- Manual de campaña que reúne los conocimientos necesarios para que los operadores de radios monocanal (SCR) seleccionen y operen antenas con el fin de entregar a la estación receptora la señal más fuerte posible; es un elemento base de comunicaciones que respalda el mando y control de la MAGTF
- Cubre todo el proceso de las comunicaciones inalámbricas, desde los principios de radiación electromagnética y propagación (propagation) hasta las características de las bandas HF/VHF/UHF, líneas de transmisión, tipos de antena, reparaciones en campaña, SATCOM y granjas de antenas
- Los dos factores más importantes al configurar un circuito de comunicaciones son la selección correcta de la antena y la adecuación de la ruta de propagación; una ruta de propagación incorrecta es el eslabón más débil del circuito
- Más que la intensidad de la señal en sí, la calidad de recepción depende de la relación S/N (señal a ruido), y la antena es la variable que el operador puede controlar de manera más directa
- Una antena adecuada puede convertir un circuito marginal en un circuito confiable; está dirigido no solo a oficiales CIS y operadores de radio, sino a todo el personal que quiera aprender fundamentos de antenas
Capítulo 1. Principios de radio (Radio Principles)
- La radiación electromagnética incluye ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma; todas viajan a la velocidad de la luz (aprox. 186,000 millas/300 millones de m per second), y la única diferencia está en la longitud de onda: cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía
- Los usos se dividen por banda: HF es adecuada para largas distancias, mientras que VHF y UHF son adecuadas para comunicaciones LOS (línea de vista) de corto alcance
- Las señales HF se reflejan en la ionosphere (ionosfera), la capa más externa de la atmósfera, y alcanzan largas distancias
- VHF siempre tiene prioridad sobre HF cuando existe LOS, y UHF forma una ruta más estrecha que VHF con una antena adecuada
- Alcance y potencia requeridos en condiciones normales: HF (onda terrestre 0–50 millas, onda ionosférica 100–8000 millas, .5–5 kW), VHF (onda terrestre 0–30 millas, onda ionosférica 50–150 millas, .5 kW o menos), UHF (onda terrestre 0–50 millas, .5 kW o menos)
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Equipos SCR de la MAGTF
- HF: AN/PRC-104, AN/GRC-193, AN/MRC-138 (2–29.999 MHz, largo alcance)
- VHF: AN/PRC-119, serie AN/VRC-88~92 (30–88 MHz), AN/PRC-113·AN/VRC-83 (116–150 MHz y 225–400 MHz, LOS crítica tierra-aire)
- UHF: AN/PSC-3, AN/PSC-5 (SATCOM)
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Configuración de un circuito de comunicaciones inalámbricas
- Un enlace inalámbrico se compone de 7 elementos: transmisor, fuente de alimentación, línea de transmisión, antena transmisora, ruta de propagación, antena receptora y receptor
- El objetivo del operador es asegurar la señal más fuerte en la estación receptora, es decir, la máxima relación S/N en la antena receptora
- Incluso los transceptores y antenas de mayor rendimiento son inútiles si la frecuencia o la ruta de propagación son incorrectas: la selección de antena y la adecuación de la ruta de propagación son clave
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Principios de propagación
- La atmósfera se divide en troposphere (aprox. 10 km, alrededor de -2.5 °C cada 300 m de altitud), stratosphere (10–50 km, aprox. -65 °C constantes) e ionosphere (50–500 km o más, ionizada)
- Los modos de propagación se dividen en onda terrestre (ground wave), que va directamente desde el transmisor, y onda ionosférica (sky wave), que se refracta en la ionosfera y regresa
- La onda terrestre se compone de onda directa, onda reflejada en el suelo y onda de superficie; la onda de superficie se ve afectada por la conductividad del terreno y la constante dieléctrica
- Conductividad del terreno: grandes masas de agua dulce (muy buena), agua de mar (buena), suelo franco (normal), roca y desierto (mala), selva (muy mala)
- La ionosfera se compone de las capas D, E, F1 y F2; durante el día tiene 4 capas, por la noche F1 y F2 se fusionan en una sola capa F y las capas D y E desaparecen
- La capa D existe solo de día y atenúa HF en las zonas iluminadas; la capa E sirve para distancias medias de hasta 2,400 km durante el día; la capa F2 es la más útil para comunicaciones de larga distancia (más de 2,400 km)
