El abultamiento de la Tierra es un término utilizado en telecomunicaciones , que significa la curvatura de la superficie de la Tierra, que limita el rango de métodos de comunicación que requieren una trayectoria de línea de visión , como ondas de radio de alta frecuencia , microondas o láseres .
Distancia al horizonte
Suponiendo que la Tierra es una esfera perfecta sin irregularidades del terreno, la distancia de la línea de visión al horizonte desde un transmisor ubicado a una altitud determinada sobre la superficie se puede calcular fácilmente. Sea R el radio de la Tierra y h la altitud de la antena del transmisor. La distancia de línea de visión d de esta estación viene dada por el teorema de Pitágoras ;
Dado que la altitud de la estación es mucho menor que el radio de la Tierra,
El radio medio de la Tierra es de unos 6.378 kilómetros (3.963 millas). (Ver radio de la Tierra ) Usando las mismas unidades para la altitud de la estación y el radio de la tierra,
Pero el radio de la Tierra se da en kilómetros. Convertir la ecuación para la distancia en kilómetros y la altura en metros ,
dónde es la distancia en kilómetros y está en metros. Por tanto, si la altura se da en m. y distancia en km ,
Si la altura se da en pies y la distancia en millas ,
Por supuesto, la presencia de colinas o montañas entre el transmisor y el receptor puede reducir esta distancia.
Efecto de la refracción atmosférica
El análisis anterior no tiene en cuenta el efecto de la atmósfera en la ruta de propagación de las señales de RF. De hecho, las señales de RF no se propagan en línea recta. Debido a los efectos de canalización de las capas atmosféricas, las trayectorias de propagación son algo curvas. Por lo tanto, el alcance de servicio máximo de la estación no es igual a la distancia de la línea de visión . Por lo general, se usa un factor k en la ecuación anterior
k> 1 significa abultamiento geométricamente reducido y un rango de servicio más largo. Por otro lado, k <1 significa un rango de servicio más corto.
La experiencia ha demostrado que, en condiciones climáticas normales, k es 4/3 . [1] Eso significa que el rango de servicio máximo aumenta en un 15%. (raíz cuadrada de 4/3 = 1,15)
por h en m. y d en km.
para h en pies y d en millas ;
Pero en un clima tormentoso, k puede disminuir y causar un desvanecimiento en la transmisión. (En casos extremos, k puede ser menor que 1 ). Eso equivale a una disminución hipotética del radio de la Tierra y un aumento del abultamiento de la Tierra. [2]
Por ejemplo, en condiciones meteorológicas normales, el alcance de servicio de una estación transmisora a una altitud de 1500 m. con respecto a los receptores a nivel del mar se puede encontrar como,
Dependencia de la altitud
Sea d la distancia en km desde el observador hasta el abultamiento máximo de la tierra, h la altura en m del abultamiento de la tierra y k el factor de abombamiento. [3] La altura del abultamiento de la tierra es
que muestra una dependencia de la distancia del observador. Esto da un abultamiento cero en la ubicación de los observadores y un máximo en su punto medio. Para probar la ecuación, tomando la ecuación para d con k factor de desplazamiento,
Teniendo y ,
Ver también
Referencias y notas
- ^ R.Busi: Monografía técnica 3108-1967 Estaciones de radiodifusión VHF y UHF de gran altitud , Unión Europea de Radiodifusión Bruselas, 1967
- ^ Este análisis es para la recepción de gran altitud a nivel del mar. En los enlaces de retransmisión de microondas , ambas estaciones suelen estar ubicadas en puntos elevados del terreno.
- ^ Freeman, Roger L. (2004). Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación . John Wiley e hijos. ISBN 9780471451334.