Radiodifusión - Generalidades

Se define el servicio de radiodifusión como un servicio de radiocomunicación cuyas emisiones están destinadas a la recepción directa por el público en general. Este servicio puede comprender emisiones sonoras, emisiones de televisión u otras análogas.

Se define el servicio de radiodifusión por satélite como un servicio de radiocomunicación en el cual las señales emitidas o retransmitidas por estaciones espaciales están destinadas a la recepción directa por el público en general, mediante equipos receptores dentro de la zona de cobertura. Sin embargo, en este servicio, el término recepción directa comprende la recepción individual o la recepción comunitaria.

La recepción individual se refiere a la recepción de emisiones de una estación espacial del servicio de radiodifusión por satélite con instalaciones domésticas sencillas y en particular aquellas que disponen de antenas de pequeñas dimensiones.

La recepción comunitaria se refiere a la recepción de las emisiones de una estación espacial del servicio de radiodifusión por satélite con instalaciones receptoras que en ciertos casos pueden ser complejas y comprender antenas de mayores dimensiones que las utilizadas para la recepción individual. Estas emisiones están destinadas a ser utilizadas por cierto colectivo, en general en un mismo lugar (en un edificio, por ejemplo), o mediante un sistema de distribución que dé servicio a una zona limitada (por ejemplo, distribución por cable).

02.- BANDAS DE FRECUENCIAS

Las longitudes de onda utilizadas en radiodifusión sonora y televisión se extienden desde las ondas kilométricas hasta las decimétricas.

La Conferencia Administrativa Mundial de Telecomunicaciones Espaciales de Ginebra de 1971 atribuyó por primera vez bandas de frecuencias al servicio de radiodifusión por satélite en la parte del espectro radioeléctrico superior a 1 GHz. La atribución de estas bandas al servicio de radiodifusión está compartida con igualdad de derechos con los servicios fijo, móvil, y fijo por satélite, como por ejemplo la banda de 2500 a 2690 MHz.

La banda entre 11,7 y 12,5 GHz está compartida con igualdad de derechos también con respecto al servicio de radiodifusión por satélite en las bandas de 41 y en 84 GHz.

Las denominaciones de bandas por encima del GHz, bandas L, C, Ku, etc, son un tanto arbitrarias, y provienen de la Segunda Guerra Mundial, cuando se introdujeron estas denominaciones para definir en clave las bandas donde se ensayaban o utilizaban radares avanzados. Estas denominaciones han permanecido posteriormente para estas bandas de frecuencias.

Las bandas de VHF I y III fueron atribuidas en su momento para la difusión de televisión, actualmente este servicio dejará de ser prestado en estas bandas, siendo destinadas para otros usos. En España el servicio de televisión por estas bandas cesó definitivamente el 1 de enero del año 2000.

En la década de los 90 se han definido estándares para la nueva radiodifusión digital, y se han asignado varias bandas para este servicio. En Europa el ETSI fijó en 1995 el estándard de radiodifusión digital terrestre DAB (Digital Audio Broadcasting), estableciéndose las siguientes bandas de frecuencias para el DAB:

La banda L se descartó para la radiodifusión terrestre digital DAB en enero de 2017.

También se han desarrollado estándares de TV digital terrestre (DTT, Digital Terrestrial Television), pero las frecuencias asignadas para este servicio de radiodifusión son las mismas que las que usa hoy en día la televisión analógica convencional en UHF, lo que permite adaptar con relativa facilidad toda la infraestructura terrestre de difusión de televisión analógica a televisión digital. Está pensado que los sistemas de TV digital terrestre sustituyan con el tiempo totalmente a los sistemas de TV analógica actuales. En España, se completó la digitalización total de la televisión (con el cese de las emisiones de televisión analógica) en abril de 2010.

En Europa, la banda V de UHF (606 a 862 MHz), asignada al servicio de televisión, ha sido liberada en parte para ser asignada a la moderna telefonía móvil 4G y 5G. Se liberó primero la banda de 800 MHz (en 2015) y después la de 700 MHz (en 2020), quedando disponible para el servicio de televisión hasta los 694 MHz.

REGIONES PARA LA ATRIBUCIÓN DE BANDAS DE FRECUENCIAS DE LA ITU:

La Unión Internacional de Telecomunicaciones, UIT (o ITU en acrónimo inglés), es la encargada de la atribución global de las frecuencias del especto radioeléctrico a nivel mundial, y para ello ha definido tres grandes regiones mundiales. En cada región ha establecido unas atribuciones globales, que para las distintas bandas de frecuencias del espectro radioeléctrico pueden ser distintas a las definidas en las otras dos regiones. Las tres regiones ITU son las siguientes:

Mediante conferencias mundiales periódicas auspiciadas por la ITU, las World Radiocommunication Conferences (WRC), se debaten y se modifican las asignaciones de frecuencias de las distintas bandas de radio a nivel mundial o por regiones ITU. Queda reservada a las administraciones nacionales de cada país (miembros de la ITU) la asignación de servicios y condiciones de uso de éstos dentro del respectivo territorio nacional, de acuerdo con los planes de frecuencia aprobados por la UIT. Una de las administraciones nacionales más conocidas es la de Estados Unidos, la Comisión Federal de Comunicaciones, FCC en acrónimo inglés (Federal Communications Commission).

03.- SISTEMAS DE RADIODIFUSIÓN

Vamos a ver un diagrama conceptual de un sistema de radiodifusión. Podemos estudiarlo dividiéndolo en tres unidades o bloques:

En general la calidad de la señal recibida será menos satisfactoria cuando aumenta la distancia del emisor al receptor. También dicha calidad depende de la intensidad del ruido e interferencias y de los efectos del desvanecimiento sobre la señal deseada. La calidad es satisfactoria cuando puede considerarse tolerable la interferencia causada por la señal no deseada (ruido u otra señal), durante un porcentaje dado de tiempo.

03.1.- ZONA DE COBERTURA

Los conceptos de zona de cobertura de una estación radioeléctrica son de aplicación general a cualquier sistema de radiocomunicación. Vamos a estudiar aquí por su gran influencia en los servicios de radiodifusión a niveles de planificación y reglamentación.

El concepto de cobertura de una estación es fundamentalmente técnico. Se denomina así a la zona asociada a una estación para un servicio dado y una frecuencia específica, en el interior de la cual y bajo ciertas condiciones técnicas puede establecerse una radiocomunicación (símplex, semidúplex o dúplex) con otra u otras estaciones.

Una misma estación puede tener asociadas varias zonas de cobertura, por ejemplo un satélite de varios haces.

Hay otra zona llamada zona de servicio, que tiene una dimensión administrativa reglamentaria. La definición es similar a la zona de cobertura, salvo en que se exige respetar dentro de la zona de servicio, la protección (frente a interferencias) fijada por un plan de asignación de frecuencias o cualquier otro acuerdo.....

04.- RADIODIFUSIÓN EN BANDAS HECTOMÉTRICAS (ONDA MEDIA, 526-1607 kHz)

Esta banda es la primera que se atribuyó y utilizó para el servicio de radiodifusión, allá a principios de la década de 1920, y a pesar de los grandes adelantos de la técnica, que permite utilizar el espectro en frecuencias cada vez más altas, estas bandas aún conservan interés para su utilización por el servicio de radiodifusión (aunque cada vez menos).

La radiodifusión en Onda Media tiene lugar en la banda standard de difusión, una parte del espectro de frecuencia media que se extiende de 526,5 a 1.606,5 kHz (571 y 187 metros). En la región 2 (América), dicha banda se extiende entre 525 y 1705 kHz. El tipo de modulación empleado es la modulación de amplitud (AM).

La banda de radiodifusión de Onda Media está dividida en canales de 9 kHz de ancho en las regiones 1 y 3 (Europa, África, Asia), y de 10 kHz en la región 2 (América). Por tanto, los centros de canal, que son las frecuencias que se asignan a las estaciones de radiodifusión, serán 531, 540, 549, 558,.... 1575, 1584, 1593 y 1602 kHz en las regiones 1 y 3 (canales de 9 kHz), y 530, 540, 550, 560... 1680, 1690 y 1700 kHz en la región 2 (canales de 10 kHz).

En Norteamérica se conoce esta banda de radiodifusión como Banda de radiodifusión AM. Históricamente la Onda Media también ha sido conocida como Onda Normal, ya que esta banda de radiodifusión la equipaban prácticamente todos los antiguos receptores de lámparas de los años 1920-1950's.

En los países de las zonas tropicales de la Tierra (situados entre el trópico de Cáncer y el trópico de Capricornio) se puede utilizar la banda de 120 metros como banda de Onda Media, banda comprendida entre 2300 y 2498 kHz en la Región 1, y de 2300 a 2495 kHz en las Regiones 2 y 3. En el resto de las zonas no tropicales de la Tierra, estas bandas están asignadas para otros servicios de radiocomunicaciones.

La banda de onda media es típicamente empleada en radiodifusión para cobertura regional o incluso local, como puede deducirse de la distribución de las emisoras de onda media alrededor del mundo. En el caso de los países de las zonas tropicales, la onda media en la banda tropical de 120 metros permite proporcionar coberturas nacionales mejor que utilizando la banda de onda media convencional.

04.1.- PROPAGACIÓN

El funcionamiento en esta banda atiende básicamente a la propagación mediante la onda de superficie y secundariamente a la propagación por onda ionosférica. Durante el día es el primero de estos modos el que prevalece, puesto que las capas ionosféricas bajas, fundamentalmente la capa D (50-80 km de altura) están muy ionizadas por el Sol y absorben por completo la señal, antes de que pueda reflejarse en capas más altas, que son menos absorbentes y sí reflejan las señales. Pero durante la noche, las condiciones de la ionosfera cambian, sobre todo la absorbente capa D, cuya ionización desaparece rápidamente al dejar de recibir la radiación solar, y por tanto desaparece su efecto de absorción de ondas de radio hectométricas, y entonces gran parte de la energía radiada a ángulos elevados atraviesa la atmósfera hasta llegar a capas ionosféricas más altas, que las reflejan y devuelven a tierra, permitiendo así la propagación de la señal a distancias más elevadas que las que se pueden obtener durante el día con la onda de superficie.

En la zona donde la recepción se realiza por medio de la onda de superficie la señal es estable, mientras que, en la zona donde se realiza por medio de la onda reflejada por la ionosfera, la señal está sujeta a fluctuaciones y desvanecimientos ("fading") debidos, sobre todo a propagación por trayectos múltiples (interferencias entre onda directa y onda reflejada). Estas fluctuaciones incluso pueden ser rápidas.

La intensidad de la onda de superficie decrece en función de la distancia a partir de la antena emisora, y el decrecimiento con la distancia es tanto más pronunciado cuanto menor es la conductividad del terreno. La propagación por onda terrestre aumenta mucho a través del mar, ya que éste representa una superficie muy conductora, por lo que en una superficie costera es más fácil escuchar estaciones que transmiten desde otras localidades costeras que desde tierra adentro.

Por regla general puede decirse que, en ausencia de interferencias y con una emisora de potencia moderada, el alcance de la onda terrestre de un transmisor de onda media, expresada en kilómetros es igual a su longitud de onda en metros. De aquí se deduce claramente que una emisora que funcione en 500 metros (0,6 MHz) tiene una cobertura hasta 500 kilómetros por onda de superficie a contar desde su antena transmisora. Pero ello es una regla empírica y general, ya que el ruido radioeléctrico ambiental, la existencia de otras emisoras en la misma frecuencia, la conductividad del terreno, la potencia del transmisor, y algún otro factor, modifican el alcance de las ondas de superficie.

De noche es cuando la onda ionosférica hace su aparición, la señal reflejada de este modo puede propagarse a grandes distancias, mucho mas allá de los límites de su propia zona de servicio e interfiere la zona de servicio de otras estaciones; este problema de interferencias resulta importante durante la noche cuando se emplean potencias elevadas.

También se observa que cuanto más elevada es la frecuencia de transmisión, mayor es la distancia cubierta por una estación de onda media por la noche. Las frecuencias más bajas (500-700 kHz) son las de menor cobertura a horas nocturnas (a igualdad de potencia de transmisión).

Consideradas técnicamente, podemos distinguir las siguientes áreas regulares de cobertura de la onda ionosférica (cobertura nocturna), para una potencia razonable de transmisión en esta banda (100 kW o más) y en una frecuencia exenta de interferencias:

Esta división es una versión "suavizada" de las ideas predominantes en la conferencia de onda corta de 1975 celebrada en Ginebra.

En cualquier caso, el límite de recepción satisfactoria está determinado por el nivel de ruido contra el cual la señal deseada debe competir y por el nivel de cualquier otra señal interferente no deseada.

En el caso del servicio de radiodifusión es muy importante el condicionante del ruido, puesto que el radioyente de una zona urbana no puede trasladar su receptor a un punto en el que el ruido industrial sea mínimo.

Por lo tanto para dar servicio a una zona metropolitana, se debe proporcionar una señal de potencia suficiente para imponerse al ruido industrial predominante. En las zonas rurales, la señal de radiodifusión por ondas hectométricas debe luchar solamente contra el ruido atmosférico.

Como los niveles de ruido industrial y atmosférico varían considerablemente según el lugar, la hora del día y la estación del año, se han adoptado valores típicos de la intensidad de campo que debe producir un transmisor por ondas hectométricas en una zona metropolitana y en zona rural, a fin de que la recepción sea satisfactoria.

04.2.- CAMPO MÍNIMO NECESARIO, POTENCIAS Y COBERTURAS

El nivel de ruido atmosférico se puede calcular de acuerdo con el informe 332 del CCIR (Comite Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones). Nos permite determinar el campo necesario en dB por encima de 1 microvoltio/metro para obtener una relación señal/ruido de 40 dB en el 90% del tiempo. Este valor permite obtener una excelente recepción que sigue siendo aceptable incluso con un relación señal/ruido de 30 dB.

Al ruido atmosférico se agrega el que procede de los aparatos eléctricos, automóviles, etc (debido a las chispas eléctricas que producen), sobre todo en las grandes ciudades, y que afectan bastante a la onda media. Por último hay que agregar en su caso las interferencias producidas por los demás transmisores en la misma frecuencia (bastante importantes por la noche a causa del aumento de la propagación).

La intensidad de campo mínima necesaria para una buena comunicación depende de la frecuencia, de la hora, de la estación del año y de la región geográfica. Ello determina la cobertura óptima de una estación radiodifusora en la banda de Onda Media.

La cobertura óptima de las estaciones de radiodifusión en esta banda dependerá de la potencia de la estación transmisora. A efectos prácticos, para coberturas locales deben utilizarse potencias radiadas de al menos de 250 a 1000 watios. Coberturas comarcales diurnas pueden requerir potencias de transmisión en torno a los 5-10 kilowatios. Para coberturas diurnas regionales, puede necesitarse por encima de los 50 kW. Coberturas nacionales diurnas con buena señal suelen ser inviables (salvo en países pequeños), incluso con elevadas potencias de transmisión, debido a los problemas de propagación a largas distancias que muestra esta banda a horas diurnas, por el debilitamiento de la onda de superficie y la fuerte absorción de las señales transmitidas por las capas bajas de la ionosfera ionizadas por la radiación solar, tal como se explicó en el apartado anterior.

Y en horas nocturnas, donde aumenta notablemente la propagación en esta banda de radiodifusión al cesar la absorción de las capas bajas ionosféricas, altas potencias de transmisión pueden proporcionar coberturas nacionales e incluso internacionales, pudiendo provocar interferencias en la recepción de otras estaciones de radiodifusión de otros países que operen en la misma frecuencia. De hecho han habido emisoras de radiodifusión internacional en Ondas Medias con potencias por encima de los 1000 kW (1 megavatio) para proporcionar buenas coberturas nocturnas a nivel de toda Europa, o de varios estados en Estados Unidos.

Debido a la gran diferencia de cobertura de una estación radiodifusora de Onda Media durante las horas diurnas y las horas nocturnas, en algunos países, como Estados Unidos y Canadá, y también en Europa, algunas estaciones radiodifusoras de Onda Media pueden estar obligadas a disminuir su potencia de transmisión durante las horas nocturnas, para evitar así que puedan provocar interferencias en la escucha de otras estaciones más distantes dentro de sus respectivas áreas de cobertura.

En Europa, cada país dispone de algunas frecuencias en las que se puede transmitir con elevadas potencias, de incluso hasta 2000 kW, si bien el uso de las altas potencias está sujeto a acuerdos internacionales por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). En muchos casos hay definidas dos potencias: Una potencia más baja, utilizada para antenas omnidireccionales, y otra más alta, para antenas de radiación direccional para que no provoque interferencias en determinadas direcciones (en las cuales pueden operar otras emisoras de Onda Media en otros países sin sufrir inteferencias por la estación potente). También estos acuerdos pueden establecer la limitación de la potencia de transmisión en horas nocturnas a potencias más bajas, o incluso el cierre nocturno de emisoras, para limitar interferencias nocturnas con otras estaciones lejanas que operan en las mismas frecuencias.

También el uso de potencias de transmisión no demasiado elevadas permite crear redes de alcance incluso nacional de emisoras de Onda Media que transmiten la misma programación operando en la misma frecuencia, cuyos transmisores están cuidadosamente sincronizados en frecuencia para minimizar las interferencias nocturnas entre transmisores distantes en dicha frecuencia.

04.3.- ANTENAS

En la modalidad de propagación por onda de superficie, la señal transmitida debe tener polarización vertical. Por esta razón, todas las antenas transmisoras utilizadas en la radiodifusión por ondas hectométricas deben ser verticales y estar conectadas a tierra. Una sola antena vertical radía la misma potencia en todas las direcciones horizontalmente, mientras que la potencia radiada en diferentes ángulos verticales varía en función de la altura de la antena expresada en términos de longitud de la onda de trabajo. Por ello, la mayoría de las antenas transmisoras para la Onda Media son simples mástiles verticales de cuarto de onda o media onda, y el diagrama resultante de cobertura es aproximadamente circular (omnidireccional) si el terreno no presenta grandes irregularidades.