- Los cambios ionosféricos se dividen en regulares (ciclos diarios, estacionales, de 27 días y anuales de manchas solares) e irregulares (Sporadic E y otras actividades solares anómalas)
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Difracción, efectos troposféricos y ruido
- Por difracción (diffraction), parte de las ondas se transmite más allá del horizonte radioeléctrico, pero apenas 5 pies de curvatura en una cresta de montaña pueden causar una atenuación de 30~40 dB
- La refracción troposférica, el ducting y la dispersión permiten comunicaciones VHF/UHF de cientos de km; las ondas dispersadas suelen limitarse a menos de 500 km (requieren transmisores de más de 1 kW y antenas de 10 dB o más)
- El ruido se divide en ruido natural (tormentas eléctricas = ruido atmosférico dominante en 0–5 MHz; estrellas = ruido galáctico dominante en frecuencias altas) y ruido artificial (fuentes de arco eléctrico); la relación S/N es la magnitud más importante en el sistema receptor
- El ruido artificial tiende a tener polarización vertical cerca de la fuente, por lo que una antena receptora de polarización horizontal recibe menos ruido
- En la banda HF, la saturación de usuarios hace que la interferencia y el ruido sean la causa principal de malas comunicaciones, más que la intensidad de la señal; las antenas de banda estrecha son ventajosas para eliminar señales de interferencia fuertes
Capítulo 2. Fundamentos de antenas (Antenna Fundamentals)
- Una antena convierte y radia la salida RF del transmisor en ondas electromagnéticas y, en el lado receptor, reconvierte el campo electromagnético en energía RF y la entrega al receptor
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Conceptos y términos básicos
- Cuando la longitud del conductor se aproxima a aprox. 1/2 de la longitud de onda, la mayor parte de la energía se emite como radiación electromagnética
- Al alimentar potencia RF se forman un campo de inducción acoplado a la energía almacenada y un campo de radiación; a cierta distancia solo permanece el campo de radiación, con componentes eléctrica y magnética dispuestas en ángulo recto
- El patrón de radiación depende del tipo de antena: las antenas verticales son omnidireccionales (omnidirectional), las horizontales son bidireccionales y las unidireccionales apuntan en una sola dirección (patrón tridimensional en forma de dona)
- La polarización se determina por la dirección de las líneas de fuerza eléctrica y se divide en polarización vertical (perpendicular a la superficie terrestre), horizontal (paralela a la superficie terrestre) y elíptica
- Los satélites y terminales satelitales usan polarización circular: ondas verticales y horizontales de igual magnitud se combinan con una diferencia de fase de 90° y giran 360°
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Requisitos de polarización por frecuencia
- La transmisión por onda terrestre en frecuencias medias y bajas requiere polarización vertical (las líneas de fuerza eléctrica horizontales se cortocircuitan en el suelo)
- La onda ionosférica HF llega con polarización elíptica tras reflejarse en la ionosfera, por lo que son posibles tanto vertical como horizontal, pero se prefieren antenas horizontales con radiación de ángulo alto y directividad
- En VHF y UHF, la propagación directa conserva la polarización original, por lo que la polarización de las antenas transmisora y receptora debe coincidir
- La polarización vertical permite comunicación omnidireccional con antenas simples de 1/2 onda y 1/4 de onda, lo que es útil para vehículos móviles, pero tiene la desventaja de radiar por igual hacia fuerzas amigas y enemigas
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Puesta a tierra, longitud y orientación
- El efecto de tierra varía según el tipo de puesta a tierra, como counterpoise (red conductora sustituta de tierra) y ground screen
- El cálculo de la longitud de la antena y la orientación basada en azimut (azimuth) permiten mejorar comunicaciones marginales y ajustar la transmisión/recepción de señales fuertes
Capítulo 3. Líneas de transmisión (Transmission Lines)
- La impedancia característica de una línea de transmisión se define como la relación entre voltaje y corriente en un punto específico de la línea
- La adaptación de impedancia determina la pérdida de energía: cuando transmisor, línea de transmisión y antena tienen la misma impedancia, se logra la máxima transferencia de energía (la menor pérdida del sistema)
