Conceptos sobre las ondas electromagnéticas

Una onda electromagnética es un tipo de radiación en forma de onda que se caracteriza por poseer dos campos: un campo eléctrico y uno electromagnetismo, oscilando perpendicularmente entre si.
Esquema de una onda electromagnética:

Conceptos del comportamiento de las ondas y sus aplicaciones:

CICLO: se denomina a cada patrón repetitivo de la onda.

PERIODO: tiempo que tarda la onda en recorrer un ciclo.

FRECUENCIA:numero de ciclos que completa la onda en un intervalo de tiempo.
Las unidades de frecuencia son: hertz (Hz), revoluciones por minuto (RPM)
 y los radianes por segundo (rad/seg). El periodo y la frecuencia estan relacionados
de la siguiente manera: f = 1/T.

AMPLITUD: medida de la magnitud de la maxima perturbación del medio producido por las ondas.

LONGITUD: es determinada por la distancia entre los puntos inicial y final de un ciclo.
Se denota con la letra griega lambda.
La imagen siguiente muestra estas propiedades de onda:

VELOCIDAD: las ondas se desplazan a una velocidad que depende de la naturaleza de la onda y
del medio por el cual se mueven. ( la luz en el vació tiene una velocidad denotada c
de 299.792.458 m/s.

Los conceptos de velocidad, longitud y  frecuencia están interrelacionados. Para el caso de las ondas
electromagnéticas la relación es:

lambda =  c / f

FASE: relaciona la relación de una onda característica especifica del ciclo, con la posición de la misma
característica en otra onda. Puede medirse en unidades de tiempo, distancia, fracción de la longitud de onda
o como un angulo.
La fase conlleva implícita la comparación de dos ondas de la misma frecuencia.
La imagen muestra varias ondas con diferentes fases:

POLARIZACIÓN: representa la orientación como la onda oscila, y en el caso particular de las ondas
electromagnéticas, la orientación en la oscilación del campo eléctrico.

La imagen muestra la polarización de las ondas:

Adicionalmente, es posible que el campo eléctrico cambie su orientación mientras la onda avanza.
Se habla entonces de ondas con polarización circular:

DIAGRAMAS DE RADIACIÓN: las ondas electromagnéticas utilizadas por las radio difusoras se emiten
o reciben utilizando diferentes tipos de antenas. Dependiendo del tipo de antena es la intensidad con la
que se emite o recibe en todas las direcciones.

Estas son imágenes de diagramas de radiación:

CONCEPTO DE MODULACIÓN
Cuando comparamos el rango de frecuencias de la voz humana con el rango de frecuencias de las ondas de radio, podemos darnos cuenta que no es posible convertir directamente de sonido a radio. Es necesario llevar a cabo un proceso intermedio para transmitir una onda de baja frecuencia utilizando una onda de mayor frecuencia.
Definimos entonces modulación como el proceso de alterar las características de una onda para que transporte informaron.
Son varios los parámetros de la portadora que podemos alterar, pero los mas habituales en el contexto aeronáutico son la amplitud y la frecuencia.

AM: en este caso, se modifica la amplitud de la portadora en proporción directa a la señal moduladora.

FM: en esta forma la modulación se encuentra la información representada mediante variaciones de la frecuencia instantánea de la onda portadora.

BANDAS LATERALES: en comunicaciones vía radio se denomina así  a las bandas de frecuencias superiores y/o inferiores a la de la portadora que aparecen por causa del proceso de modulación.

CANAL: se denomina canal  a una banda de radiofrecuencia  especifica que ha sido asignada para un uso dado por medio de acuerdos internacionales.

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Es todo el rango posible de radiación electromagnética. Esto incluye las ondas de radio, los infrarrojos, la luz, los ultravioleta, los rayos x, los gamma, etc..

ESPECTRO RADIOELÉCTRICO: se refiere a porción del espectro electromagnético en el cual las ondas electromagnéticas pueden generarse alimentando a una antena de corriente alterna.

La tabla de continuación presenta  las bandas de RF mas importantes:

Abreviatura	Nombre	Frecuencia	Algunos usos
VLF	Very Low Frequency	3-30 kHz	Loran-C
LF	Low Frequency	30-300 kHz	ADF/NDB
MF	Medium Frequency	300-3000 kHz	ADF/NDB
HF	High Frequency	3-30 MHz	COMM larga distancia
VHF	Very High Frequency	30-300 MHz	VOR, COMM ACFT
UHF	Ultra High Frequency	300-3000 MHz	DME, radar, GNSS
SHF	Super High Frequency	3-30 GHz	Radar, COMM microondas
EHF	Extremely High Frequency	30-300 GHz	Radioastronomía

PROPIEDADES DE LA PROPAGACIÓN
Son importantes para comprender algunas de las características de los sistemas que las utilizan.
Aspectos importantes de la propagación:

-la velocidad de una onda electromagnética es constante mientras no cambie de medio de propagación.
-la velocidad de una onda electromagnética en el vació siempre es igual a 299.792.458 m/s.
-las ondas electromagnéticas tienden a reflejarse en objetos de tamaño similar a su longitud de onda.
-las ondas electromagneticas se propagan en linea recta  mientras no sufran influencias externas ni cambien de medio de propagación.

REFLEXIÓN: es el cambio abrupto en la dirección de la onda cuando esta llega a la unión de dos medios diferentes, regresando al medio original.

REFRACCIÓN: es el cambio en velocidad de una onda cuando pasa de un medio a otro. Es de hacer notar que a menudo el cambio de velocidad involucra un cambio de de dirección.

ANGULO CRITICO: es cuando el angulo de incidencia de la onda con respecto a la normal es mayor que dicho angulo, la onda se refleja en vez de refractarse.
Esta es la ecuación para el angulo limite o critico:

Pues bien por ahora esta es mi aportación sobre las propiedades y los conceptos de las ondas electromagneticas.




*Horus Edition2011*