Suponiendo que la tierra sea un conductor perfecto y que la distribución de la corriente en la antena sea sinusoidal, el diagrama de radiación en el plano vertical de una antena de longitud inferior a 0,125 L (L= longitud de onda) tiene aproximadamente una forma semicircular. Al aumentar la longitud de la antena el diagrama de radiación vertical tiende a achatarse aumentando de radio sobre el horizonte, por lo que se reduce la emisión de energía en dirección al espacio. Si aumentamos la altura de la antena por encima 0,5 L (media onda) aparecen lóbulos secundarios de ángulo elevado de radiación, y en última instancia se produce una disminución de la energía radiada a lo largo de la superficie (algo que no interesa en radiodifusión de Onda Media).

La altura de la antena influye también sobre la potencia relativa radiada por la antena vertical a lo largo del horizonte, que aumenta con la elevación desde una altura muy pequeña hasta unos 0,625 L.

El nivel relativo de la potencia radiada con ángulos mayores en el plano vertical varía en relación inversa con la longitud de la antena hasta aproximadamente 0,625 L (5/8 de onda). Teniendo en cuenta que una antena de 0,625 L de longitu radía el máximo de la potencia transmitida a ángulos muy bajos sobre superficie del suelo, y radía el menor nivel de potencia con grandes ángulos verticales, ese valor representa la altura óptima de la antena que proporcionará la zona primaria de cobertura, de día cuando la onda de superficie y la señal recibida estará exenta de desvanecimientos molestos. Por eso podemos decir que una antena de 0,625 L (5/8 de L) es una antena antidesvanecimientos. Hay que hacer notar que nos estamos refiriendo a la longitud eléctrica equivalente, que es mayor que la longitud física efectiva de la antena, debido a una extensión del campo eléctrico mas allá del extremo de la antena. La longitud física es inferior en un 5 o 10 % a la longitud eléctrica equivalente.

En la práctica, para los transmisores de Onda Media las antenas transmisoras son mástiles verticales arriostrados, que típicamente son de un cuarto o un octavo de longitud de onda para estaciones de baja potencia, mientras que las estaciones de mayor potencia suelen emplear mástiles de media onda. El uso de mástiles de longitud mayor a 5/8 L (0,625 L) proporcionan malos diagramas de radiación, por lo que no se emplean (además de por su tamaño).

TIPOS DE ANTENAS

La más inmediata es el mástil radiante arriostrado. Es una larga estructura de mástil métalico en celosía, aislado eléctricamente en su extremo inferior del suelo. Las riostras o cables de fijación que mantienen el mástil en su posición vertical están constituidas por gruesos cables (de acero o de resistentes fibras sintéticas), fijados a anclajes empotrados en bloques de hormigón (zapatas) en el suelo. Las características técnicas del mástil y su arriostramiento deben tener en cuenta los datos meteorológicos locales (fuerza del viento, posibilidad de tempestades o ciclones etc.. ).

En el caso de emplear riostras de cable de acero, el cable es fraccionado en tramos más cortos aislados entre sí por duros aisladores de cerámica, para evitar que puedan actuar como rerradiadores efectivos (elementos parásitos) y por tanto modificar significativamente el diagrama de radiación del mástil radiante.

Típicamente estos mástiles están eléctricamente aislados del suelo (soportados sobre un duro soporte de cerámica) y alimentados en este punto, y debido a las potencias de transmisión empleadas, se producen altas tensiones de RF entre el extremo inferior del mástil y el suelo, lo que complica el mantenimiento de este tipo de antenas.

Para proporcionar protección frente a los rayos durante las tormentas, lo típico en este tipo de antenas de mástil radiante aislados del suelo es dotar en el extremo inferior del mástil de un descargador a tierra constituido por dos bolas o electrodos metálicos enfrentados a corta distancia, uno conectado al mástil y el otro a una buena toma de tierra, con el fin de que las altísimas tensiones que provoca la caída directa de un rayo en el mástil provoque una chispa de descarga eléctrica a tierra en este descargador. Obviamente la separación de ambas bolas o electrodos ha de ser la suficiente para que las elevadas tensiones de RF presentes en el extremo del mástil (si la potencia de transmisión es elevada) no provoque la activación del descargador.

Puede realizarse otro tipo de antena con un mástil de longitud igual a un cuarto de onda sin aislamiento de la base (mástil conectado a tierra), utilizando las propiedades del dipolo plegado. La antena está constituida por una red de hilos conductores tendidos paralelamente al mástil y es conectada eléctricamente al mismo en su extremo superior y a la línea de alimentación en su extremo inferior.

En el caso de antenas direccionales, éstas están constituidas por varios mástiles verticales, que no necesariamente han de ser de la misma altura. Con las separaciones adecuadas entre mástiles y alimentántolos con distintos desfasamientos de la señal de RF a transmitir, se consigue que el diagrama de radiación del conjunto sea direccional. También es posible realizar antenas direccionales empleando mástiles de media onda arriostrados con riostras constituidas por cables paralelos formando una estructura de jaula cilíndrica, con tramos aislados por porcelanas, y alimentando algunos de estos tramos por la señal de RF con cierta diferencia de fase respecto al mástil principal.

Las antenas de cuarto de onda tienen una longitud de entre 45 y 145 metros, dependiendo de la frecuencia, y ello las hace demasiado largas y poco económicas para la mayoría de las emisoras locales de Onda Media (de hasta 5 kW de potencia), estos transmisores suelen emplear otros tipos de antenas más pequeñas y económicas, como las antenas en T y en L. Estos tipos de antenas permiten el uso de mástiles de menor altura, sobe el cual se soporta un cable horizontal de la longitud adecuada para completar el cuarto de onda, y soportado en el otro extremo por otro mástil, aunque aislado de éste. La forma de la antena recuerda a una L o a una T, dependiendo donde esté conectado al cable horizontal el mástil radiante inferior o un cable radiante vertical de conexión al transmisor. Dado que un mástil radiante de tamaño inferior al cuarto de onda presenta una resistencia de radiación menor y una reactancia mayor, el tramo de antena horizontal, soportado por el mismo mástil o entre dos mástiles, compensa estas deficiencias y ajusta la longitud total de la antena al cuarto de onda eléctrico. No obstante, se ha de calcular bien las dimensiones de los elementos radiantes para que cumplan las especificaciones de ancho de banda, potencia radiada y eficiencia de radiación de la antena.

Para transmisores de elevadas potencias (de incluso cientos de kilovatios), los equipos transmisores pueden estar alejados incluso varios cientos de metros de la antena, típicamente un mástil vertical radiante, para que la intensa señal radiada por la antena no afecte a sensibles circuitos electrónicos de los equipos transmisores. La conexión entre el transmisor y el mástil de antena debe realizarse con una línea de alimentación especial, que normalmente no se conecta directamente al mástil radiador, sino a través de un equipo de adaptación de impedancias y eventualmente de sintonización de la antena, alojado en una caseta al pie del mástil o muy próximo a éste. Este equipo de adaptación está constituido por condensadores de elevada tensión e inductancias realizadas en cable grueso o de tubo arrollado helicoidalmente, por lo que la caseta que los aloja se ha conocido con el nombre de caseta hélice (helix house), o simplemente caseta de sintonización de antena. Todo esto también es aplicable a las potentes estaciones emisoras de Onda Larga y Onda Corta.

La caseta hélice puede albergar otros equipos como son los suministros de energía eléctrica a las lámparas de balizamiento de la antena (para la seguridad aérea), y protecciones adicionales para la descarga de electricidad estática y de impactos de rayos en la antena.

Para los centros emisores de gran potencia, las líneas de alimentación que conectan los potentes transmisores con los mástiles radiantes pueden ser líneas paralelas o líneas coaxiales realizadas con grupos de alambres con forma de jaula, o con tubos metálicos, tendidos sobre postes. Las líneas paralelas pueden estar constituidas por dos tiradas de tubos metálicos paralelos, o por dos haces de alambres en jaula, y las líneas coaxiales suelen estar constituidas por un haz en jaula de alambres como conductor central, rodeado de un haz de alambres en jaula como malla o blindaje. Un ejemplo de estos tipos de línea de transmisión se ven en estas imágenes.

Antena del centro transmisor de Onda Media de Radio Nacional de España en Los Palacios (Sevilla), 683 kHz

Antena del centro transmisor de Onda Media de Radio Nacional de España en Los Palacios (Sevilla), en la frecuencia de 683 kHz, y con una potencia de hasta 300 kW (a fecha de 2009).

Otro tipo de antena que también se puede emplear son las antenas de cortina vertical, constituida por una cortina vertical de hilos conectados al transmisor soportados en sus extremos superiores sobre un cable de soporte horizontal tendido entre dos mástiles (de una altura inferior a 0,25 longitudes de onda). La red de hilos verticales presentan en este caso una capacidad mayor que un solo conductor vertical, y con ello aumenta la impedancia de la antena.

Una elección para estaciones de radiodifusión de Onda Media de pequeña potencia son las antenas de sombrero, las cuales están constituidas por un mástil radiante vertical de una décima de longitud de onda, aislado de tierra y alimentado por su parte inferior. En el extremo superior del mástil se conectan varios cables conductores, típicamente 6, que descienden inclinados hacia tierra, con un ángulo en torno a los 40-45º, hasta una altura sobre el suelo como máximo un tercio de la altura del mástil. Los extremos de estos cables estan terminados en aisladores cerámicos de buena calidad, y éstos se arriostran a anclajes en tierra. Estos cables, además de afianzar el mástil radiador, forman parte de la antena, mejorando la distribución de corriente en el mástil radiante vertical, y como en el caso anterior, aumentan la capacidad de antena, aumentando la baja resistencia de radiación que presenta el mástil corto, y también aumenta el ancho de banda de la antena.

En algunas estaciones se emplean antenas dipolo (de media longitud de onda, alimentadas en el centro), tendidas entre dos mástiles o torres (mástiles no radiadores, sólo de soporte). Estas antenas radían mucho hacia ángulos altos, por lo que se emplean en estaciones de radiodifusión de Onda Media nocturnas, que emplean la ionosfera para conseguir una amplia cobertura nocturna. En estos casos se suele emplear una configuración de dos dipolos horizontales cruzados (en cruz), soportados por cuatro torres o mástiles, para que el sistema de antena sea aproximadamente omnidireccional.

En cualquier caso, en estos tipos de antenas se tendrá en cuenta el balizamiento (luces rojas nocturnas de seguridad para la aviación, ubicadas en el extremo superior del mástil y opcionalmente colocadas a intervalos regulares a lo largo de éste), protección ante descargas atmosféricas (rayos) y la descarga de electricidad estática que puede inducirse en la antena (incluso con la fricción del viento), y los circuitos necesarios para aislar el sistema de alimentación del balizamiento respecto de la antena autorradiante. También el mástil autorradiante puede ser empleado para soportar antenas de VHF o UHF, que también deberán estar aisladas respecto a la propia antena autorradiante.

Las antenas de mástil suelen ir pintadas en tramos alternativos de color rojo (o naraja) y blanco, lo que las hace bien visibles durante el día para la aviación.

Además de estudiar la longitud efectiva de la antena para obtener el diagrama de radiación deseado, se debe prestar atención al sistema de puesta a tierra o contraantena, a fin de que las pérdidas por este concepto se reduzcan al mínimo, aumentando la eficacia del sistema radiante.

La contraantena reviste capital importancia para el rendimiento de un centro transmisor. Cuanto más corta es la antena menor es la parte real de su impedancia de entrada, disminuyendo la resistencia de radiación de la antena, y en consecuencia la resistencia de la toma de tierra pasa a ser del mismo orden de magnitud, lo que significa un escaso rendimiento: De la potencia transferida a la antena, parte es radiada, debido a su resistencia de radiación, y parte se pierde disipada en calor, debido a las resistencias de tierra y resistencias de pérdidas: Si disminuye la resistencia de radiación al acortar la antena, su rendimiento disminuye si no se disminuye en la misma medida la resistencia de tierra.

En el caso de un solo mástil vertical la contraantena está constituida por hilos dispuestos en forma radial, desde la base de la antena y enterrados en el suelo a poca profundidad. En transmisores potentes, es usual que la antena transmisora sea un mastil de 1/4 o media longitud de onda de altura, y que la contraantena esté constituida por un número de radiales elevado (por ejemplo 120 radiales), constituidos con cable grueso, conectados a la toma de tierra de la antena, y distribuidos radialmente y enterrados en el terreno que rodea la antena.

Antena del centro transmisor de Onda Media de Radio Nacional de España de Madrid, situado en Majadahonda - Las Rozas, 585 kHz

Antenas del centro transmisor de Onda Media de Radio Nacional de España en Madrid, situado en el límite municipal entre Majadahonda y Las Rozas (Madrid). La antena más larga tiene una altura de 264 metros y es para la estación transmisora en la frecuencia de 585 kHz y con una potencia máxima de 600 kW (a fecha de 2009). Obsérvese la presencia de la caseta hélice al pie de la antena. La segunda antena (que se ve parcialmente en la parte inferior) mide 130 metros, y es para otro transmisor que emite otra programación en la frecuencia de 657 kHz, con una potencia de 50 kW.
(Haz clic en la imagen para ampliarla).

04.4.- MODULACIÓN DE AMPLITUD (AM)

Tradicionalmente la modulación empleada en la radiodifusión en Ondas Medias o hectométricas es la Modulación de Amplitud o AM. En este tipo de modulación, la amplitud instantánea de la onda portadora de radio varía proporcionalmente a la amplitud de la señal moduladora de audio. Es un tipo de modulación sencillo, y que es fácil de detectar en los receptores de radio, ya que un simple diodo detector permite rectificar la onda de radio recibida y mediante un sencillo filtro (un condensador típicamente), se extrae de la señal rectificada su envolvente, que son sus variaciones de amplitud, que corresponden a la señal moduladora. Esta señal, una vez amplificada por una etapa de audio, es aplicada al altavoz del receptor de radio.

Más técnicamente, la modulación de amplitud da lugar a una señal consistente en una portadora de amplitud fija y dos bandas laterales, una a cada lado de la portadora, cuya frecuencia instantánea y amplitud depende espectivamente de la frecuencia y amplitud instantánea de la señal de audio moduladora. Por ello la modulación AM clásica se define también como modulación de doble banda lateral con portadora no suprimida.

La modulación AM es la primera modulación aplicada a las ondas de radio para transmitir la fonía. Ya desde 1906-1909 se realizaron los primeros experimentos de transmisión de fonía sobre las ondas de radio empleando este tipo de modulación, y las primeras emisoras de radiodifusión con programación regular, surgidas en Estados Unidos en 1920-21, empleaban la AM (aún no se conocía la modulación de frecuencia o FM).

La sencillez de esta modulación hizo que en la primera época de la radiodifusión muchos receptores de radio fueran de una extrema sencillez, empleando un cristal de galena como diodo detector, conectado a la antena receptora, y escuchando la señal detectada que entregaba el diodo con un simple auricular de alta impedancia, sin necesidad de amplificación. Fueron los populares Radios de galena, o , en terminología inglesa, Radios de cristal (Crystal Radio), los cuales no precisaban alimentación alguna, pero conectados a una buena antena (un hilo largo) y una toma de tierra, podían recibir perfectamente emisoras de AM locales y alguna otra potente más distante.

Los equipos transmisores empleados actuamente en Onda Media realizan la modulación de amplitud mediante la técnica digital de modulación por ancho de impulsos (modulación PWM), modo de modulación que proporciona una modulación de amplitud similar a la obtenida con los tradicionales sistemas de modulación de amplitud, pero con un rendimiento energético de los transmisores mayor, algo a tener en cuenta habida cuenta de las altas potencias que suelen tener los transmisores empleados en radiodifusión de Onda Media.

04.5.- OTRAS CARACTERÍSTICAS Y EVOLUCIÓN DE LA ONDA MEDIA

Dado que las canalizaciones para las emisoras de Onda Media son de 9 kHz (En Europa y en general en la región 1) y de 10 kHz en América (en la región 2), el audio transmitido está limitado a frecuencias máximas de 4,5 y 5,0 kHz respectivamente, lo que no es adecuado para transmitir música de calidad.

Además la modulación de amplitud (AM) está muy sujeta a interferencias por ruidos eléctricos (originados por los motores eléctricos, los cebadores de los tubos fluorescentes, las chispas originadas en contactos eléctricos, chispas de ignición de los motores de explosión...) y atmosféricos (descargas de rayos y relámpagos). Estos ruidos tienen muchas componentes en las bandas bajas del espectro radioeléctrico y se suman a la amplitud de las señales radiadas por las emisoras que emplean la modulación de amplitud (AM), por lo que los receptores de radio de AM no pueden discriminarlos de la modulación original, sumándose el ruido a las señales de audio detectadas en los receptores de radio. También las grandes estructuras como edificaciones grandes de las grandes ciudades atenúan las señales de las estaciones de Onda Media, debilitando la recepción de éstas.

Análogamente, un receptor de Onda Media, y en general cualquiera que reciba señales moduladas en AM, no puede discriminar las señales de dos emisoras de AM que estén en la misma frecuencia o en frecuencias muy próximas (separadas muy pocos kHz), las cuales se escucharán mezcladas o generando interferencias de "batido de frecuencia" entre ellas (lo que origina la escucha de cualquiera de las dos emisoras con un silbido continuo originado por el batido de frecuencias de las portadoras de ambas emisoras). Esto se produce principalmente por las noches, cuando aumenta la propagación en la banda de Onda Media y se empiezan a escuchar emisoras distantes dentro de la zona de cobertura de la emisora de Onda Media local, emisoras que en horas diurnas no se llegan a escuchar.

Este problema queda resuelto en parte con el uso de receptores de radio que incorporan en su interior una antena de barra de ferrita como antena receptora para las bandas de Onda Media y Onda Larga, antena que proporciona directividad, pudiéndose orientar la antena para recibir la emisora de AM que se desea escuchar a máxima señal, o para disminuir lo más posible (e incluso anular) la señal de la emisora interferente. Como inconveniente, las antenas de barra de ferrita no son antenas muy sensibles, por lo que sirven preferentemente para receptores de Onda Media de sensibilidad media, que permiten captar emisoras locales o regionales, y emisoras más lejanas pero potentes.