- Si la impedancia de carga difiere de la línea, solo se transfiere una parte y se generan ondas estacionarias; si son exactamente iguales, solo fluye la onda incidente y la pérdida se minimiza
- La impedancia interna de la mayoría de los radios del USMC es de 50 ohm; cuando hay desajustes, como en una combinación de twin-lead de 300 ohm, dipolo de media onda de 50 ohm y transceptor de 50 ohm, se requiere adaptación aprovechando ondas estacionarias y variaciones repetidas de impedancia
- La atenuación (attenuation) es la pérdida de energía transmitida y varía mucho según el material aislante
- El Teflon tiene pérdidas muy bajas, mientras que el caucho y la madera tienen pérdidas altas; las pérdidas en cable coaxial son especialmente notorias a frecuencias altas
- Balun, conectores de cable y conexiones de antenas balanceadas ayudan al acoplamiento óptimo entre transceptor y antena
Capítulo 4. Selección de antenas HF
- HF 3~30 MHz es la única banda que se refleja de forma predecible en la ionosfera, por lo que es muy importante para las comunicaciones; la altura óptima sobre tierra eléctrica es aprox. 0.4λ
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Procedimiento de selección de antena
- La propagación por onda terrestre requiere un ángulo de despegue (take-off angle) bajo y una antena de polarización vertical; el whip incluido en todos los equipos de radio es adecuado para onda terrestre omnidireccional
- Cambiar únicamente la antena en el mismo circuito puede producir una gran ganancia
- Al usar el whip de 32 pies del AN/MRC-138 en un circuito de 200 millas, la potencia radiada es de 300 watts; al reemplazarlo por un dipolo horizontal de media onda de 35 pies, aumenta a 5,000 watts, más de 16 veces
- Para onda ionosférica, primero se determina el ángulo de despegue según la distancia del circuito: un circuito de 966 km (600 millas) requiere aprox. 25° de día y aprox. 40° de noche
- Para estaciones móviles y circuitos multidireccionales se seleccionan antenas omnidireccionales; para circuitos punto a punto, antenas bidireccionales o direccionales
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Tipos de antena
- Vertical Whip (2~30 MHz): componente de todos los equipos de radio, buena para onda terrestre omnidireccional, pero la menos adecuada para circuitos de onda ionosférica
- La longitud se calcula con la fórmula 234/frecuencia (MHz) (WD-1/TT usa 225.50/frecuencia); se puede mejorar el rendimiento con un reflector (más largo que el whip) colocado a 1/4 de longitud de onda detrás; si es más corto, funciona como director
- La radiación mejora al agregar una varilla de tierra y ground radials (en forma de radios de rueda)
- Half-Wave Dipole (doublet): antena de alambre temporal de campaña, la más usada porque es fácil de diseñar y construir para onda ionosférica de corto y mediano alcance (hasta aprox. 1,200 millas)
- A una altura de 1/2 longitud de onda sobre el suelo es bidireccional; a 1/4 de longitud de onda ofrece cobertura casi omnidireccional con un ángulo de despegue alto
- Incluye varios tipos como AS-2259/GR, Inverted Vee, Long Wire, Inverted L, Sloping Vee, Sloping Wire y Vertical Half-Rhombic
- Vertical Whip (2~30 MHz): componente de todos los equipos de radio, buena para onda terrestre omnidireccional, pero la menos adecuada para circuitos de onda ionosférica
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Comunicaciones NVIS
- NVIS es el principal modo de propagación HF de corto alcance, y la onda terrestre y la onda directa (LOS) también son útiles a cortas distancias
- Advertencia: los cables NVIS transportan durante la transmisión energía RF lo suficientemente fuerte como para causar lesiones graves, por lo que es imprescindible impedir el acceso del personal
Capítulo 5. Selección de antenas VHF·UHF
- VHF (30~300 MHz) y UHF (300~3,000 MHz, 3 GHz) son muy útiles para comunicaciones de corto alcance menores de 50 km, y al tener longitudes de onda cortas, las antenas son mucho más pequeñas
- Gracias al tamaño pequeño, es posible formar un array (arreglo) con múltiples elementos radiantes y obtener ganancia en una dirección específica
- Subbandas: 118~136 MHz (VHF aeronáutico), 225~400 MHz (UHF aeronáutico), 148~174 y 450~470 MHz (móvil, policía, meteorología, etc.)
