

Las comunicaciones por dispersión de meteoros pueden ser muy diferentes de lo que pueden denominarse las formas más normales o tradicionales de comunicaciones por radio utilizadas por los radioaficionados. Las ráfagas de trayectorias de señales de corta duración entre las dos estaciones de radioaficionado significan que se requieren técnicas especiales. Para lograr esto se desarrollaron protocolos o formas de trabajo especializados que permitan establecer la comunicación y pasar la información de manera efectiva entre las dos estaciones. Un solo rastro de meteoritos puede admitir sólo una serie de pasos necesarios para intercambiar información, y un contacto completo puede requerir el uso de varios rastros de meteoritos durante un período de tiempo.

Se puede utilizar una variedad de modos de transmisión con la dispersión de meteoritos. Para los usuarios de radioaficionados en Europa, el uso de Morse de alta velocidad era popular. Se utilizaron velocidades de transmisión de Morse de hasta 800 palabras por minuto. Originalmente, el Morse se preparó previamente y se aceleró con grabadoras, y se utilizó el proceso inverso para poder descifrarlo más tarde. Para los radioaficionados en América del Norte, la banda lateral única se utilizó ampliamente.

La amplia disponibilidad de computadoras ahora significa que se pueden usar para proporcionar niveles mucho mayores de flexibilidad. No solo se pueden utilizar para la generación y recepción de Morse de alta velocidad, sino que también han permitido la creación de modos de transmisión especializados desarrollados especialmente para la operación de dispersión de meteoros.

Una forma popular de transmisión para uso en radioaficionados con su programa de computadora asociado se conoce como WSJT. Desarrollado para uso de radioaficionados por K1JT, fue escrito explícitamente para la comunicación de dispersión de meteoros de radioaficionados. Solo requiere el uso de una tarjeta de sonido de computadora y posiblemente una caja de interfaz para garantizar que se presenten los niveles correctos en cada entrada. Esto lo hace ideal para su uso en radioaficionados, ya que se necesitan pocos equipos nuevos.

WSJT incluye varios "submodos" que se pueden utilizar. El primer modo, y el más utilizado, se conoce como FSK441. Emplea la codificación por desplazamiento de múltiples frecuencias con cuatro tonos y una velocidad de datos de 441 baudios. El sistema también se sincroniza automáticamente, como resultado de los códigos de caracteres utilizados en el protocolo y esto tiene la ventaja de que no requiere un tono de sincronización explícito. FSK441 se utiliza generalmente en las bandas de radioaficionados de 2 metros y 70 centímetros.

WSJT en los modos FSK441 o JT6M puede utilizar pings muy cortos, y esto significa que la comunicación no depende de los pings más largos que normalmente solo se encuentran durante las lluvias de meteoritos. Por lo tanto, se puede utilizar en cualquier momento, es decir, para estelas de meteoros sub-densas y muy densas.

Equipo para dispersión de meteoros por radioaficionado

Es posible utilizar una variedad de equipos para las comunicaciones de dispersión de meteoros de radioaficionados. Comprender el modo de propagación y los requisitos permite utilizar muchas estaciones. Afortunadamente, el rendimiento de los equipos de radioaficionados modernos es mucho mayor que el de muchos elementos antiguos y esto significa que cumple mucho mejor con los requisitos para la comunicación de dispersión de meteoros.

Algunos de los principales requisitos se resumen a continuación:

  • Potencia del transmisor: A menudo se requiere un nivel de potencia razonable. En vista de las reflexiones alcanzables en 50 MHz, es posible una operación de menor potencia, pero en 144 MHz y potencias superiores de 100 vatios (o más si los requisitos de licencia lo permiten) son necesarias en el punto de alimentación de la antena.
  • Ganancia de la antena: Aunque se necesita menos ganancia en 50 MHz (lo cual es una suerte en vista del tamaño de las antenas) en 144 MHz, se recomiendan ganancias de 10 a 15 dB. A menudo, los haces de 13 a 17 elementos son populares a 144 MHz. Aunque algunas estaciones de radioaficionados tienen antenas más direccionales con mayor ganancia, esto puede reducir el área sobre la cual se pueden ver y usar los reflejos. Es un equilibrio entre el número de reflejos que se ven y la ganancia necesaria.
  • Figura de ruido del sistema: El factor de ruido del sistema general debe ser bajo. Normalmente alrededor de 2,5 dB. Aunque un transceptor puede tener una buena figura de ruido, cualquier pérdida en el alimentador la degradará en una cantidad igual a la pérdida. El alimentador coaxial de baja pérdida es esencial. A menudo, los preamplificadores de cabecera ayudarán en esto, ya que amplificarán la señal antes de la pérdida del cable y reducirán el impacto de las pérdidas. Se debe tener cuidado para asegurar que la ganancia del preamplificador no sea demasiado alta, de lo contrario, el extremo frontal del transceptor podría sobrecargarse y el rendimiento se degradaría.
  • Ajuste de frecuencia: En el pasado, la configuración precisa de la frecuencia era un problema. Se necesitaba una tolerancia de ± 500 Hz para Morse y ± 200 Hz para SSB. La estabilidad es aún más importante cuando se usa WSJT. La mayoría de los modernos transceptores de radioaficionados actuales pueden ofrecer suficiente estabilidad, aunque tenga cuidado, la lectura del dial no necesariamente equivale a la precisión real de la señal.
  • Computadora: La mayor parte de la comunicación de dispersión de meteoros de radioaficionados de hoy es impulsada por computadoras. En consecuencia, es necesaria una computadora con el software y las interfaces relevantes para admitir los modos y el funcionamiento.

Las comunicaciones por dispersión de meteoros, o como a veces se las llama, las comunicaciones por ráfagas de meteoros es un modo particularmente interesante de comunicaciones por radio abierto a los radioaficionados, y puede utilizarse con muy buenos resultados en VHF. Ofrece una forma de propagación que se puede utilizar para proporcionar contactos a distancias de hasta un máximo de alrededor de 2000 km y, como tal, es único en estas frecuencias.


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