De ahí que la radiodifusión de programas musicales se haya ido desplazando progresivamente desde la década de los 1970's a las bandas de ondas métricas, empleando la modulación de frecuencia o FM, las actualmente populares "emisoras de FM". Esto hace que en bastantes países se esté abandonando el uso de la radiodifusión en Onda Media en favor de las estaciones de FM, quedando relegada la radiodifusión en Onda Media principalmente para emisoras de programas de contenido principalmente vocal, como son programas de tertulias, deportivos, religiosos, de noticias, etc..., aunque también hay emisoras musicales de Onda Media dedicadas a la transmisión de música de ciertos géneros musicales (country, oldies, nostalgia y etnica), o música de los antiguos discos de vinilo, cuya escucha nostálgica recuerda cómo se escuchaba esta música radiada en los años 50-60's por las emisoras radiodifusoras de OM de la época.

No obstante, en Estados Unidos y Canadá hubieron algunas experiencias en los años 70's para trasmitir audio con mayor calidad extendiéndolo hasta los 11 kHz, pero ello requería un ancho de canal de radio de al menos 22 kHz, y los receptores de AM sólo están preparados para canalizaciones de 10 kHz.

Las alternativas a la radiodifusión en la Onda Media es la implementación de sistemas de radiodifusión digitales que sustituyan las emisiones analógicas en modulación de amplitud (AM). Estos sistemas digitales pueden proporcionar sonido de alta calidad (equiparables al sonido de una estación monofónica de FM), ocupando la transmisión el ancho de banda de las canalizaciones empleadas en Onda Media, esto es, 9 o 10 kHz. En Estados Unidos se adoptó en 2002 el sistema digital IBOC (In Band on Channel, comercialmente conocido como HD Radio), propietario de la firma iBiquity, como sistema digital para radiodifusión en Onda Media, mientras que la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) adoptó en enero de 2003 el sistema DRM (Digital Radio Mondiale, Radio Digital Mundial) como estándard mundial de radiodifusión digital a emplear en las bandas de radiodifusión que actualmente emplean la modulación de amplitud (AM), como son la Onda Media y la Onda Corta. La tendencia debería ser la sustitución progresiva de la radiodifusión analógica en AM por la radiodifusión digital.

04.6.- LOS SISTEMAS DE AM ESTÉREOFÓNICOS

La radiodifusión en Onda Media es de sonido monofónico, ya que la modulación en AM no permite la implementación de dos canales de audio separados (sonido estereofónico) sobre la misma portadora de radio de manera que el receptor pueda obtenerlos separarlos tras la demodulación (o detección) de la señal de radio recibida. No obstante, se han propuesto sistemas de radio AM estéreofónica, alguno de los cuales están funcionando en las radiodifusoras de Onda Media norteamericanas.

Estos sistemas de AM estéreofónica son incompatibles entre sí, pero todos ellos han de ser compatibles con la AM convencional, de manera que un receptor de AM convencional ha de poder recibir una transmisión de AM estéreofónica, aunque la escuche monofónica. Inicialmente las primeras propuestas de radiodifusión estéreofónica que impicaban emisoras de AM necesitaban dos emisoras independientes, ambas en distintas frecuencias de la Onda Media, o bien una en la banda de Onda Media y otra en la banda de FM, para transmitir los canales de audio derecho (canal R) e izquierdo (canal L) por separado. Ello requería dos receptores de radio separados (uno de AM y otro de FM), y este sistema tenía problemas de sincronización de señales, y muchas veces se producían efectos de "ping-pong" entre ambos canales.

Tras estos primeros sistemas de radiodifusión estéreofónica en AM comenzaron a aparecer a partir de la década de 1960 los sistemas de AM estéreo compatibles con los receptores convencionales de AM. Primeramente aparecieron los sistemas basados en bandas laterales independientes o sistemas ISB (Independent Sideband), propuestos por el ingeniero de radio norteamericano Leonard Kahn a principios de los 1960's, y más posteriormente los sistemas de modulación de amplitud en cuadratura QAM ("Quadrature Amplitude Modulation"), sistemas conceptualmente más próximos al sistema estéreofónico estándard empleado actualmente en las radiodifusoras de FM.

El sistema ISB desarrollado por Leonard Kahn y la firma Hazeltine Corporation consiste en una doble modulación en banda lateral única de la portadora de la estación de radio, de manera que cada una de las dos bandas laterales (superior e inferior) sean independientes, llevando cada una de ellas uno de los canales de audio. Después se juntan y se añade la portadora de RF, de manera que se obtiene una señal similar a la generada por la modulación de amplitud convencional, solo que cada banda lateral transporta un canal de audio distinto al de la otra banda lateral. Este sistema permite ser recibido sin problemas por receptores de AM convencionales (en monofonía), e incluso se puede recibir la emisión estéreofónica empleando dos receptores de AM convencionales, uno sintonizado por encima de la portadora de radio de la emisora y el otro sintonizado por debajo, aunque este método proporciona poca separación de los dos canales de audio y baja fidelidad sonora, al menos comparado con un receptor de AM estéreofónica específicamente preparado para el sistema Kahn.

Otro sistema de AM estéreofónica fue el sistema Belar, propuesto por la compañía norteamericana del mismo nombre, la cual proponía un doble sistema de modulación de la portadora de radio. Los dos canales de audio, L (izquierdo) y R (derecho) se mezclaban en un doble mezclador para obtener dos señales de audio, L+R y L-R (similarmente a como se hace en las emisoras de FM estéreo). La señal de audio L+R modulaba directamente la portadora de radio en AM, mientras que la señal L-R modulaba la portadora de radio en frecuencia (con un preénfasis o realce de agudos de 400 µs), con un débil nivel de modulación para mantener la frecuencia de la portadora de radio en ±320 Hz como máximo alrededor de la frecuencia nominal de la portadora. Y aunque el sistema Belar es más fácil de implementar que el sistema Kahn, el bajo índice de modulación en FM de la portadora de radio hace que la separación de los canales de audio L y R en el receptor sea baja, y por tanto el sonido estéreofónico que proporciona no sea muy notable.

Los sistemas de AM estéreofónica por modulación de amplitud en cuadratura (QAM) surgieron posteriormente, en los años 70, siendo los más conocidos el sistema Harris, el sistema Magnavox y el sistema C-QUAM de Motorola. Todos ellos son similares, aunque no completamente compatibles entre sí. Técnicamente lo que hacen estos sistemas es modular la portadora de radio en fase y en amplitud (lo que es una modulación en cuadratura), donde la señal de audio L+R modula la portadora en amplitud (proporcionando compatibilidad para los receptores de AM monofónicos convencionales), y la señal de audio L-R modula en fase la portadora. Ello da lugar a que las dos bandas laterales generadas junto a la portadora sean diferentes. Junto a la señal de audio L-R se añade un tono continuo de frecuencia fija que sirve para indicar a los equipos receptores de AM estéreofónica que la transmisión es en AM estéreofónica (tono piloto de estereofonía), y activar la escucha en estéreo del receptor. En las estaciones transmisoras de AM estéreofónica, el oscilador RF de cristal o u oscilador controlado por PLL del transmisor es sustituido por un circuito excitador generador de la señal QAM.

El sistema Harris fue desarrollado por Harris Corporation, un gran fabricante norteamericano de transmisores de radio y televisión, y llegó a funcionar en varias emisoras de Onda Media norteamericanas en los 80's. Técnicamente es parecido al sistema C-QUAM de Motorola (varía respecto a éste el tono piloto de estéreo empleado y algunos otros detalles. C-QAM emplea un tono piloto de estéreo de 25 Hz). El sistema Magnavox es un sistema de modulación de fase desarrollado por el fabricante de aparatos electrónicos Magnavox, y fue empleado en algunas estaciones de Onda Media norteamericana en los 80's. El sistema C-QUAM (Compatible — Quadrature Amplitude Modulation) fue desarrollado en 1977 por Motorola, una compañía muy conocida fabricante de equipamientos de radio, y es bastante similar al sistema Harris.

C-QAM fue pensado para ser compatible con los clásicos detectores de envolvente de los receptores de AM (de ahí la C de compatible). Consta de dos etapas diferentes de modulación, la modulación de AM normal y la modulación de cuadratura. La primera proporciona una entrada monofónica, es la modulación clásica de AM, por lo que puede ser reproducida en receptores convencionales de AM. La segunda es la que conlleva la señal de audio estéreo multiplexado, y esta etapa sustituye a la etapa del oscilador de los transmisores AM monofónicos (convencionales), y su señal, modulada en estéreo, es la que será a continuación amplificada y modulada en AM clásica normal. Esta segunda forma de modulación usa dos moduladores que se encuentran desfasados 90 grados uno con el otro y un divisor por cuatro para no provocar interferencias en la señal AM normal. Esto en realidad genera una señal modulada en fase. Para producir el efecto estéreo en los receptores de AM estéreos éstos equipan un detector síncrono que extrae los canales izquierdo y derecho de la señal modulada en fase, mientras que para la AM normal (no estérea) usan el clásico detector de envolvente (detector a diodo).

La FCC norteamericana seleccionó en 1980 el sistema Magnavox como sistema estándard de AM estérea de entre los sistemas propuestos, decisión que fue bastante discutida, por lo que en 1982 dejó que fuera el mercado el que decidiera qué sistema de AM estéreofónica se debiera emplear. Pronto el sistema C-QUAM empezó a implementase con fuerza (sobre todo a raíz de que en 1985 varios fabricantes de automóviles implementaran este sistema de AM estéreofónica en sus receptores para automóviles), y finalmente el FCC declaró en 1993 al sistema C-QUAM como estándard de AM estéreofónica en Estados Unidos, estableciendo la porción de 1610–1700 kHz de la banda de Onda Media como banda preferente para las emisoras de AM estéreofónica (porción conocida como Banda de Radiodifusión AM extendida en Norteamérica). A su vez el sistema C-QUAM también fue adoptado como estándard de AM estéreofónica en otros países, como Australia (en 1985), Canadá y Méjico (en 1988), y Japón (1992). Y para asegurar que los receptores de AM estéreofónica mantienen una buena calidad de sonido estéreofónico, la National Association of Broadcasters y el Electronic Industries Association (EIA) norteamericanos establecieron la certificación AMAX en 1993 para dichos receptores. En Europa, al AM estéreofónica no se implantó (salvo en algunas estaciones de Francia, Italia y Grecia) por ser considerada inadecuada por el menor ancho de banda de canal de radio (9 kHz) y otras consideraciones técnicas.

05.- RADIODIFUSIÓN EN ONDA LARGA (148,5-283,5 kHz)

Esta banda de radiodifusión se utilizó en los primeros años de la historia de la radio para cubrir largas distancias. Corresponde a frecuencias muy bajas, y la radiodifusión en esta banda está asignada en el intervalo de 148,5 a 283,5 kHz, aunque está asignada a la radiodifusión en las regiones 1 y 3 pero no en la 2, lo que en la práctica significa que, con pocas excepciones, la Onda Larga no es utilizada para radiodifusión en el hemisferio sur ni en Norteamérica (región 2). La canalización empleada es de 9 kHz, igual que en la Onda Media, por lo que las frecuencias centrales de los canales de ambos extremos de la banda serán 153 y 279 kHz, que corresponden respectivamente a las longitudes de onda de 1961 y 1075 metros. La modulación empleada es la modulación de amplitud (AM).

En la región 2, principalmente en Norteamérica, esta banda está asignada a otros usos, principalmente para ayudas a la navegación aeronáutica mediante sistemas de radio, empleándose principalmente las radiobalizas no direccionales NDB (Non-directional beacons), balizas cuya ubicación geográfica es conocida y que transmiten repetidamente su identificación en código telegráfico Morse (dos o tres letras identificativas). Las balizas NDB ocupan en Norteamérica el rango de frecuencias de 190-535 kHz, mientras que en la región 1 están por encima de la banda de radiodifusión de Onda Larga, a partir de 280 kHz.

La Onda Larga tiene dos mecanismos de propagación: Por medio de onda superficial u onda terrestre, bastante estable, y por onda espacial, la cual se refleja muy débilmente en la ionosfera. Si la distancia entre la estación transmisora y los receptores es de hasta 500 km, prima la onda terrestre, y la señal se mantendrá bastante estable. Estos alcances son mayores que los obtenidos con emisoras de radiodifusión de Onda Media, y ello se debe a que la atenuación de la onda de tierra debida a la conductividad del terreno es menor que para las ondas medias.

A distancias mayores la onda espacial reflejada en la ionosfera empieza a tener mayor efecto y las señales recibidas comienzan a sufrir de un fading que se hace más fuerte y persistente con la distancia, debido a las interferencias producidas entre las señales recibidas por ambos mecanismos de propagación.

Por ello la radiodifusión en Onda Larga se emplea para proporcionar coberturas de alcance nacional (de hasta incluso 1500 km de distancia), con gran estabilidad de la propagación por onda terrestre tanto durante el día como por la noche. Las variaciones de propagación son suaves, por lo que permiten una recepción bastante estable. Se usa en lugar de la Onda Media para dar coberturas nacionales en países de gran extensión geográfica, tales como Rusia o Argelia (pues la radiodifusión en Onda Media tiene un alcance diurno limitado). El uso de la Onda Larga es más efectiva para latitudes por encima de los 50 grados norte, por las mejores características de la propagación a estas latitudes.

El alcance de la onda de tierra está directamente asociado a la potencia emitida, por lo que para conseguir grandes coberturas (incluso intercontinentales) se recurre al uso de elevadas potencias de transmisión (de incluso centenares de kilowatios) y antenas con el mayor rendimiento posible.

La gran longitud de onda de estas frecuencias implica el uso de antenas de gran longitud y elevadas a gran altura (si están tendidas en horizontal): Para la frecuencia de 200 kHz, por ejemplo, la longitud de onda es de 1500 metros, lo que supone usar antenas verticales de cuarto de onda de 375 metros, o antenas dipolo de media onda de 750 metros, que para un buen rendimiento tendría que estar tendida en horizontal a media onda del suelo (es decir, a 750 metros de altura).

Como todo esto a la práctica es casi imposible de conseguir, las antenas empleadas son más cortas, llevadas a sintonía mediante grandes bobinas de carga (alojadas en una caseta hélice), y por ello suelen ser de bajo rendimiento (depende de su longitud de la antena respecto al cuarto de onda), por lo que se requiere el uso de potencias elevadas de transmisión, de incluso centenares de kilovatios, para compensar el bajo rendimiento de las antenas transmisoras y para emitir una potencia radiada aparente que permita un alcance de ámbito nacional (del orden de 1500 km o más para condiciones de buena recepción).

No obstante, hay estaciones transmisoras que han empleado como antenas transmisoras antenas circulares elevadas por altas torres, como fueron las antenas de las estaciones radiodifusoras de Berlín, Moscú y Polonia, esta última con una altura de 530 metros, correspondiente a media longitud de onda de la frecuencia a la que transmitía la estación de Polonia. Con ello el rendimiento de las antenas es mucho mayor, y se pueden usar potencias de transmisión menores, con la disminución de los altos costes energéticos de la estación transmisora. Muchas de las antenas de las estaciones de Onda Larga que perviven hoy en día son antenas verticales constituidas por mástiles de 250-300 metros de altura aislados del suelo (antenas omnidireccionales de cuarto de onda), o cables largos tendidos entre mástiles con dichas alturas (antenas direccionales). Aspectos técnicos como los explicados para las antenas de mástil de radiodifusión en Onda Media son aplicables a los mástiles radiantes en Onda larga.

Caso especial de antena de alta eficacia fue el mástil radiante de la Radiodifusión polaca que estuvo en servicio entre 1974 y 1991, más conocido como la Torre de Radio de Varsovia. Con una altura de 646,4 metros, fue la estructura artificial más alta del mundo en aquella época, y era un mástil radiante aislado en su extremo inferior del suelo que funcionaba como antena de media onda a la frecuencia de transmisión empleada (227 kHz primero y 225 kHz desde 1988). Los dos equipos transmisores estaban alojados en un edificio a unos 600 metros de distancia y estaban conectados a la antena a través de una línea de transmisión especial que acababa junto a la base de la antena en una caseta hélice donde estaba alojado el circuito adaptador de impedancias. Los dos transmisores proporcionaban una potencia conjunta total de 2 gigavatios (2.000 kW), lo que permitía que las transmisiones se escucharan en gran parte del mundo. En agosto de 1991 durante unos trabajos de mantenimiento que implicaban la sustitución de cables de arriostramiento del mástil dañados, las rachas de fuertes vientos en la zona provocaron el colapso del mástil, que se partió y se desplomó. No pudo ser reconstruido posteriormente.

Antiguo centro emisor de onda larga de la BBC en Droitwich (Reino Unido), 2006. Fuente: Wikipedia.

Centro emisor de onda larga de la BBC en Droitwich (Reino Unido), en 2006. Esta estación usa un radiante horizontal de casi 180 metros de longitud que está está sustentado por un par de torres de más de 200 metros de altura. Actualmente este centro británico de onda larga ya no está operativo. (Clic en la imagen para ampliarla).

Una observación: En las proximidades de las emisoras de Onda Media es posible que éstas puedan ser escuchadas en algún punto de la Onda Larga, así como en otros puntos de la Onda Media. Ello es debido a que algunas estaciones de Onda Media usan una emisora real que opera en una frecuencia dentro de la banda de onda larga, con modulación incluida, y luego multiplican la frecuencia por 3, 5 o incluso 7 veces, para alcanzar la frecuencia de transmisión en la banda de Onda Media. Siempre se escapa algo de la emisora base, y se percibe en los receptores de Onda Larga en las proximidades, escuchándose el programa que se transmite en Onda Media. Así, una emisora de Onda Media que transmita en 621 kHz, puede estar operando a 207 kHz (modulación incluida) en una primera etapa, y después se triplica la frecuencia en las etapas de potencia para salir al aire en 612 kHz. A veces sólo es el oscilador de la emisora el que trabaja en Onda Larga, y la modulación se realiza ya en la frecuencia de transmisión de Onda Media, y entonces sólo se percibe una portadora interferente en la banda de Onda Larga.