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Polarización
- La radiodifusión FM y TV usa polarización horizontal para reducir la interferencia de encendido; las comunicaciones móviles usan polarización vertical por restricciones físicas y para mantener la omnidireccionalidad
- Cuando la altura de la antena es de aprox. menos de 10 m o se requiere transmisión/recepción omnidireccional, se usa únicamente polarización vertical
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Ganancia y directividad
- A medida que aumenta la frecuencia, la señal recibida se debilita y aumenta la pérdida en la línea de transmisión; con coaxial de 30 m a 450 MHz son comunes pérdidas de 10~20 dB
- Como las señales de banda ancha incrementan el ruido del sistema, se necesita ganancia adicional de antena, y la directividad contribuye a la seguridad al reducir la radiación en direcciones innecesarias
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Tipos de antena
- Incluye Vertical Whip, OE-254, antena interna de vehículo, antena combinada con HF y antena de doble función
- La Yagi también es una antena popular para HF; en VHF y UHF se usan más elementos (en HF rara vez más de 3~4)
Capítulo 6. Reparaciones en campaña y soluciones improvisadas (Field Repair and Expedients)
- Un whip dañado puede repararse temporalmente; antenas de alambre, líneas de transmisión, vientos (guy) y mástiles también pueden repararse o reemplazarse
- Incluye el uso de aislantes temporales como plástico, la reparación de vientos rotos con alambre y ejemplos de reparaciones de emergencia de vientos y mástiles usando una cuchara
- Es importante fabricar las antenas improvisadas con la misma longitud que la original; existen consideraciones para antenas VHF temporales de campaña cuando se usa el modo de salto de frecuencia de radios SINCGARS
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Antenas direccionales improvisadas en campaña
- Ofrece métodos para fabricar con materiales disponibles una antena end-fed half-wave (patrón en forma de dona) y un center-fed doublet
- Vertical half-rhombic, long wire, Yagi, Vee y Sloping Vee se usan como antenas direccionales improvisadas en campaña
Capítulo 7. Antenas de comunicaciones satelitales (Satellite Communications Antennas)
- El principal equipo de radio LOS y SATCOM del Marine Corps, AN/PSC-5, ofrece comunicaciones de datos y voz y reemplaza todos los radios UHF SATCOM portátiles y montados en vehículos
- Admite comunicaciones LOS con AS-3566 y SATCOM de larga distancia con AS-3567 y AS-3568
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Selección de ubicación para antenas SATCOM
- En equipos LOS, lo más importante es el ángulo de elevación de la antena respecto al terreno de la ruta, aprovechando elevaciones naturales
- En sistemas más allá de la línea de vista (over-the-horizon), el ángulo horizontal (ángulo de enmascaramiento) es clave; a mayor ángulo horizontal, mayor pérdida de transmisión, por lo que se prioriza el sitio con el ángulo más negativo
- El ángulo horizontal se mide con un transit y se define como el ángulo entre la tangente en la ubicación exacta de la antena y la LOS del horizonte (el ángulo horizontal radioeléctrico difiere ligeramente del ángulo horizontal visual)
Capítulo 8. Granjas de antenas (Antenna Farms)
- Una granja de antenas (radio hill o parque de antenas) es el área donde ocurre la mayor parte de la radiación electromagnética
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Puesto de mando (CP) y selección de ubicación
- El comandante ejerce el mando y control mediante el CP, y el cuartel general se distingue correctamente en tactical (táctico), main y rear
- La distancia entre la granja de antenas y el CP se determina por consideraciones doctrinales, tácticas y técnicas (incluyendo comunicaciones, EW y situación táctica)
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Disposición interna e interferencia
- La banda de frecuencia, la selección y disposición de antenas y la evaluación de interferencia cosite son claves para la disposición interna
- Para evitar interferencia cosite, las antenas se separan según la frecuencia y la potencia de transmisión (criterios de separación de 10%, 5% y 2.5%); para reducir el acoplamiento, la separación mínima debe ser de al menos la longitud de onda de la frecuencia más baja
- La polarización relacionada con la vegetación depende del tipo de bosque; en bosques caducifolios, la polarización horizontal es ventajosa
- Las líneas de alimentación y de señal deben evitar cruzarse; si es inevitable, deben disponerse para cruzar en ángulo recto
Apéndice
- Incluye Apéndice A: glosario (Glossary) y Apéndice B: referencias y publicaciones relacionadas (References and Related Publications)
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
También vale la pena mencionar la US Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS)
En el menú superior de ese sitio también se pueden encontrar otros documentos interesantes
https://maritime.org/doc/#neets
Si tienes una base de matemáticas de nivel universitario básico, vale la pena ver Antenna Theory: Analysis and Design, de Constantine Balanis, una obra de referencia en el campo de las antenas
https://www.amazon.com/Antenna-Theory-Analysis-Constantine-B...