Al ser la Onda Larga de frecuencias de transmisión tan bajas, hace que en esta banda abuden numerosos parásitos eléctricos generados por interruptores eléctricos y las chispas de motores de ignición, así como por las frecuencias armónicas de los osciladores de barrido de pantalla de los antiguos televisores y monitores de tubo catódico, osciladores de los ordenadores, y los osciladores que incluyen las lámparas frías de mercurio y las de bajo consumo. Estos parásitos pueden entorpecer notablemente la recepción de la Onda Larga, limitando su recepción a las estaciones próximas y estaciones que se reciban con una señal potente. El efecto de estos parásitos es menor en la banda de radiodifusión de Onda Media.

Estos problemas, además de los derivados de la modulación de amplitud (AM) explicados anteriormente para las ondas hectométricas (Ondas Medias), y el menor número de canales que permite la banda de Onda Larga (15 canales de 9 kHz), hace que el número de emisoras de radiodifusión en esta banda sea limitado y que muchos países de la Región 1 hayan renunciado al uso de esta banda para radiodifusión de cobertura nacional.

El futuro de esta banda es bastante sombrío y apunta a su desaparición como banda de radiodifusión, y de hecho a lo largo de las décadas del 2000 y 2010 hayan ido desapareciendo paulatinamente varias estaciones europeas. La poca fidelidad de las transmisiones (más apta para los programas hablados), el empleo de antenas de gran tamaño y altas potencias de transmisión (con el coste económico que ello representa en cuanto a consumo de energía), la falta de repuestos para las estaciones de radiodifusión de esta banda (prácticamente no se fabrican desde hace muchos años y el poco repuesto que queda son casi piezas de museo), y el hecho que actualmente las grandes extensiones se pueden cubrir con redes de emisoras de FM o por difusión por satélite, son importantes inconvenientes para la pervivencia de la Onda Larga como banda de radiodifusión. Además, esta banda no entra en los futuros planes de digitalización de la radio en bandas bajas mediante el empleo del sistema de radiodifusión digital DRM (Digital Radio Mondiale), ya mencionado para la Onda Media.

No obstante, hay motivos para que algunos países mantengan la Onda Larga muchos años más (en Europa son el caso de Reino Unido y Noruega), en base a dos puntos a favor: Por un lado, la Onda Larga permite cubrir distancias muy grandes, y si bien en tierra la cobertura se puede sustituir por una red de emisoras de FM, ello no es posible en alta mar, por lo que se puede emplear para dar cobertura de radiodifusión a los barcos bastante alejados de las zonas costeras. Y por otro lado, éstos pueden captar las señales de Onda Larga con equipos relativamente simples y no demasiado caros, frente a otras tecnologías, como el satélite, que requieren instalaciones más complejas.

06.- RADIODIFUSIÓN EN BANDAS DECAMÉTRICAS (ONDA CORTA, 3-30 MHz)

Las ondas decamétricas, también conocidas como Ondas cortas, o en acrónimo inglés HF (High Frequency, Alta frecuencia), corresponden a la porción del espectro radioeléctrico que se extiende entre 3 y 30 MHz, correspondientes a longitudes de ondas de entre 10 y 100 metros, de ahí la denominación de ondas decamétricas. La denominación de onda corta se debe al hecho de que las longitudes de onda son más cortas que las empleadas en los primeros tiempos de la radiodifusión, allá a principios de los años 1920's, que empleaban las ondas largas y medias.

Esto motivó que pronto los servicios de comunicaciones a largas distancias se desplazaran a las bandas de onda corta, haciendo una importante competencia a las compañías que explotaban cables de comunicación transoceánicos, y que antes de finalizar la década de los 1920's ya existieran las primeras estaciones de radiodifusión de gran alcance en las Ondas Cortas.

Hoy en día la Onda Corta se emplea tanto para radiodifusión de voz y música, así como para servicios de comunicación a largas distancias para aviones, barcos, transmisión de mapas meteorológicos, comunicaciones militares, etc... servicios que no son de radiodifusión ni de radioaficionados y que se denominan comunicaciones utilitarias. Los radioaficionados también tienen asignadas varias porciones del espectro de HF para su uso.

06.1.- PROPAGACIÓN

Son las características de propagación de estas bandas las que hacen que sean destinadas para cubrir zonas de servicio a grandes distancias de los emisores.

La propagación de estas bandas a largas distancias se efectúa únicamente por medio de la onda reflejada por las capas altas de la ionosfera, por lo que existe una distancia de salto que establece un valor mínimo para la distancia de recepción, por debajo de la cual la emisora no es captada (denominada zona de silencio). Una vez que la onda ha descendido a la superficie terrestre en su primer salto, es reflejada de nuevo hacia la ionosfera, aunque más atenuada, pudiendo alcanzar así una distancia mayor con un nuevo salto, estableciendo una segunda zona de recepción de la señal, separada por una zona de silencio de la primera zona de recepción. Y de nuevo puede darse un nuevo salto ionosférico, aunque la atenuación de las ondas aumenta bastante en cada salto ionosférico de la onda.

Debido a este mecanismo de propagación, la propagación ionosférica (en inglés Skywave propagation, propagación por onda espacial), la utilización de estas bandas, salvo en las frecuencias más bajas, no es adecuada para cubrir en forma continua una zona de servicio nacional a partir del emisor, ya que la estación transmisora se escuchará por onda directa y de superficie a distancias relativamente cortas del transmisor, y luego entrará en la zona de silencio, no volviéndose a escuchar hasta que se alcance la primera distancia de salto de la onda transmitida. Por ello en radiodifusión las Ondas Cortas se usan para la transmisión de programas a zonas distantes, incluso dirigidas a otros países.

En las bandas más bajas de la onda corta aun tiene cierta importancia la propagación de onda por superficie, aunque decrece rápidamente a medida que aumenta la frecuencia (quizá por ello se consideró inicialmente que las ondas cortas eran inservibles para la radiodifusión, hasta que los radioaficionados demostraron lo contrario), así como el efecto absorbente diurno de la capa más baja de la ionosfera, la capa D, lo que hace que el comportamiento de estas bandas más bajas de la HF sean más parecidas a la banda de Onda Media (propagación local diurna y propagación a largas distancias nocturnas). El efecto absorbente de la capa D disminuye rápidamente al aumentar la frecuencia, siendo ya muy bajo a partir de los 7-8 MHz, lo que permite la propagación ionosférica a largas distancias incluso en horas diurnas.

Las condiciones de propagación ionosférica depende de una serie de factores, que varían con las distintas bandas de frecuencias de la Onda Corta, por lo que pueden haber grandes diferencias en la propagación ionosférica entre unas bandas y otras de la Onda Corta, sobre todo si están bastante separadas en frecuencia.

La propagación ionosférica depende del grado de ionización de las capas altas de la ionosfera, la capa E (90-130 km de altura) y sobre todo, la capa F (150-400 km de altura) o capas F (en condiciones de mucha ionización, la capa F se desdobla en dos capas a distintas alturas: capas F1 y F2). Una capa que tiene un alto grado de ionización se comporta como un reflector eléctrico que devuelve a tierra las ondas que llegan a ella desde la superficie, dando lugar así a un salto ionosférico. En realidad no son reflexiones de ondas lo que tienen lugar en las capas ionizadas, sino refracciones, por lo que una onda que ha sido devuelta a tierra por la ionosfera en realidad ha sufrido la suficiente refracción en alguna capa de la ionosfera como para no atravesarla y perderse en el espacio, y ser devuelta a tierra.

Pero a medida que aumenta la frecuencia, se necesita un grado mayor de ionización para que la capa refleje (refracte) la onda de nuevo hacia tierra, por lo que, por ejemplo, con determinado grado de ionización, la capa F es capaz de refractar y devolver hacia tierra ondas en las bandas inferiores de la Onda Corta, y no tener el suficiente grado de refracción para devolverlas a tierra en las bandas altas.

También es necesario que las ondas alcancen la ionosfera con ángulos bajos para asegurar que la refracción devuelva la onda a tierra. Ello significa que las antenas transmisoras han de transmitir con bajos ángulos de radiación sobre el horizonte. A medida que aumenta el ángulo de radiación de la antena sobre el horizonte, la onda alcanza con mayor ángulo de entrada las capas de la ionosfera, y la refracción que éstas introducen pueden desviar el trayecto de las ondas de manera insuficiente, no siendo devueltas a tierra y perdiéndose en el espacio. De hecho, hay una frecuencia, denominada "Frecuencia crítica", que se denomina a la frecuencia máxima que transmitida verticalmente (ángulo de entrada en la ionosfera de 90 grados), es devuelta a tierra, y normalmente suele estar en torno a los 2-3 MHz. A medida que se aumenta la frecuencia, se ha de ir disminuyendo el ángulo de entrada a la ionosfera para que la onda sea devuelta a tierra.

El grado de ionización de las distintas capas de la ionosfera depende de la actividad solar, ya que son las radiaciones energéticas del Sol las que provocan la ionización de las capas de la alta atmósfera. Esta actividad sigue ciclos de máximos y mínimos que se repiten cada 11 años aproximadamente, por lo que las condiciones de propagación generales de la Onda Corta sufre máximos y mínimos globales con dicha periodicidad.

Pero además, dado que las radiaciones solares son las responsables de la ionización de las capas de la ionosfera al iluminarlas, se producen condiciones cambiantes durante el día y la noche, así como variaciones geográficas, debido a que el ángulo de incidencia de las radiaciones solares en la atmósfera superior depende de su ángulo de incidencia sobre estas capas y varía tanto diariamente como geográficamente. Con altos ángulos de incidencia, las radiaciones solares penetran más en la alta atmósfera, produciendo mayores ionizaciones en capas ionosféricas inferiores y más densas, mientras que con bajos ángulos de incidencia, la radiación solar es absorbida por las zonas más altas y menos densas de la alta atmósfera, produciendo por ello menor densidad de ionización.

Este grado de ionización es variable, cambia a cada momento (lo que impica condiciones cambiantes de la propagación ionosférica a cada momento), pero en general depende de la hora local (de la altura del Sol sobre la región geográfica, ya que varía el ángulo de incidencia sobre la ionosfera, en las horas diurnas). También depende de la latitud geográfica de la región, ya que sobre el ecuador geográfico las radiaciones solares inciden casi verticalmente mientras que en las regiones polares inciden casi tangencialmente. Por motivos similares, hay variaciones estacionales de las condiciones de propagación, debidas a la inclinación del eje terrestre respecto al plano orbital de la Tierra (sobre una misma zona geográfica, el ángulo de incidencia de la radiación solar en la alta atmósfera terrestre cambia notablemente del verano al invierno).

A medida que aumenta la frecuencia, se requiere un mayor grado de ionización de las capas altas de la atmósfera, las capas D y sobre todo la capa F, para que puedan refractar las ondas incidentes de nuevo hacia tierra, proporcionando el salto inosférico. Una mayor actividad solar aumenta este grado de ionización en las horas diurnas (aumentando las frecuencias máximas útiles para comunicaciones a largas distancias), mientras que en horas nocturnas, la ionización de dichas capas disminuye a medida que avanza la noche al no recibir la radiación solar, disminuyendo las frecuencias útiles máximas para las largas distancias a medida que se reduce la ionización residual de las capas de la ionosfera.

La predicción de la propagación ionosférica es bastante compleja, ha de tener en cuenta todo lo explicado anteriormente (variaciones diarias, geográficas, estacionales, estado de la actividad solar, ángulo de entrada de las ondas en la ionosfera, etc...) y otros factores, y además se calcula para trayectos determinados (por ejemplo, de Europa a América del Sur, o de Estados Unidos a Australia), ya que ha de tener en cuenta las condiciones de las zonas geográficas por donde pasan las ondas. Pero en general, se pueden indicar varias cosas:

En general, las bandas más bajas de la Onda Corta (3 a 7-8 MHz) son de propagación nocturna, ya que de día están afectadas por la absorción de la capa D ionosférica, la cual prácticamente deja de existir cuando deja de ser iluminada por el Sol, produciéndose la propagación ionosférica a largas distancia por salto ionosférico en las capas E y F gracias a la ionización residual que mantienen una vez dejan de ser iluminadas por el Sol. Hacia las bandas intermedias de la Onda Corta (8 a 15 MHz) predomina la propagación a cualquier hora del día (efecto absorbente diurno de la capa D ya es muy bajo en estas bandas), mientras que las bandas más altas (18-30 MHz) son de propagación prácticamente diurna, ya que en horas nocturnas el grado de ionización residual de las capas E y F no suele ser suficiente para permitir saltos ionosféricos en estas capas a dichas frecuencias. Incluso, las bandas más altas (24-30 MHz) sólo permiten comunicaciones a largas distancias de día cuando la actividad solar es alta, ya que ésta proporciona un grado de ionización lo suficientemente elevado a la capa F para que pueda permitir el salto ionosférico en estas bandas.

La actividad solar alta proporciona capacidad de propagación a frecuencias más altas, al producir mayores grados de ionización diurnos (y residuales nocturnos), permitiendo comunicaciones diurnas a largas distancias en frecuencias de hasta 30 MHz e incluso por encima, mientras que la baja actividad solar (en los mínimos de los ciclos solares de 11 años) disminuye la propagación diurna a frecuencias altas (frecuencias por encima de los 18-20 MHz pueden ser la mayor parte del tiempo inutilizables para largas distancias), aunque suele favorecer la propagación a largas distancias en frecuencias más bajas, al disminuir también el grado de ionización de la absorbente capa D.

Estacionalmente, en el hemisferio norte en verano se favorece la propagación diurna a frecuencias altas (el Sol está más alto en el cielo), y decrece en frecuencias bajas, mientras que en invierno ocurre lo opuesto (el Sol está más bajo). En el hemisferio sur tiende a ocurrir lo opuesto que en el hemisferio norte, puesto que cuando es verano en el hemisferio norte es invierno en el hemisferio sur, y viceversa. En primavera y otoño tienden a igualarse las condiciones de propagación en ambos hemisferios (ya que son estaciones de transición entre el verano y el invierno).

Las distancias de salto dependerán de la altura aparente a la que se reflejan las ondas de radio en la ionosfera, y del ángulo de entrada de las ondas en la ionosfera. En las bandas más bajas la reflexión (por refracción) tiene lugar principalmente en la capa E, situada entre los 90 y los 130 km de altura, lo que permite distancias de salto (nocturnas) de 1000 a 2600 km, con bajos ángulos de entrada de las ondas en esta capa. Las bandas más altas se reflejan en las capas F, con alturas de entre 150 y 400 km, lo que permite distancias de salto de entre 2500 y 5200 km (con una distancia de salto en torno a los 5000 km, con cuatro saltos sucesivos se alcanzarán las antípodas).

Debido a las características de la propagación ionosférica y su variabilidad a lo largo del día y de los meses, en radiodifusión en ondas cortas resulta en general necesario utilizar más de una frecuencia en distintas bandas de la onda corta para garantizar la cobertura durante el día y la noche y a lo largo del ciclo de actividad solar, eligiendo las distintas bandas de transmisión en función de las caracterísiticas de propagación según la hora del día, la época del año, el momento del ciclo solar, etc...

06.2.- ANTENAS PARA ONDAS DECAMÉTRICAS

A excepción de las emisoras de radiodifusión de caracter nacional, que transmiten en las denominadas bandas tropicales (bandas bajas de la Onda Corta), las emisoras de radiodifusión de carácter internacional realizan transmisiones de tipo direccionales para transmitir sus programas hacia determinadas zonas distantes, que pueden estar incluso en otros continentes. Por ello han de usar antenas, o sistemas de antenas que proporcionen el diagrama de radiación más conveniente, tanto en el plano horizontal como en el vertical, para permitir la directividad de sus transmisiones.

La directividad de las antenas en el plano horizontal es en función de la zona que deseamos cubrir (hacia la que se desea dirigir las transmisiones). En el plano vertical lo es con el fin de radiar la máxima energía con el ángulo de salida necesario en función de la altura de la capa reflectante de la ionosfera y de la distancia, ya que ello determina la distancia de salto de las ondas: Un ángulo de salida bajo de la señal radiada implica distancias de salto mayores que un ángulo de salida más alto. A veces la zona a cubrir se ha de alcanzar con dos o más saltos sucesivos.

En el caso de las emisoras de cobertura nacional en las bandas tropicales, se emplean antenas de gran ángulo de radiación vertical, lo que da lugar a una distancia de salto corta, por lo que, junto con la propagación de onda de superficie, se consigue una cobertura continua de varios cientos de kilómetros alrededor de la antena transmisora. Esto se puede conseguir con antenas dipolo inclinadas.

La constitución de las antenas para coberturas a largas distancias se suele hacer a base de agrupaciones de antenas dipolos denominados "cortinas de dipolos". Son conjuntos de dipolos verticales u horizontales, apilados en sentido vertical con separaciones adecuadas entre dipolos contiguos (tanto en sentido horizontal como en sentido vertical), y debidamente enfasados. Normalmente este sistema de antenas se soporta entre dos o más torres, formando una cortina vertical de dipolos. Con este tipo de agrupación se consigue una elevada directividad de las transmisiones, y concentrar la energía radiada en ángulos de radiación muy bajos, con los que se pueden conseguir dar cobertura a regiones situadas a distancias de entre 2.500 a 4.000 km con un solo salto y reflexión (refracción) en la capa F de la ionosfera.

Dependiendo de las características de los dipolos que constituyen la cortina, ésta puede ser empleada en distintas bandas de frecuencias, con lo que la estación transmisora puede emplear el mismo sistema de antenas cuando cambia de banda y frecuencia de transmisión. De igual manera, modificando el enfasamiento entre los dipolos que constituyen la cortina (empleando circuitos enfasadores conmutados a distancia), puede modificarse la dirección de transmisión del sistema de antena en el plano horizontal, así como modificar el ángulo de radiación vertical (con lo que se modifica la distancia de salto). Con ello se consigue readaptar de forma rápida la antena cuando se desea cambiar la cobertura de las transmisiones a otra región geográfica.

Otra antena directiva empleada en Onda Corta es la antena Logperiódica, un tipo de antena directiva que cubre una banda muy ancha, por lo que puede ser usada para transmitir en distintas frecuencias en distintos momentos del día o del año. Además es fácilmente orientable (si la antena está acoplada a un potente rotor en lo alto del mástil o torre que la soporta), por lo que en cualquier momento se puede cambiar su orientación para dirigir la transmisión hacia otras zonas geográficas. El aspecto de estas antenas es parecido al de las pequeñas antenas directivas que se usan para la recepción de la televisión (antenas directivas Yagi, constituidas por varios elementos de aproximadamente media longitud de onda espaciados y soportados sobre un travesaño), si bien sus tamaños son muchísimo mayores (acordes a las longitudes de onda de la Onda Corta), y su principio de funcionamiento es distinto.

Antena de cortina de Moosbrunn, para la radiodifusión internacional en onda corta de la radiodifusora austriaca ORF (Haz clic en la imagen para ampliarla)

Aspectos técnicos como los explicados para las antenas de mástil de radiodifusión en Onda Media son aplicables a los sistemas de antenas de potentes estaciones de radiodifusion de onda corta, como mantener alejados los transmisores del sistema de antenas, el uso de una larga línea de transmisión que los conecte, y los sistemas de adaptación de impedancias entre las líneas de transmisión y las antenas. Las siguientes dos imágenes muestran dos ejemplos de líneas de transmisión paralelas entre transmisores y sistemas de antenas:

Salida de líneas de transmisión paralelas de la sala de transmisores (Radio Amazonía de Brasil, 2019). (Clic en la imagen para ampliarla).

Tendido de las líneas de transmisión hacia las antenas. (Radio Amazonía de Brasil, 2019). (Clic en la imagen para ampliarla).

06.3.- MODULACIÓN

En estas bandas se emplea todavía mayoritariamente la modulación de amplitud con doble banda lateral, esto es, la AM clásica (igual que en Onda Media y en Onda Larga).

Los equipos transmisores empleados usan modernamente la modulación de amplitud mediante la técnica digital de modulación por ancho de impulsos (modulación PWM), modo de modulación que permite un rendimiento energético de los transmisores mayor que con los tradicionales sistemas de modulación de amplitud. Ello es muy importante en transmisores de emisoras internacionales, que pueden radiar cientos de kilowatios de potencia.

Actualmente también está aconsejado el empleo de la modulación en banda lateral única (BLU, o SSB en acrónimo inglés, Single SideBand) por sus mayores ventajas sobre la modulación de amplitud. Por un lado, por economía del espectro radioeléctrico: las transmisiones en BLU ocupan la mitad del ancho de banda que una transmisión de AM. También las transmisiones en BLU tienen un rendimiento energético mucho mayor que la AM: sólo se transmite potencia cuando hay modulación, y toda ella está concentrada en la banda lateral transmitida, mientras que en la AM la potencia se ha de distribuir entre la portadora de la emisora, que requiere una potencia fija y no transmite información útil alguna, y las dos bandas laterales, que transmiten la misma señal de fonía. También mejora la calidad de las transmisiones por la mayor resistencia de la BLU al fading y al desvanecimiento que provocan las condiciones de propagación cambiantes de la Onda Corta, fenómenos que se hacen más notorios con la modulación de amplitud. De todas maneras, no ha tenido mucha penetración de la BLU en las emisoras de radiodifusión internacionales, por lo que la mayoría siguen empleando la AM.

A finales de los 1990's se propuso un estándar de transmisión mediante modulación digital, el "Digital Mondiale Radio" o DRM (Radio Mundial Digital), que fue normalizado como estándard de radiodifusión digital el año 2003. La voz y la música son digitalizados adecuadamente, se añaden datos adicionales, etc..., y el flujo de bits resultante es empleado para modular la portadora de la emisora empleando técnicas de modulación digital similares a las empleadas en los módems y equipos de transmisión y recepción de datos. Las transmisiones DRM están pensadas para ocupar el mismo ancho de banda que una transmisión de AM, que es de 10 kHz en el caso de la radiodifusión en Ondas Cortas, e incluso el sistema DRM está pensado para que una emisora de onda corta pueda transmitir en el mismo canal (de 10 kHz de ancho) el mismo programa en AM como en DRM simultáneamente (lo que se denomina "simulcast"). También existe un formato del sistema DRM que emplea una canalización de 20 kHz, si bien la que más se está empleando actualmente es la de 10 kHz.

Las trasmisiones DRM permiten escuchar los programas con una calidad similar a la de una emisora de FM monofónica, y sin problemas de fading o desvanecimiento de las señales (siempre que el receptor reciba un nivel mínimo de señal).

06.4.- RADIODIFUSIÓN EN ONDA CORTA

La radiodifusión (Broadcasting) en onda corta se emplea tanto para la radiodifusión doméstica, destinada a oyentes del mismo país, como para radiodifusión internacional, dirigida a oyentes de otros países.

Las emisoras de broadcasting las hay de todas las potencias, desde 50 watios para las de ámbito local, hasta las de 1 megavatio, para alcances mundiales.

Acoplando en una sola antena con acopladores unidireccionales varios transmisores, se puede llegar a 4 megavatios totales en una sola transmisión.

La propagación de las Ondas Cortas se basan principalmente en la propagación por saltos ionosféricos, lo que permite cubrir grandes distancias cuando esta propagación es efectiva. No obstante, las condiciones y modos de propagación de las ondas cortas dependen de cada banda de radiodifusión, y pueden presentar grandes variaciones a lo largo del día, así como a lo largo del año.

Hay definidas 15 bandas de radiodifusión en las Ondas cortas u ondas decamétricas (3-30 MHz). Las estaciones radidifusoras emplean canalizaciones típicamente de 10 kHz, y emplean mayoritariamente la modulación de amplitud (AM), y en menor medida, la Banda Lateral Unica (SSB). Actualmente, desde 2003, también se está introduciendo el sistema de radiodifusión digital DRM (Digital Radio Mondiale).

Las distintas bandas de radiodifusión en Onda Corta son las siguientes, agrupadas en dos tipos de bandas, con la actualizaciones introducidas en la WRC (World Radiocommunication Conference) de 2003:

Las diferencias entre distintas regiones para algunas de las bandas se deben a que hay porciones de esas bandas que en unas regiones están atribuidas a la radiodifusión y en otras están asignados a otros servicios. Por ejemplo, el segmento de 3900-3950 kHz de la banda de 75 metros está atribuida en las Regiones 1 y 2 a los radioaficionados (banda de 80 metros).

Otro ejemplo, ya solucionado, es la banda de radiodifusión de 41 metros: Antes del 2009 estaba asignada entre 7100 y 7350 kHz en las regiones 1 y 3, y de 7300 a 7400 kHz en la región 2, lo que provocaba ciertas incompatibilidades entre ellas y con el segmento atribuido a los radioaficionados (que se inicia en 7000 kHz), distinto para las regiones 1 y 3 y la región 2. En la WRC de 1992, y despues en la de 2003, se estableció que a partir del 29 de marzo de 2009 la banda de radiodifusión de 41 metros se distribuyera en dos nuevas bandas, las actuales bandas de 43 y 41 metros, y el tramo de 7000 a 7300 kHz se unifica en todo el mundo para uso de los radioaficionados (banda de 40 metros de los radioaficionados).

Algunas de las bandas internacionales ya fueron ampliadas en la WRC de 1992 con nuevos segmentos de frecuencias (ya recogidos en la tabla anterior), siendo éstos para uso específico transmisores de radiodifusión que empleen la modulación SSB (Banda Lateral Única).

BANDAS TROPICALES

Las estaciones de ámbito local o nacional son generalmente de potencias menores que las estaciones internacionales, y comúnmente usan antenas omnidireccionales o antenas con ángulos de radiación medios o altos, para así tener una mejor cobertura de su audiencia en el área regional o nacional que rodea la antena transmisora.

Estas emisoras de ámbito nacional suelen estar ubicadas en las denominadas Bandas tropicales, que actualmente sólo son usadas por estaciones de Oriente, América del Sur y Central y Africa (excepto el norte de Africa). En estas zonas las bandas tropicales sustituyen a la Onda Media, pues su comportamiento general (propagación, zonas de cobertura, etc...) es bastante similar al de la Onda Media, sobre todo en las regiones tropicales (de ahí el nombre genérico de estas bandas). Es decir, presentan un alcance local o regional durante las horas diurnas (debido a la absorción de la capa D), aunque por la noche el alcance puede alcanzar varios miles de kilómetros.

Sin embargo la radiodifusión en bandas tropicales tienen algunas ventajas sobre la radiodifusión en Onda Media: Son menos propensas a las interferencias que producen las descargas eléctricas de las tormentas, y requieren menos potencia de transmisión (menos costes energéticos) para cubrir un área grande alrededor de la estación transmisora. Además, las estaciones emisoras requerirán una antena omnidireccional de menor tamaño que la de una estación de Onda Media.

Son estaciones que usan generalmente las mismas frecuencias de transmisión a lo largo del día y del año, a diferencia de las emisoras internacionales, que suelen cambiar sus frecuencias a lo largo del año, para adaptarse a las mejores condiciones de propagación mundial, que varía según la época del año.

La zona tropical donde se usan estas bandas se extiende aproximadamente entre los 30° de latitud Norte y los 35° de latitud Sur, pero es más estrecha en la región 2, que abarca las Américas, en donde va de los 25°N a los 25°S.

Las bandas tropicales ocupan la parte baja de la onda corta, es decir, las bandas de radiodifusión de 120, 90, 75 y 60 metros, todas ellas por debajo de los 5,5 MHz. En el caso de la banda de 75 MHz, es una banda bastante estrecha de frecuencias, en la región 2 (América) parte de ella está asignada a otros servicios utilitarios.

LAS EMISORAS INTERNACIONALES

Las emisoras internacionales de Onda Corta operan en las bandas de frecuencias de radiodifusión que están por encima de los 5,5 MHz, y emplean generalmente antenas direccionales para radiar sus programas a determinadas áreas en frecuencias en las que esperan ser las mejores para su recepción. Las antenas que suelen utilizar varían entre la cortina de dipolos en fase para concentrar su energía en una sola dirección, hasta la logperiódica directiva, que tiene la ventaja de que cubre una banda muy ancha, y puede ser usada para transmitir en distintas frecuencias en distintos momentos del día o del año.

Las cortinas de dipolos pueden variar su direccionalidad en azimut y en ángulo de radiación a fin de conseguir la máxima señal en el área escogida para la recepción y adaptarse al punto óptimo de reflexión ionosférica que varía al cambiar la altura de las capas F. La direccionalidad y el ángulo de radiación vertical se modifica variando las fases con que se aplica la energía de RF del transmisor a los distintos dipolos que forman la cortina.

Aunque las emisiones son dirigidas a zonas determinadas del mundo, las emisiones pueden escucharse en diferentes lugares, especialmente en las épocas de buena actividad solar, a causa de los múltiples saltos ionosféricos y otros efectos de la propagación.

Por otro lado, la mayoría de las emisiones internacionales son radiadas en horas que corresponden a la noche en las áreas donde se desea que sean recibidas, aunque también se radían para horas diurnas y a otras horas del día. Por esta razón es posible que un mismo programa sea repetido varias veces al día para oyentes de distintas partes del mundo para un mismo idioma (p.ej, inglés o español).

Los idiomas empleados en las emisiones internacionales son normalmente los empleados en las zonas que se quiere cubrir, aunque también hay emisiones en el idioma del país desde el que se transmite, normalmente corresponde a transmisiones para emigrantes de ese país y para personas que dominen ese idioma.

A nivel mundial, en la época de máximo esplendor de la radiodifusión internacional, en las bandas internacionales, por cada frecuencia asignada solía haber de 10 a 12 emisoras de distintas zonas del mundo, lo que con buena propagación producen un ruido e interferencias tremendas tanto entre estaciones de la misma frecuencia como entre estaciones de canales adyacentes.

Cada canal tiene un ancho de banda de 10 kHz, lo que permite la transmisión de audio con frecuencias de hasta 5 kHz. Sin embargo, la separación entre canales es de 5 kHz. Si se quieren escuchar bien estas estaciones es conveniente disponer en el receptor de un filtro de 4 kHz, para evitar escuchar el batido de 5 kHz entre portadoras de canales adyacentes. No es recomendable filtros más bajos porque en AM se recortarían los agudos por encima de los 2 kHz.

Las emisoras internacionales cambian a menudo de frecuencia, dependiendo de la estación o condiciones de propagación (buscando las mejores frecuencias de propagación hacia las direcciones deseadas, según la estación del año), para ello disponen de varias frecuencias asignadas (5 más o menos) de las cuales 2 o 3 son seguras que emiten en ellas. Alguna de las frecuencias puede ser incluso fija, y escuchando en ésta, el oyente puede enterarse de los cambios de las frecuencias de transmisión, ya que es normal que las emisoras internacionales anuncien al inicio y/o al final de las transmisiones en los diferentes idiomas las frecuencias utilizadas en dicha transmisión.

También tenemos que tener en cuenta el horario, para poder tener opción de escucha, ya que a causa de las variaciones de las condiciones de propagación a lo largo del día, las frecuencias de transmisión usadas cambian según la hora local del punto transmisor y del área a donde van dirigidos los programas, para una correcta cobertura del área donde van dirigidas las transmisiones. Las estaciones internacionales, por ello, suelen tener un esquema de transmisiones diario con horarios y frecuencias de transmisión bien definidos.

Normalmente los esquemas de las frecuencias de transmisión cambian, motivados por las variaciones de la propagación estacionales, cada 6 meses, típicamente se realizan los cambios de frecuencias en marzo y en septiembre (definiendo así dos periodos semestrales, periodo de verano o periodo A y periodo de invierno o periodo B), aunque otras estaciones lo realizan en mayo y en noviembre, y muy pocas en fechas concretas que tienen que ver con fechas de acontecimientos históricos u otros eventos importantes del país. Los cambios suelen estar coordinados por la High Frecuency Cordination Corporation, organismo encargado de coordinar las frecuencias de las emisoras internacionales en HF. Dicho organismo regula las variaciones en los esquemas de emisiones de todas las radios internacionales para los periodos semestrales de verano y de invierno.

No obstante, la calidad de la escucha de las estaciones internacionales de Onda Corta se ve bastante influenciada por las condiciones cambiantes de la propagación ionosférica, por lo que suele ser habitual escuchar las estaciones con variaciones de la intensidad de la señal (fading), incluso con momentos de desvanecimiento total, y otros efectos ligados a la propagación ionosféricas (distorsiones de fase, ecos y reverberancias por propagación de las ondas por distintos trayectos, fading selectivo de frecuencia dentro del mismo canal de radio, etc...). Las transmisiones con modulación AM son más susceptibles a estos efectos, mientras que las transmisiones en banda lateral única suenan "más robustas" frente a estos efectos. Además está la calidad del audio, que, igual que en la Onda Media o la Onda Larga, tiene un ancho de banda máximo de 5 kHz, lo que no es apto para la transmisión de audio musical de calidad. Además hay que añadir los problemas de interferencias entre estaciones que están en el mismo canal o en canales adyacentes, los disturbios que provocan las tormentas y otros efectos meteorológicos, y en las ciudades, los disturbios e interferencias que provocan instalaciones eléctricas, electrodomésticos con defectos, ordenadores, etc...

La implementación del sistema de radio digital DRM en lugar de las transmisiones en AM y SSB permite una gran mejora de la calidad del audio transmitido, aproximándolo mucho a la calidad del audio de las emisoras de radiodifusión monofónicas en FM. Además, debido al uso de señales digitales que modulan la portadora de radio, los efectos distorsionantes de las señales prácticamente no tiene efectos sobre la calidad del audio transmitido, salvo que la señal de radio tenga interferencias notables (perjudicando seriamente la integridad del flujo digital DRM transmitido), ya que el sistema DRM tiene implementados sistemas para detectar errores de bits en el flujo digital recibido y corregirlos. Pero para tener una recepción clara y sin problemas de una transmisión DRM, es necesario que la transmisión sea captada con un nivel mínimo de señal, suficiente para que el decodificador DRM pueda operar y decodificar correctamente la señal recibida.

CARACTERÍSTICAS DE LAS BANDAS DE FRECUENCIAS INTERNACIONALES

La radiodifusión internacional en Onda Corta emplea las bandas de frecuencias que están por encima de los 5,5 MHz, y las características y usos de cada banda dependen de las condiciones de propagación en ellas: Las bandas más bajas son de propagación nocturna, mientras que las bandas más altas son de propagación diurna. Las bandas medias, entre 9 y 14 MHz, suelen tener propagación a largas distancias a todas horas del día. En invierno se potencia la propagación de las bandas más bajas (incluyendo las bandas tropicales) y se desfavorece mucho la propagación de las bandas más altas, mientras que en verano se potencia la propagación de las bandas diurnas. Esto, por regla general, ya que la propagación en las bandas de onda corta se ve influida por la actividad solar, que sigue ciclos de máximos y mínimos de actividad solar de 11 años aproximadamente.

Tras las bandas tropicales, la primera banda de radiodifusión internacional es la banda de 49 metros, alrededor de los 6 MHz, siendo la banda internacional más baja. Dicha banda suele ser el margen de onda corta más bajo en muchos aparatos receptores dotados de onda corta, y sus caracterísiticas de propagación la hacen una banda a caballo entre las bandas tropicales y las internacionales: Su cobertura internacional está bastante limitada durante el día, y por ello es de uso regional diurno, mientras que durante la noche aumenta mucho la propagación, teniendo alcances de varios miles de kilómetros.

Las siguientes bandas de frecuencias más altas son la de 43 metros (6890 a 6990 kHz) y la de 41 metros (7.300 a 7.600 kHz), ambas alrededor de los 7 MHz. Son bandas de comportamiento similar a la de 49 metros: de uso regional diurno, e internacional nocturna.

La banda de 31 metros o de 9 MHz se extiende dede los 9.400 a 9.900 kHz y es una auténtica banda internacional, útil a cortas y a largas distancias. Aunque los alcances a largas distancias pueden tener lugar a cualquier hora del día, son más limitados de día, y mayores de noche. Es una banda codiciada por las grandes radiodifusoras internacionales.

La siguiente banda es la de 25 metros, comprendida entre 11.600 y 12.100 kHz, y es una banda que durante el día y a comienzos de la noche es usada para las distancias medias de hasta 5.000 kilómetros, y para uso a largas distancias durante toda la noche. Mantiene un buen nivel de propagación a lo largo de todo el día, más favorecido en horas diurnas.