También vale la pena dedicarle tiempo al ARRL Antenna Book: https://www.arrl.org/arrl-antenna-book
Digan lo que digan sobre el militarismo estadounidense, las distintas fuerzas armadas suelen producir documentos de capacitación muy exhaustivos, claros y prácticos
Personalmente, me pasó lo mismo con la FAA
Cuando trabajaba en la Marina en comunicaciones inalámbricas e inteligencia, enseguida me di cuenta de que aprender y aplicar el conocimiento práctico de manuales como estos era mucho más importante que dominar las ecuaciones de Maxwell, la teoría de la información o las series de Fourier
Para quienes discuten líneas de transmisión, creo que las ecuaciones del telegrafista son una herramienta útil
Antes me gustaba experimentar con antenas longwire (sección 4-22)
Cuanto más largas, más direccionales se vuelven, así que era divertido experimentar; eso fue en la época en que el copperweld era barato
Más tarde viví durante algunos años en una granja, pero no tuve ni el tiempo ni los árboles alrededor para probar un cable realmente largo
No podrás elegir la dirección a voluntad, pero si tienes una cerca cerca, no pierdes nada con conectarle un receptor sensible y ver qué capta
Está realmente muy bien escrito y es sorprendentemente accesible
Aunque no sé nada de sistemas de comunicación, pude leerlo con bastante facilidad
Por eso, incluso después de encuadernarlo y recortarlo, los márgenes son amplios para que quede bastante espacio para hacer anotaciones con crayones a medio comer
Bromas aparte, muchos manuales militares tienen en común que introducen bien los temas para que el usuario tenga al menos una base bastante sólida sobre el “qué”, el “por qué” y el “cómo”
Idealmente eso se cubriría en la capacitación, pero quienes escriben los manuales no parecen asumir que el lector necesariamente haya recibido esa capacitación
Como resultado, muchas veces terminan siendo recursos sumamente útiles, sea cual sea el tema que traten
Sinceramente, se me ocurren muchos modelos peores para la documentación técnica que producimos los ingenieros de software
Poco antes de que Frank Wilczek enseñara en Princeton, su amigo y mentor Sam Treiman lo llamó a su oficina para darle un consejo
Sam sacó un viejo manual de bolsillo y dijo: “Durante la Segunda Guerra Mundial, la Marina tuvo que capacitar rápidamente a reclutas para instalar y operar comunicaciones de radio. Muchos venían directamente de granjas, así que elevar su nivel era un gran desafío. Gracias a este excelente libro, la Marina lo logró. Es una obra maestra de pedagogía. En especial el primer capítulo. Échale un vistazo”
El título del primer capítulo del libro era Ohm's Three Laws, y la conocida ley de Ohm, V = IR, aparecía como la primera ley
Por curiosidad miré las otras dos leyes: la segunda era I = V/R y la tercera, como era de esperarse, R = V/I
A menudo se agrupan dentro de un sistema más grande, y hay gente que trabaja en ambas, pero aparte de conocimientos básicos como cálculo, ser competente en una no necesariamente facilita mucho entender la otra
Tengo dos observaciones. Una es menor y la otra seria
La menor es que, incluso en textos de referencia sobre radio/electromagnetismo, por alguna razón la gente parece no poder evitar dibujar semicírculos en los gráficos de funciones seno en lugar de la forma correcta de la función. Basta ver la Figure 1-2
La más seria es que me da la impresión de que la mayoría de los textos educativos militares útiles provienen de antes de los años 90, cuando las fuerzas armadas aún eran competentes también como instituciones de I+D, educación y contratación