La banda de 22 metros comprende los 13.570 a 13.870 kHz, y es una banda de características parecidas a la de 25 metros, y permite alcances diurnos más elevados.

La banda de 19 metros (15.100 a 15.800 kHz) es una banda de muy buena cobertura diurna, permitiendo alcances de hasta 15.000 km y más. A mayores distancias la cobertura empieza a no ser fiable. Por la noche también da lugar a coberturas a gran distancia, si bien en invierno puede verse algo mermada.

La banda de 16 metros (17.400 a 17.900 kHz) es una banda usada para largas distancias durante las horas diurnas y por la tarde. De noche su propagación disminuye bastante (sobre todo en invierno), por lo que es una banda ya de características diurnas. Dado que en muchos receptores dotados de onda corta es la banda más alta que poseen, hay muchas emisoras que la usan, dando lugar a interferencias mutuas.

La banda de 15 metros (18.900 a 19.020 kHz) comparte muchas características de la cercana banda de 16 metros, es una banda estrecha de frecuencias y con relativamente pocas emisoras.

La banda de 13 metros (21.450 a 21.850 kHz) es una banda de propagación eminentemente diurna, siendo su alcance pobre durante las horas nocturnas. Se ve ya bastante afectada por la influencia de la actividad solar, siendo sus alcances diurnos mayores con buena actividad solar, y sobre todo durante el verano. Fue una banda preferida por las emisoras internacionales de onda corta al no estar tan saturada como la de 16 metros, pero a su vez es poco utilizada por las radiodifusoras debido a que pocos receptores domésticos con la onda corta incorporan esta banda.

Finalmente está la banda de 11 metros (25.670 a 26.100 kHz) que es una banda diurna y muy influenciada por la actividad solar: Puede ofrecer largos alcances diurnos en condiciones medias y altas de actividad solar (al menos en 5 años de los 11 que dura cada ciclo solar) y principalmente en verano, y condiciones muy pobres de propagación en años de baja actividad solar y durante los inviernos. De noche, y de día en condiciones de baja actividad solar, es una banda de uso local, más parecida a las bandas de VHF. No es una banda muy apreciada entre las radiodifusoras internacionales, ya que la gran mayoría de receptores domésticos de radio con onda corta no la incorporan, y apenas es utilizada, muchas veces sólo para realizar emisiones de pruebas.

MÁS SOBRE LAS EMISORAS INTERNACIONALES

La mayoría de las emisoras de Europa, Oriente Medio, Africa y Asia se suelen identificar dando el nombre de la estación y su lugar de transmisión.

En Norteamérica y Oceanía (incluyendo Australia y Nueva Zelanda) es frecuente que muchas estaciones locales se identifiquen con unas siglas identificativas, indicativos formados típicamente por 3 a 5 letras, o una combinación de letras y números, de las cuales la primera o dos primeras letras indican la nacionalidad de la estación local de acuerdo con el sistema nacional de prefijos radioeléctricos (ejemplos: KTWR, WNBC, KGBT...).

En Latinoamérica la mayoría de las estaciones suelen identificarse con un identificativo (a menudo no anunciado con frecuencia), el nombre o "slogan" de la estación, y su lugar de emisión.

Muchas estaciones de onda corta, en especial las internacionales, emplean las denominadas "Señales de intervalo" para que puedan ser identificadas. Una "señal de intervalo" consiste en unos acordes musicales u otro tipo de sonidos que son emitidos repetitivamente generalmente antes del inicio (y también durante) de los programas en determinada lengua. Cada emisora internacional tiene su propia señal de intervalo, y ésta ayuda a los oyentes a identificarla cuando la buscan en el receptor de radio.

Normalmente la señal de intervalo es emitida entre programas de distintos idiomas, desde unos minutos antes de iniciarse un programa en un nuevo idioma, programas que suelen iniciarse a las horas en punto y a las medias horas. Al emitirse durante varios minutos, permite que los radiooyentes tengan tiempo de buscar en su receptor de radio la estación transmisora antes de comenzar su programación o un nuevo programa en otra lengua, ayudando con ello a sintonizar la estación. Por ejemplo, esta es la señal de intervalo de la BBC), muy utilizada por la radiodifusora británica durante la época de la Guerra Fría. Representa, en morse y tocada con sonido de timbal, la letra V, que el primer ministro británico Winston Churchill realizaba con los dedos índice y anular de la mano como signo de victoria, durante la Segunda Guerra Mundial.

Debido a la congestión que se presenta en las bandas de radiodifusión, es frecuente que muchas emisiones internacionales de onda corta (y también en otras bandas) puedan ser recibidas con un nivel de interferencias más o menos intenso, debido a otras estaciones que operan en la misma frecuencia, o en frecuencias adyacentes (en cuyo caso aquí entra en juego la selectividad del equipo receptor empleado).

Pero también se dan casos de interferencias deliberadas sobre estaciones de radiodifusión internacionales, es el denominado "jamming", y está motivado generalmente por razones políticas.

Las estaciones de jamming emiten una variedad de ruidos con los que se pretende tapar las emisiones de ciertas emisoras de otros países para evitar que éstas puedan escucharse en ese país. Las motivaciones suelen ser de tipo político, típicamente en los casos donde se radían programas de contenido político dirigidos a países donde hay regímenes autoritarios o dictatoriales. Este tipo de interferencias fueron bastante habituales durante la época de la Guerra Fría (la época de unos 45 años de tensión política y militar entre el bloque occidental liderado por Estados Unidos y el bloque comunista liderado por la antigua Unión Soviética, que siguió a la finalización de la Segunda Guerra Mundial). Estas interferencias generalmente eran provocadas por potentes estaciones de jamming de los antiguos países del bloque soviético, pero también de países con regímenes dictatoriales, para interferir las transmisiones que desde Estados Unidos y desde países europeos de su órbita de influencia se realizaban hacia estos países en sus lenguas nativas y con contenidos políticos en contra de los regímenes políticos de dichos países, transmisiones bastante habituales durante la Guerra Fría (fue la Guerra Fría llevada a las ondas de radio). Como curiosidad, desde Estados Unidos y los países "libres" no se realizaba jamming sobre las transmisiones de contenido político procedentes de los países de la órbita soviética.

Un informe indica que en los años 80 llegaron a haber unas 160 emisoras internacionales de todo el mundo en las bandas de onda corta, con más de 25.000 horas de programas internacionales. Pero toda esta guerra en las ondas cortas cesó en gran medida con el fin de la Guerra Fría al caer y desintegrarse la Unión Soviética a principios de la década de 1990 y adoptar los países de la órbita soviética regímenes más democráticos.

Debido a la saturación que hubo en las bandas de radiodifusión de onda corta, y también para mejorar la recepción de emisoras internacionales en áreas lejanas geográficamente del país desde donde se emiten los programas, suele ser frecuente encontrar estaciones de radiodifusión que actúan como estaciones repetidoras de otras a determinadas horas del día: son las "estaciones relays" (estaciones relés). Estas estaciones suelen tener una programación propia correspondiente al país donde están ubicadas, pero a otras horas del día ceden sus equipos para retransmitir los programas de otras estaciones de radio internacionales de países distantes. Es usual observar cómo en una misma frecuencia cuando acaba la emisión de un programa por una emisora internacional, se inicia a continuación otro programa con la identificación de otra estación internacional, sin que se observen cambios en la portadora del transmisor recibido: seguramente las transmisiones son a través de una misma estación transmisora, que opera como estación "relay".

El uso de las estaciones relay supone un buen ahorro de costes energéticos de las radiodifusoras que hacen uso de ellas, ya que evita tener que emplear altas potencias de transmisión (con el coste energético que ello conlleva) si transmitieran desde su país de origen, pudiendo emplear potencias inferiores desde una estación relay más próxima a la zona geográfica que se desea cubrir.

La aparición de la radiodifusión por satélite ha sido aprovechada por las grandes estaciones de difusión internacionales para la emisión de sus programas internacionales, lo que ha permitido descongestionar algo la onda corta, si bien muchas estaciones internacionales mantienen parte de sus transmisiones internacionales por onda corta, preferentemente hacia países y zonas geográficas donde la recepción del satélite está poco difundida, y han minimizado, e incluso suprimido, sus transmisiones hacia países donde la recepción del satélite está mas difundida.

También hay importantes consideraciones económicas en la migración de los programas de las emisoras internacionales de la Onda Corta al satélite: Contratar un transpondedor en un satélite para la difusión de programas internacionales por satélite es mucho más económico para las radiodifusoras que todo lo que implica el mantenimiento y el gran gasto de energía eléctrica de una potente estación de radio en Onda Corta.

Con la crisis mundial iniciada a finales de la década del 2000, y para reducir los elevados costes económicos que ocasionan estas emisoras, muchas emisoras internacionales han ido restringiendo horas de transmisión, y para ello han restingido o eliminado el uso de distintos idiomas usados en sus transmisiones internacionales. Pero también hay bastantes emisoras internacionales, muchas de ellas que han sido bastante conocidas por los radiooyentes de todo el mundo, que han cesado sus transmisiones en Ondas Cortas, y que desde entonces transmiten sus programaciones únicamente por satélite y/o por Internet.

Conforme han ido cerrando grandes plantas transmisoras de onda corta en la década del 2010, descongestionando apreciablemente las antaño bastante congestionadas bandas de radiodifusión internacional, se ha propiciado la aparición de algunas nuevas potentes emisoras de onda corta de carácter religioso (típicamente norteamericanas), así como la aparcición en Alemania y países limítrofes de estaciones transmisoras de pequeña potencia (de muy pocos kilovatios), muchas de ellas montadas por radioaficionados, que alquilan por horas el tiempo de uso de la emisora para emitir programaciones realizadas por grupos religiosos, políticos, colectivos sociales, grupos musicales, e incluso por antiguas emisoras internacionales, y en general, por cualquiera que quiera realizar un programa de radio y ponerlo en el aire. Esto también lo realizan algunas de las grandes plantas transmisoras internacionales que aún quedan en servicio. Así, no es extraño escuchar a lo largo del día en una misma frecuencia distintas emisoras de radio (que se identifican como tales), que en realidad son distintos programas emitidos desde una misma estación transmisora que alquila sus horas de transmisión.

07.- RADIODIFUSIÓN EN LAS BANDAS DE FRECUENCIAS MÉTRICAS (VHF, 41-230 MHz)

07.1.- PROPAGACIÓN

La propagación de la señal en estas bandas se efectúa principalmente por la onda espacial troposférica y por consiguiente la cobertura que puede obtenerse es en general igual o poco mayor que el alcance óptico, que como es sabido dependerá de las alturas a las que se encuentran las antenas de emisión y de recepción y, de las condiciones climáticas de la región en que se halle el trayecto de las ondas.

En algunos casos, principalmente en las bandas inferiores (hasta los 100 MHz), la señal puede llegar a ser reflejada por la ionosfera, especialmente por las denominadas "esporádicas" en la capa ionosférica E. Esto ocurre ocasionalmente, y da lugar entonces a que emisoras de estas bandas lleguen a ser escuchadas a cientos de kilómetros (e incluso a más de mil kilometros) de distancia de la estación emisora, mucho más allá del simple alcance óptico.

En frecuencias superiores la señal puede también propagarse más allá del alcance óptico por un mecanismo de dispersión troposférica (dispersión en la baja atmósfera) o propagación guiada (en los denominados "conductos troposféricos", formados entre capas troposféricas a diferentes temperaturas). Estas posibilidades deben tenerse en cuenta cuando se planea la banda para el servicio.

En radiodifusión se emplean estas bandas para los sistemas de radiodifusión sonora con modulación de frecuencia (FM) y para televisión, y más recientemente, para radiodifusión digital en bandas de VHF. Las emisiones de televisión en estas bandas prácticamente se han suprimido (al menos en Europa), habiendo sido trasladadas a la UHF.

07.2.- ANTENAS PARA ONDAS MÉTRICAS

Además una disposición adecuada de antenas permite establecer fácilmente el diagrama de radiación de acuerdo con las necesidades del momento.

07.3.- BANDAS DE FRECUENCIAS Y MODULACIÓN FM

Después de acabada la II Guerra Mundial, los servicios de radiodifusión en las bandas métricas se prestan principalmente en la banda de radiodifusión comercial de Frecuencia Modulada (FM), habiendo prácticamente desaparecido actualmente las transmisiones de TV analógica en otras porciones del espectro de la bandas métricas (bandas I y III de la VHF), siendo trasladas a la banda de UHF, y sustituidos por sistemas de televisión digital.

La radiodifusión con modulación de frecuencia (FM) nace en los años 1930's cuando esta tecnología fue desarrollada en Estados Unidos por el mayor Edwin Howard Armstrong, demostrando la mayor calidad sonora de las transmisiones en FM respecto a las transmisiones en AM, lo que permitía transmitir sonidos y música con alta fidelidad, algo que no se podía realizar en las bandas de AM. Armstrong desarrolló desde 1936 una cadena de estaciones experimentales de FM (conocidas como estaciones "Apex") en Estados Unidos, que operaban en la banda baja de la VHF, entre 42 y 50 MHz, banda que le fue atribuida por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones, de Estados Unidos) en 1940. Pero David Sarnoff, presidente de la RCA (Radio Corporation of America), consiguió que la FCC moviera en junio de 1945 la radiodifusión en FM a una nueva banda, entre 88 y 108 MHz, alegando entre otras cosas que en la nueva banda se evitarían interferencias entre estaciones de radiodifusión de FM de poblaciones próximas que operaran en las mismas frecuencias y que en la nueva banda cabrían más estaciones de FM en la misma zona geográfica, aunque en realidad fue una guerra comercial con Edwin Armstrong, de la cual salió ganador David Sarnoff, y que supuso la desaparición de la red de emisoras de FM de Armstrong en la antigua banda de 42-50 MHz.

Posteriormente el CCIR (Comite Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones) definió la banda de 87,5-108,0 MHz como banda internacional de Radiodifusión en FM (con un ancho total de 20,5 MHz), con una canalización de 300 kHz. No obstante, en otros países se emplean otras bandas de radiodifusión en FM.

En Estados Unidos se usa en realidad la banda de 88,0-108 MHz, ya que el primer canal asignado en la banda de FM, 87,8-88,0 MHz) también era empleado por la televisión analógica en VHF en Estados Unidos. La banda de 65-74 MHz empleada en los países del este europeo se introdujo durante el periodo de la Guerra Fría en los países de la órbita soviética por razones políticas: Evitar que los receptores de FM empleados en estos países pudieran recibir las emisiones de FM de los países occidentales, en la banda CCIR. Tras la caída de la antigua Unión Soviética y el fin de la Guerra Fría, esta banda convive en los países que la usaron junto con la banda CCIR (87,5-108 MHz).

Normalmente se referencia la frecuencia de una emisora de FM no por el numero de canal que ocupa en la banda, sino por la frecuencia central de la banda que ocupa, y siempre es un múltiplo exacto de 100 kHz. Así, en Estados Unidos, donde el ancho de canal es de 200 kHz, las frecuencias nominales de las emisoras son frecuencias decimales impares: 88,1 , 88,3 , 88,5 ... MHz). En Europa, los canales están asignados cada 300 kHz. No obstante, en otros países se emplean otras asignaciones de canales, por ejemplo, cada 50 kHz en Italia.

La modulación empleada en las transmisiones de radiodifusión es la modulación de frecuencia o FM, modulación en las que las variaciones de amplitud de las ondas sonoras producen variaciones de frecuencia instantáneas de la portadora de radio. Las variaciones de frecuencia de la portadora de radio son proporcionales al valor instantáneo de amplitud de la señal de audio moduladora, y depende de su frecuencia: A igualdad de amplitud, las frecuencias más altas de las señales moduladoras producen mayor desviación de frecuencia de la portadora de radio.

Este tipo de modulación presenta una serie de ventajas sobre la modulación de AM en las bandas hectométricas (Onda Media) y decamétricas (Onda Corta):

Primero, mayor calidad del audio transmitido. Los anchos de banda de las canalizaciones de las estaciones de radiodifusión de FM es de 300 kHz para la normas europeas, o 200 kHz en las normas norteamericanas, lo que permite que se pueda modular la portadora de radio con señales de audio de frecuencias elevadas (en lugar de estar limitada a frecuencias de hasta 4,5 ó 5 kHz como ocurre en las bandas que emplean la modulación AM). Esto permite la transmisión de voz y música con bastante calidad, dentro del rango de frecuencias de audio de 30 Hz a 15 kHz.

En caso de interferencias entre emisoras que estén operando en la misma frecuencia, el receptor de FM tenderá a detectar la señal recibida con más fuerza, quedando silenciada la señal de la emisora que se recibe con menor fuerza de señal. En la AM esto no ocurre, y se producen interferencias audibles entre las señales de emisoras que estén en la misma frecuencia o en frecuencias muy próximas, por batido de frecuencias en el demodulador AM del receptor (se reciben silbidos, mezcla de las modulaciones de ambas estaciones, etc...).

Por otro lado la modulación de FM tiene la ventaja sobre la modulación de AM que los ruidos y parásitos radioeléctricos no afectan a la recepción de las señales de FM (salvo que sean de fuerte intensidad): mientras que en las transmisiones de AM los ruidos se suman a la amplitud de las señales transmitidas, perturbando la calidad del audio recibido, en las transmisiones de FM esto no ocurre, ya que el demodulador de FM de los receptores de radio responde a las variaciones de frecuencia de la portadora de radio sintonizada y no a las variaciones de amplitud que puedan procucirse en ésta (salvo que sean intensas).

El índice de modulación empleado establecido por el CCIR es como máximo de ±75 kHz de excursión de la portadora de radio, lo que hace que el ancho de banda efectivo de las transmisiones de FM esté limitado a 150 kHz (aunque en la modulación de FM siempre se producen señales fuera de este ancho de banda, aunque de pequeña intensidad). Dado que las canalizaciones del CCIR son de 300 kHz, queda un intervalo de guarda entre canales vecinos útil para prevenir que picos de modulación puedan superar los ±75 kHz de excursión de la portadora, sin que lleguen a afectar las señales transmitidas en canales vecinos.

En la norma norteamericana el índice de modulación máximo es mayor, de hasta ±100 kHz de excursión de la portadora de radio, por lo que las transmisiones tienen un ancho de banda máximo de 200 kHz, el ancho del canal de radio. Para evitar el efecto de ligeras sobremodulaciones de la portadora que hagan superar esta excursión de frecuencia, que afectarían a los dos canales vecinos, en Estados Unidos no se asignan emisoras de la misma zona geográfica en canales vecinos.

Para conseguir una mejor calidad de los programas musicales transmitidos, las señales de audio son sometidas a un proceso de "preénfasis" o realce de las señales de audio de mayor frecuencia (las señales de audio agudas). Ello se debe a que en los procesos de modulación de FM se produce un ruido de fondo aleatorio que es más intenso en las frecuencias de audio más altas, por lo que tendrán una peor relación señal/ruido que las frecuencias de audio más bajas cuando sean demoduladas en el receptor. Por ello, en las estaciones de radiodifusión de FM las frecuencias de audio más altas son realzadas de nivel antes de la modulación de la portadora para compensar este efecto perjudicial. Por ello, en los equipos receptores de FM, tras la demodulación de las señales recibidas, se procede a un deénfasis de las frecuencias de audio más altas (mediante un filtro pasa-bajo adecuado, normalmente una célula de tipo RC), atenuándolas adecuadamente para compensar el preénfasis introducido por la estación transmisora y así reestablecer el nivel original de las frecuencias agudas del audio transmitido. Esta atenuación lleva consigo la atenuación del ruido aleatorio que se haya añadido a las frecuencias más altas, por lo que con ello se mejora la relación señal/ruido de las frecuencias más altas de audio recibidas. Sin este deénfasis, el audio recibido por un receptor de FM sonaría más agudo o chillón en el rango de las frecuencias de audio altas.

El preénfasis aplicado por las radiodifusoras de FM es de 50 µs en las estaciones europeas y de gran parte del mundo, y de 75 µs en las estaciones norteamericanas, lo que suponen un realce (en preénfasis) o atenuación (en deénfasis) de 3 dB para las frecuencias de corte de 2120 y 3180 Hz respectivamente. En todo caso, el realce o preénfasis de las frecuencias de audio altas provocan una mayor desviación de frecuencia de la portadora de radio al modularla, por lo que el valor de preénfasis está pensado para mantener esta desviación máxima en el margen de ±75 kHz establecido.

Los valores de énfasis están expresados como constantes de tiempo t (y por ello en unidades de tiempo, típicamente en microsegundos), y la frecuencia de corte f_c a 3 dB correspondiente es:

La curva de realce (preénfasis) o atenuación (deénfasis) de la señal de audio que han de introducir los circuitos de audio correspondientes ha de seguir lo más posible la siguiente expresión:

Siendo dB el realce (preénfasis) o atenuación (desénfasis) en dB para la frecuencia f, aplicando el énfasis t.

07.4.- EQUIPOS QUE SE EMPLEAN EN ONDAS MÉTRICAS

Básicamente se emplean para la radiodifusión sonora en FM (Banda II de VHF), y los transmisores típicos en esta modalidad son un poco estándar o típicos. La potencia suele estar entre 1 y 3 Kw. Con ellos se pretende o se puede cubrir la banda II, desde 87,5 a 108 MHz, y suelen ser transistorizados, a excepción de la etapa de salida. No obstante, actualmente las etapas de salida se están construyendo ya transistorizadas, relegando las etapas a válvulas (capaces de dar sin problemas estas potencias de salida) al olvido.

Normalmente estas estaciones pueden usar reemisores (repetidores) para aumentar la cobertura del transmisor principal y cubrir así zonas de sombra. Los reemisores deben trabajar en frecuencias distintas en caso de tener zonas de cobertura contiguas (para evitar interferencias en las zonas limítrofes). En el caso de las emisiones de radio digital, los distintos repetidores pueden trabajar en la misma frecuencia (incluso en caso de zonas de cobertura vecinas), ya que el sistema de difusión digital así lo permite, lo que permite el establecimiento de redes de radiodifusión digital de gran cobertura y de frecuencia única.

07.5.- SERVICIOS ADICIONALES SOPORTADOS POR LA RADIODIFUSIÓN EN FM

El elevado ancho de banda para las emisiones de las emisoras de radiodifusión de FM permite incluir nuevos servicios, como son el sonido estereofónico, el sistema digital RDS, o la transmisión de subportadoras ASC, todos ellos implementables de manera que el indice de modulación total de la portadora de radio se mantenga en los ±75 kHz.

TRANSMISIÓN DE SONIDO ESTEREOFÓNICO

La transmisión del sonido estéreo supone la transmisión de dos canales de audio separados sobre la misma portadora de radio, y de manera que un receptor de radio FM dotado de un decodificador de estéreo pueda recuperarlos y separarlos suficientemente.

El sistema de estéreo empleado actualmente por las radiodifusoras de FM es el sistema de múltiplexación de señales desarrollado a finales de la década de 1950 en Estados Unidos, y garantiza que los radiooyentes puedan escuchar la información sonora de ambos canales de audio, tanto si el receptor de FM es monofónico como si es estereofónico.

Dicho sistema fue desarrollado por Zenith y por General Electric como dos sistemas de estereofonía distintos, pero muy similares, siendo el finalmente aprobado por la FCC norteamericana en 1961 como estándard de radiodifusión de estéreo de entre los 14 que se propusieron. Posteriormente fue adoptado en muchos otros países. El sistema adoptado permitía una elevada calidad de las señales estereofónicas transmitidas, y además, y muy importante, es compatible con los receptores de radio FM monofónicos (no estereofónicos)

Los dos canales de audio, llamados canal derecho (R, right) y canal izquierdo (L, left) en correspondencia a los dos canales de audio de cualquier sistema de audio de alta fidelidad, son limitados en frecuencia y sometidos al preénfasis correspondiente. La limitación de frecuencias está establecida en 15 kHz, frecuencia suficientemente aguda para transmitir la música con alta calidad sonora, y que la mayoría de los oídos de personas adultas ya no llegan a percibir. Concretamente la banda de audio transmitida es de 30 Hz - 15.000 Hz.

En sendos mezcladores de señales de audio se obtienen por separado las señales de mezcla algebráica L+R y L-R, donde +R y -R indican respectivamente que la señal del canal derecho R está en fase o desfasada 180 grados respectivamente al realizar la mezcla con la señal del canal izquierdo L.

La señal L+R no tiene tratamiento posterior, mientras que la señal L-R se lleva a un modulador de banda lateral doble (esto es, un modulador de AM con supresión de portadora), donde modula una subportadora de 38,0 kHz de frecuencia. Esto genera una señal que se extiende como máximo entre 23,0 y 53 kHz (38 ±15 kHz) y que transporta la señal de audio L-R.

Además, a partir del mismo oscilador que genera la subportadora de 38 kHz que se emplea para transportar la señal L-R, se genera una señal de frecuencia mitad, esto es, de 19,0 kHz, sincronizada en fase con la de 38 kHz, que se va a emplear como señal "piloto de estéreo.

En un circuito mezclador se suman las señales L+R (señal de baja frecuencia, 30 Hz - 15 kHz), la señal de doble banda lateral modulada por L-R (23-53 kHz), y la señal piloto de estéreo (19 kHz), para obtener una señal de múltiplex (señal MPX), que es la que modulará en frecuencia la portadora de RF del transmisor de radio. Las señales L+R y L-R se aplican con amplitudes máximas similares, mientras que el piloto de estéreo de 19 kHz se aplica con una amplitud correspondiente al 8-10% del nivel global máximo de modulación del múltiplex MPX. Este nivel máximo del múltiplex MPX ha de garantizar que no se module la portadora de radio por encima de los ±75 kHz establecidos.

En el receptor de radio a la salida del demodulador de FM (o discriminador) se obtendrá la señal de múltiplex MPX. Si el receptor es monofónico, la señal L-R y el piloto de estéreo no serán escuchados, ya que están en el ámbito de las frecuencias ultrasónicas, y además serán bastante atenuadas por el circuito de deénfasis del receptor (un filtro pasobajos). La señal L+R, que está en el ámbito de las audiofrecuencias (30 Hz - 15 kHz), será sometida al deénfasis y pasará a la etapa de audio del receptor, siendo amplificada y aplicada al altavoz. Dicha señal lleva el audio de ambos canales de audio, derecho e izquierdo (R, L), por lo que se escuchará la información de audio de ambos canales, pero en monofonía.

Si el receptor es estereofónico, la señal MPX obtenida tras la demodulación es separada mediante filtros en sus tres componentes, L+R, L-R y tono piloto. La señal L-R, que va modulada en doble banda lateral sobre una portadora suprimida de 38 kHz, es demodulada mediante mezcla síncrona con una señal de 38 kHz generada por un oscilador local del receptor, obteniéndose la señal L-R a nivel de audio. El tono piloto de 19 kHz sirve para activar un indicador de estéreo en el receptor de radio, y como señal de sincronización del oscilador de 38 kHz del receptor (en realidad dicho oscilador suele trabajar a 76 kHz, obteniendo los 38 kHz mediante un sencillo divisor de frecuencia), para conseguir que la señal de 38 kHz generada por el oscilador esté exactamente en fase con la señal piloto de estéreo de 19 kHz, y por tanto, sea exactamente igual de frecuencia y esté exactamente en fase con la señal de 38 kHz generada en la estación transmisora. Esto es importante para la correcta demodulación de la señal L-R transmitida en el múltiplex MPX. Además, la presencia del tono de 19 kHz sirve para que el receptor de radio pueda conmutar automáticamente (si así está preparado) de recepción monofónica a recepción estereofónica.

Ahora las señales L+R y L-R, ambas a nivel de audio (30 Hz - 15 kHz) y con las amplitudes adecuadas, son llevadas a un doble mezclador que realizan la suma y la diferencia de ambas señales por separado. El resultado de ello es que se obtienen los dos canales de audio derecho (R) e izquierdo (L) por separado:

Ambas señales de audio son sometidas al deénfasis, y aplicadas a los respectivos amplificadores de audio del receptor de FM, correspondientes al altavoz derecho R y al altavoz izquierdo L.

La separación entre ambos canales de audio no es perfecta, siempre se cuela algo de sonido de un canal en el otro canal debido a las imperfecciones de los procesos de modulación y demodulación, pero sí es lo suficientemente elevada para proporcionar un sonido estéreo de calidad. Se pueden obtener separaciones de los canales derecho e izquierdo de hasta 40 dB o más con un buen receptor de FM estéreo. Esto significa que un canal se puede llegar a escuchar con una atenuación de 40 dB en el otro canal de audio.

Una desventaja de este sistema de FM estereofónica es que en caso de recepción débil de la señal de la emisora, o en casos de recibir la señal en condiciones de multitrayecto, la recepción estereofónica es más susceptible a una peor relación señal-ruido que la recepción monofónica en las mismas condiciones. En estos casos se suele escuchar mejor una estación de FM estereofónica con el receptor en monofonía que con el estéreo activado (en receptores que dispongan de un conmutador mono/estéreo). Esto también implica que las emisiones de FM estéreo se escuchan con calidad en un rango de distancias menores a la emisora que las transmisiones en monofonía de igual potencia de transmisión, esto es, con fuertes señales de recepción.

RADIO DATA SYSTEM (RDS)

RDS o Sistema de Datos por Radio (Radio Data System) es un sistema de transmisión de datos empleando un canal digital de baja velocidad que se transmite junto con la programación ordinaria de la estación radiodifusora de FM. Desarrollado desde finales de los 80's a partir del sistema ARI alemán, se emplea para la transmisión de diversos servicios de información, tanto públicos como privados, a usuarios que dispongan en su receptor de radio de FM de un decodificador RDS, siendo estos datos mostrados en una pequeña pantalla que ha de equipar el receptor.

El sistema predecesor, el ARI ("Autofahrer Rundfunk Informationsystem", Sistema de Información Radiofónica al conductor), era un sistema alemán empleado para poner sobreaviso a los conductores de la emisión de un aviso o mensaje de tráfico por alguna emisora equipada con el sistema ARI, y que podía actuar sobre el sistema de sonido del propio radiorreceptor, desconectando momentáneamente la escucha del cassette o radio, y dando paso al mensaje de tráfico radiado. Una vez radiado el mensaje, el autorradio volvía a lo que estaba haciendo antes.

ARI fue desarrollado por Blaupunkt, firma alemana dedicada a los autorradios principalmente, e implementado en 1972 en la cadena de estaciones de emisoras de FM German ARD, cadena con la cual estaba asociada Blaupunkt. El sistema ARI supuso un gran avance en el perfeccionamiento de los autorradios. Su implantación llegó a sobrepasar los 30 millones de autorradios a principios de los 90's, en Centroeuropa (Alemania, Austria, Luxemburgo y Suiza), aunque no tuvo aceptación fuera de estos países, y se mantuvo hasta mitad de la década del 2000, al haber sido desplazado por el desarrollo e implantación del sistema RDS.

RDS es un estándard europeo refrendado en 1986 por el CCITT, y que ha conseguido gran implementación en las radiodifusoras de FM europeas y de gran parte del mundo (curiosamente, en Japón no se emplea). En Estados Unidos usan otro sistema, el RBDS (Radio Broadcast Data System), pero que técnicamente es muy similar al RDS europeo.

RDS se introduce para proporcionar una serie de funcionalidades adicionales a los receptores de FM, como son la identificación de programa, mostrar el nombre de la emisora sintonizada, resintonización automática de autorradios en movimiento a otras emisoras de la misma cadena, etc... , así como para proporcionar otros servicios no relacionados con las transmisiones de radiodifusión, como son anuncios de tráfico, radiotextos, servicios de buscapersonas, etc...

Los receptores equipados con el sistema RDS han de estar dotados de una pequeña pantalla o visualizador de cristal líquido (LCD) o panel de visualización equivalente, implementado típicamente en el frontal del aparato, en el que reproducir el contenido (con caracteres alfanuméricos) de los datos transmitidos mediante los distintos servicios que proporciona el RDS, además de la presentación de los datos generados por el propio receptor de radio, tales como la frecuencia de sintonía, estado de los mandos de volumen, balance, tono, etc...

Lógicamente han de disponer de la circuitería necesaria para recibir las señales del canal RDS, evaluarlas, e incluso operar sobre los circuitos del receptor, típicamente sobre el panel visualizador, pero también sobre los circuitos de sonido, los de sintonización, etc...

RDS ha de ser compatible con las emisiones de FM monofónicas y estereofónicas, y las señales que genera al modular la portadora de radiofrecuencia han de quedar incluidas dentro del canal asignado a la emisora de FM comercial, sin alterar la desviación de frecuencia máxima de ±75 kHz que el CCITT establece para las emisoras de radiodifusión de FM.

Para ello los datos son transmitidos a una velocidad binaria de 1187,5 bits/s modulados en banda lateral doble (AM con portadora suprimida) sobre una subportadora de 57,0 kHz (que corresponde al tercer armónico de la señal piloto de estéreo, de 19,0 kHz, con el cual está sincronizado en fase), y con un bajo nivel de modulación, correspondiente a un 5% del nivel de modulación máximo del múltiplex MPX que modula la portadora de RF de la emisora. Esto proporciona un ancho de banda de unos 4 kHz (55-59 kHz aproximadamente), justo por encima del canal de estéreo de la estación).

RDS puede proporcionar una gran variedad de servicios, tanto de uso general como también de uso privado. Ello es posible porque los bits de datos transmitidos son convenientemente agrupados para su transmisión en paquetes digitales que contienen unos bits adicionales de información que indican a qué servicio pertenece la información transmitida.

Los paquetes transmitidos contienen además bits adicionales de corrección de errores FEC, que permiten hasta cierto punto que los datos recibidos con errores de bits, debidos a deficiencias en la recepción de la estacion radiodifusora (por el fading de las señales), puedan ser corregidos y recuperados. Debido a estos bits de FEC adicionales, la velocidad efectiva de transmisión de datos del sistema RDS está en torno a los 730 bits/s (una vez descontados los bits de FEC).

Como ejemplos de servicios de uso general que proporciona el sistema RDS, se pueden citar los siguientes:

Hay varios otros servicios definidos para el sistema RDS, aunque estos son los más concocidos. Los básicos del sistema RDS son los servicios PS, AF, TP-TA y PI.

	Ejemplo típico de pantalla de un moderno receptor de radio (modelo Sony XDR-S1 DAB/FM/MW/LW) cuando sintoniza una emisora sin datos RDS.
	Ejemplo típico de presentación del nombre de la emisora utilizando el servicio PS de RDS (Emisora: 96 Trent FM, de Nottingham (Inglaterra).
	Ejemplo de uso del servicio RT (Radio Texto), en este caso mostrando el título y artista de la canción que se está radiándo (Duran Duran - Save a prayer). El texto va pasando lentamente por las pantalla.

CANALES DE COMUNICACIÓN ADICIONALES MEDIANTE SUBPORTADORAS (ASC)

El sistema de canales de comunicación adicionales ASC (Subsidiary Communications Authorisation) consiste en la transmisión de uno o más canales de audio (o de datos de baja velocidad) no convencionales a través de las estaciones radiodifusoras de FM empleando para ello subportadoras ultrasónicas que son moduladas en frecuencia por el canal de audio (o de datos). El audio transmitido es monofónico y limitado en frecuencia en el rango 0-4 kHz).

Con ello se consigue transmitir uno o varios canales de audio que son ignorados por los receptores convencionales de FM, y que no perturban la escucha de la programación transmitida por la emisora, ya que son señales ultrasónicas, y además son fuertemente atenudadas por los circuitos de deénfasis del receptor. Sólo equipando tras el demodulador de FM del receptor, y antes de los filtros de deénfasis, un circuito de filtro y detector de FM a la frecuencia de la subportadora ASC, se podrá obtener el canal de audio transmitido.

Esto se ha aprovechado, por ejemplo, para sistemas comerciales privados de sonorización musical, más conocidos entre el público como "hilos musicales", donde una compañía de ambientación musical transmite sus canales musicales hacia sus usuarios aprovechando la portadora de radio de una radiodifusora de FM con la que tenga algún acuerdo comercial. También se han empleado para usos internos de la estación radiodifusora, para transmisión de datos privados de baja velocidad, para tranmisión de avisos mensafónicos, etc...

La transmisión de audio mediante subportadoras ASC no debe perturbar la correcta recepción de la programación ordinaria de la emisora de FM. Si ésta transmite sus programas en monofonía, puede usarse cualquier subportadora cuya frecuencia esté por encima de los 23 kHz (guardando una distancia de 4 kHz con la frecuencia de 19,0 kHz, para evitar falsas detecciones de "tono piloto de estéreo" en los receptores), mientras que si la emisora transmite en estéreo, deberá emplear alguna subportadora de frecuencia superior a los 58 kHz, para no afectar a la transmisión del canal L-R (23-53 kHz), o a los 63 kHz si las emisiones soportan RDS. La frecuencia más alta para las subportadoras ASC es del orden de 70 kHz para cumplir con las especificaciones del CCIR, con un bajo nivel de modulación sobre la portadora de radio de la emisora para mantener la transmisión de ésta dentro de los de los ±75 kHz establecidos. En Estados Unidos se emplean típicamente subportadoras ASC de 67 y 92 kHz.

TRANSMISIÓN DE SONIDO CUADRAFÓNICO

El sonido cuadrafónico consta de cuatro vías o canales de sonido, que se corresponden a los canales frontal derecho (FR), frontal izquierdo (FL), trasero derecho (BR) y y trasero izquierdo (BL), en correspondencia con la ubicación de los altavoces del sistema de audio cuadrafónico respecto al oyente.

En 1969 Louis Dorren desarrolló un sistema de cuadrafonía para radiodifusión de FM para Estados Unidos, sistema discreto compatible con los receptores monofónicos y los receptores estereofónicos. Este sistema añade dos subportadoras moduladas más complementando a la subportadora de 38 kHz modulada en doble banda lateral del sistema estéreo. Este sistema fue elegido como estándard de radiodifusión de cuadrafonía en FM para Estados Unidos al proporcionar mejores características que otros que fueron presentados para su evaluación a la FCC.

La señal de múltiplex cuadrafónico que emplea el sistema de Louis Dorren para modular la portadora de radio consta de los siguientes componentes:

DIRECTBAND (BANDA DIRECTA)

La "DirectBand" ("Banda directa") es una red de difusión de datos estadounidense creada y operada por el gigante de la informática Microsoft, que opera a través de las emisoras de radiodifusión de FM de unas 100 ciudades de Estados Unidos, que transmite constantemente datos para una variedad de dispositivos, como son relojes de pulsera, dispositivos GPS, y estaciones meteorológicas domésticas, entre otros.

Para ello la DirectBand usa una subportadora SCA de 67,65 kHz arrendada a Microsoft por las radiodifusoras de FM. Los datos son transmitidos con corrección de errores ECC, proporcionando una velocidad neta de transmisión de datos de algo más de 12 kbits/s (descontando los bits de ECC), lo que equivale a unos 100 Mbytes diarios por estación. Estos datos incluyen informaciones de tráfico, deportivas, meteorológicas, noticias, hora local, horarios de películas, convocatorias, informaciones de mercado, etc...

Es un sistema de transmisión de datos sobre las emisoras de radiodifusión de FM distinto y más rápido que el sistema RDS (el cual proporciona velocidades netas de unos 730 bits/s, descontados los bits de ECC, y un ancho de banda de transmisión pequeño), pero ambos sistemas pueden coexistir en la misma estación de radio. Mientras RDS emplea una subportadora de 57 kHz ( 3 × 19 kHz), ocupando la banda de 55-59 kHz (inmediatamente por encima de la señal de estéreo), DirectBand se extiende aproximadamente entre 59 kHz y 75 kHz (unos 16 kHz de ancho de banda).

Dado que hay receptores de FM que incorporan la DirectBand para automóvil, es normal que en ocasiones se puedan perder parte de los mensajes de datos debido al fading de las señales de radio por la presencia de los edificios en las ciudades, túneles y otros motivos, por lo que DirectBand emplea una avanzada estrategia de corrección de errores FEC para que el receptor pueda reconstruir los mensajes incluso aunque se pierdan algunas porciones del mensaje (hasta cierto punto). Para ello DirectBand emplea una técnica de corrección de errores Trellis 1/2 con diversidad de los datos enviados en el tiempo (interleaving), y resoluciones de los errores por software en el decodificador.

Los contenidos están clasificados en canales virtuales (algo similar a los distintos servicios del sistema RDS), y los contenidos de cada canal virtual se transmiten cada dos minutos. El usuario puede seleccionar en su receptor los canales virtuales (contenidos) que le interesen.

DirectBand inicialmente fue pensado por Microsoft para una serie de relojes de pulsera, que tuvieron un éxito moderado, por lo que en 2008 dejó de fabricarse esta serie de relojes. Sin embargo, tuvo posteriormente aplicación en otros servicios, compitiendo directamente con los servicios que puede proporcionar el sistema RDS, el cual opera a una velocidad de transmisión de datos mucho menor.

En octubre de 2009 Microsoft anunció que dejaría de usar este servicio el 1 de enero de 2012, no conociendo a fecha de 01-2011 si este servicio será vendido a otra compañía, o si se librará para su uso público.

08.- RADIODIFUSIÓN POR SATÉLITE

08.1.- CARACTERÍSTICAS GENERALES

El éxito alcanzado por los sistemas de telecomunicación por satélite del servicio fijo y su progresivo desarrollo, auspició la extensión de la utilización de satélites a otras aplicaciones de Telecomunicaciones, como son los servicios móviles y de radiodifusión.

La cobertura de un país con un programa de radiodifusión sonoro o de TV requiere por medios terrenales una red de distribución en general compleja. Desde un satélite en orbita puede "iluminarse" todo un territorio, por lo que se logra una cobertura inmediata del mismo con un solo repetidor, el del satélite, de elevada fiabilidad y con el empleo de una sola frecuencia.

Inicialmente los satélites del servicio fijo han realizado la función de transmisión de programas de TV y radio como modo de distribución de programas desde los centros de producción de programas a los centros transmisores de radiodifusión terrestre, por lo que este tipo de satélite no son objeto del servicio de radiodifusión por satélite. La radiodifusión satelital emplea satélites diseñados específicamente para el servicio de radiodifusión de programas de radio y televisión directamente al gran público en las bandas de frecuencias reservadas para tal uso (todas por encima del gigahertzio), y se denominan satélites de difusión directa (DBS, Direct Broadcasting Satellite).

Los satélites DBS son geoestacionarios, esto es, están colocados en la órbita geoestacionaria. Esta órbita, a unos 36.000 km de altura sobre el ecuador en la superficie terrestre, se caracteriza porque el periodo de traslación de los satélites allí colocados es igual al periodo de rotación de la Tierra, esto es, de 24 horas, por lo que el satélite avanza en la órbita al mismo tiempo que el giro de la Tierra. Como consecuencia, visto desde la superficie terrestre un satélite geoestacionario siempre estará en el mismo punto del cielo, por lo que se puede apuntar con antenas fijas, no precisando de ningún mecanismo de orientación de la antena para seguir al satélite.

El principio de funcionamiento de los satélites de difusión directa es el siguiente:

Desde el centro de producción de programas de radio o TV se envían al satélite por un radioenlace denominado enlace ascendente, o enlace de conexión (enlace de "uplink"), uno o más canales de programas en otras tantas portadoras RF en frecuencias asignadas a estos enlaces. El satélite efectúa la transposición de las frecuencias portadoras y las reenvía a Tierra mediante haces de antenas directivas que abarcan el territorio a cubrir, constituyendo así el enlace descendente o enlace de difusión directa (enlace de "downlink").

Se consideran dos modalidades de recepción, individual y comunitaria, que se diferencian en los parámetros técnicos de planificación, que claro está son más estrictos para la segunda.

La banda atribuida al servicio de radiodifusión por satélite se extiende desde 11,7 a 12,5 GHz, para la región 1 de la UIT y de 11,7 a 12,2 GHz para las regiones 2 y 3. Existen otras bandas asignadas en frecuencias más elevadas, pero de momento aún no se usan.

Los 800 MHz de banda disponibles en la región 1 se canalizan en 40 canales separados nominalmente 20 MHz (más exactamente, 19,18 MHz).

También está asignada, a título primario, la banda de 1452 a 1492 MHz para la radiodifusión por satélite. De forma oficiosa, algunos países han usado las siguientes bandas para la radiodifusión por satélite:

La Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones de 1977 estableció para la radiodifusión por satélite un plan de asignación de frecuencias y de posiciones orbitales geoestacionarias para los satélites de radiodifusión. Ese plan permite a todos los países asegurar la cobertura nacional. Este plan asignaba a cada país cinco canales de 27 MHz de ancho de banda.

En el estudio del enlace de radiodifusión desde el satélite hacia Tierra, se aplican, esencialmente condiciones de propagación de espacio libre. La atenuación de la onda es importante, ya que un satélite geoestacionario está situado a una distancia de 36.000 km sobre la superficie terrestre (ello en el ecuador terrestre), y las potencias de transmisión no son elevadas (los satélites obtienen su energía eléctrica con paneles fotoeléctricos solares, y el rendimiento y tamaño de éstos limitan la produción de energía eléctrica). Además hay que tener en cuenta los efectos de atenuación atmosférica y por la lluvia, así como por despolarizaciones de la onda, para el cálculo del ruido y el establecimiento del balance del enlace descendente.

En el caso de la modulación, empleándose la modulación de frecuencia (FM) en los antiguos satélites analógicos, es necesario mantener la relación portadora/ruido por encima del umbral durante el mayor porcentaje de tiempo posible (estipulado en el 99% del tiempo).

La dispersión de energía se utiliza en las transmisiones de TV con radio FM vía satélite a fin de reducir la interferencia a otros sistemas que comparten las mismas bandas de frecuencias. En el caso de las transmisiones de radiodifusión por satélite puede requerirse la dispersión de energía en el enlace descendente a fin de proteger los radioenlaces terrenales, mientras que en el enlace de conexión (enlace ascendente), puede necesitarse la dispersión para proteger las transmisiones hacia los satélites del servicio fijo situados en posiciones orbitales próximas y que compartan las mismas bandas de frecuencias (p.ej. de 14 a 14,5 GHz).

En el enlace descendente (hacia Tierra) se usa la menor anchura posible de banda.

Los servicios de radiodifusión directa por satélite son principalmente servicios de televisión, tanto en formato analógico como digital, si bien las transmisiones analógicas han ido desapareciendo progresivamente a lo largo de la década del 2000, quedando únicamente las transmisiones en formatos digitales, como el DVB-S, que es la versión para satélite del estándard europeo de televisión digital Digital Video Broadcasting (DVB).

En estos servicios de televisión satelital, junto con la información de vídeo y el canal o canales de sonido asociados al vídeo, se suelen incorporar otros canales de sonido adicionales que son usados para la transmisión de programas de radio independientes. En el caso de los sistemas analógicos, estos canales de radiodifusión se transmitían en subportadoras de varios Megahetcios de frecuencia, distintas de las empleadas para el sonido asociado al vídeo, y empleando inicialmente la modulación en frecuencia.

Posteriormente se incluirán en los satélites de radiodifusión las modulaciones digitales, como la empleada por el sistema DSR alemán (Digitales Satelliten-Radio), el primer sistema de radio digital por satélite y difundido por un satélite específicamente para este servicio, o la codificación MP2 (MPEG-1 Layer II), empleada primero en el sistema de radiodifusión digital alemán Astra Digital Radio (ADR), y después en los estándares europeos DAB (Digital Audio Broadcasting, estándar europeo para radiodifusión digital) y DVB (Digital Video Broadcasting), en sus versiones para difusión desde satélite.

08.2.- RESEÑAS HISTÓRICAS

El servicio de radiodifusión por satélite arranca prácticamente con la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones de 1977, que, como se ha mencionado anteriormente, estableció un plan de asignación de frecuencias y de posiciones orbitales geoestacionarias para los satélites de radiodifusión. Ese plan permitía a todos los países asegurar la cobertura nacional, y asignaba a cada país cinco canales de 27 MHz de ancho de banda, útiles para la transmisión de señales de televisión, por aquel entonces, en formato analógico.

La televisión analógica por satélite empieza en Europa hacia 1983-1984 cuando la corporación Intelsat desde el satélite (posicionado en la posición orbital de 27,5º Este) comenzó a transmitir con poca potencia, siendo necesario el uso de antenas parabólicas de 1,80 metros de diámetro para poder recibir en condiciones la señal del satélite dentro de su área de cobertura.

A lo largo de la década de los 80's se irían lanzando nuevos satélites geoestacionarios para difusión por satélite, como el Kopernikus DFS-1 alemán, y en navidad de 1989 la corporación alemana de satélites Astra lanzó su primer satélite para difusión de ámbito doméstico, con mayor potencia de sus transmisores, lo que permitía la captación de sus señales con antenas parabólicas de un tamaño bastante inferior. Dos radiodifusores arrancaron con fuerza a través de este satélite, el radiodifusor inglés Sky y el radiodifusor alemán, que empleó el satélite para realizar una rápida difusión de sus canales tras la caída del Muro de Berlín (que llevó a la reunificación de Alemania).

Las transmisiones de TV eran por entonces en formato analógico, empleándose la modulación FM para modular la portadora de radiofrecuencia (en la banda de 11,7 a 12,5 GHz en Europa) como más adecuada para la transmisión desde satélite (frente a la modulación AM empleada por la señal de vídeo para modular la portadora de radio en la televisión analógica terrestre). Los canales de audio modulaban subportadoras que tenían cabida dentro de los 27 MHz del ancho de banda asignado a cada canal de televisión por satélite. Estos canales de audio servían par transportar el sonido asociado al canal de vídeo del programa de televisión, y otros eran utilizables para transportar programas de radiodifusión independientes (canales de radio satelital).

Los canales de radio satelital usaron prácticamente modulaciones digitales para modular las subportadoras de audio de los canales de televisión, si bien el primer sistema de radio digital satelital no se basaba en el uso de subportadoras de canales de televisión. Fue el sistema de radiodifusión digital alemán sistema DSR (Digitales Satelliten-Radio), iniciado en 1989 y que duró hasta 1999, utilizando el satélite Kopernikus DFS-1. En este sistema el sonido se codificaba digitalmente mediante técnica PCM (digitalización básica, sin comprensión de la información digital), pudiendo transmitir 16 programas o radioestaciones de sonido estéreo sobre la misma portadora de radio.

La corporación Astra introdujo en 1995 el sistema Astra Digital Radio (ADR) para la transmisión de canales de radio en formato digital, el cual codifica el sonido monofónico en formato MP2 (MPEG-1 Layer II), muestreando el sonido a 48 kHz y con una tasa final de bits de 192 kbit/s (y añadiendo un canal adicional de datos de 9,6 kbits/s). El flujo digital resultante de cada canal de radio era transmitido en alguno de los canales de audio independientes de los canales de televisión del satélite. Con la progresiva digitalización de la televisión, tanto terrestre como satelital, el sistema Astra Digital Radio se volvió obsoleto en la década del 2000, aunque a fecha de 2008 aún habían 50 estaciones de radio transmitiendo en ese formato (hacia Alemania). Finalmente el sistema ADR fue apagado definitivamente en 2010 tras el apagado de los canales de televisión analógicos de los satélites Astra.

Con la introducción del estándard de televisión digital europeo DVB (Digital Audio Broadcasting), lentamente se comenzó a introducir la televisión en formato digital en la televisión tanto terrestre como por satélite, y a lo largo de la década del 2000 comenzaron a sustituir a los canales de televisión analógica. Finalmente, la corporación Astra realizó el apagado definitivo de los 15-16 canales de televisión analógicos por satélite que aún mantenía en 2010, cesando definitivamente con ello la televisión analógica por satélite en Europa y el servicio de radiodifusión digital ADR. Desde este momento, toda la difusión por satélite hacia Europa ya es enteramente mediante modalidades digitales.

La difusión digital de TV por satélite hacia Europa emplea el estándard europeo DVB-S, la modalidad del estándard DVB específicamente para satélite, que presenta ciertas diferencias respecto a la modalidad DVB-T empleada para la Televisión Digital Terrestre (TDT), a causa de las distintas condiciones de propagación de la señal del satélite respecto a las señales terrestres. El estándard europeo de televisión digital DVB, tanto en las modalidades satelital y terrestre, permite la transmisión de varios programas de televisión con formato de imagen de definición estándard (SD) o de alta definición (HD, con una mayor resolución de la imagen), multiplexados en un mismo flujo digital final que modulará las portadoras de radio. El flujo digital transporta también varios canales de sonido digital, tanto los asociados a los canales de vídeo como canales de sonido independientes, utilizables como canales de radio. Los canales de sonido transportan el sonido codificado y comprimido digitalmente mediante la codificación digital MP2 (o MPEG-1 Layer II, más antigua) o la MPEG-4 HE-AAC (más moderna y eficaz), generalmente a 192 kbits/s para el caso de la codificación MP2 (pero que no era compatible con el antiguo sistema Astra Digital Radio)

Las transmisiones pueden ser "abiertas" o codificadas, estas últimas con propósitos comerciales, ya que requieren la suscripción o el pago de una cantidad monetaria para poder acceder al contenido de los programas transmitidos, en los que la información digital de audio y vídeo está codificada con sistemas de codificación como son los sistemas Conax, Cryptoworks, Irdeto, Nagravision, y otros. Se introduce entonces el concepto de "Acceso condicional" (Conditional access) como métodos que se introducen en los receptores de TV satelital para poder acceder a los contenidos codificados a los suscriptores al servicio, por ejemplo mediante el uso de una tarjeta inteligente que el suscriptor ha de introducir en el lector que debe llevar equipado el receptor o decodificador de TV satelital, y el concepto de "pay-per-view" ("pagar por ver"), cuando se ofrece la posibilidad de acceder a determinados contenidos codificados (un programa de televisión concreto, como puede ser la transmisión de un partido de fútbol) mediante pagos puntuales, en lugar de tener que realizar una suscripción temporal renovable periódicamente que dé acceso al suscriptor durante ese tiempo a la programación codificada de la teledifusora.

ÍNDICE

01.- SISTEMAS DE RADIODIFUSIÓN. DEFINICIONES