Hoy la mayor parte de esa capacidad se tercerizó a contratistas de defensa, y creo que quienes podían escribir textos así, o diseñar correctamente aeronaves dentro de las propias fuerzas armadas, se fueron hace mucho
Las aeronaves, vehículos, barcos y todo tipo de equipos siempre fueron desarrollados por la industria civil, aunque por supuesto muchas veces en colaboración muy estrecha con las fuerzas armadas
La capacidad manufacturera propiedad directa del gobierno de EE. UU. siempre fue extremadamente especializada. Piensa en Los Alamos u Oak Ridge, en contraste con Boeing
Me recordó a un artículo que vi hace un tiempo sobre un avión militar que usa una antena de 5 millas para comunicarse con submarinos
https://www.thedrive.com/the-war-zone/31477/heres-why-an-e-6...
Estas guías siempre me dejan un poco insatisfecho porque suelen usar como ejemplo un bucle de alambre que genera un campo electromagnético.
Con la experiencia cotidiana sobre corriente continua y conductores, uno puede imaginarlo hasta cierto punto, pero al mirar una antena monopolo común, esa explicación se viene abajo. Un extremo queda flotando en el aire, así que no entiendo cómo se supone que conduce el conductor. Supongo que es magia de corriente alterna.
Del mismo modo, también falta una explicación detallada de qué ocurre exactamente cuando se crea un campo electromagnético.
Parece estar hecho de fotones, pero me pregunto de dónde salen exactamente esos fotones y cómo se generan en algunos casos con apenas milivatios de potencia.
El campo electromagnético siempre existe y permea todo el universo.
Los electrones que aceleran perturban el campo electromagnético, le introducen energía y momento, y esa perturbación se propaga a través del campo a la velocidad de la luz.
A niveles de energía suficientemente altos, esa perturbación está bien localizada espacialmente y se comporta como una partícula; a eso lo llamamos fotón.
Incluso a baja energía se le puede llamar fotón, pero puede ser un poco engañoso. En los niveles de energía muy bajos de las ondas de radio de los que hablamos aquí, está extendido espacialmente, con longitudes de onda de metros, y se comporta más como una onda que como una partícula.
En la corriente alterna, los electrones se mueven hacia adelante y hacia atrás en distancias cortas y, en una imagen simplificada pero útil, producen el mismo efecto.
Es parecido a generar ondas moviendo la mano arriba y abajo en el agua.
Imagina un tubo largo con un extremo abierto y el otro cerrado. Si tapas el extremo con la boca y soplas, la presión sube rápidamente.
Pero si colocas un parlante sellado y haces un barrido de frecuencia, verás que el volumen del sonido cambia cuanto más cerca esté de la frecuencia de resonancia del tubo.
Los electrones de una antena monopolo tienen una relación elástica entre sí, y esa influencia se propaga a la velocidad de la luz, no a la velocidad del sonido.
Además, pueden moverse con bastante libertad dentro del conductor, como las moléculas de gas dentro del tubo.
Si introduces un “tono” de 150 MHz en una antena de 2 metros con un dispositivo equivalente a un parlante, el tubo de electrones entra en resonancia.
Así como cavidades resonantes de la misma frecuencia pueden acoplarse a través del aire, las antenas se acoplan a través del campo electromagnético para resonar a la misma frecuencia.
Por eso, en comparación con otras frecuencias que no resuenan, la energía en el extremo del “tubo” obtiene cierta ganancia, y el oído o un amplificador recibe algo distinguible del ruido.
Ahora imagina que apoyas el oído en otro tubo exactamente igual al del parlante y te tapas el otro oído: oirías sonidos del entorno, pero la mayoría sonarían como armónicos de esa frecuencia de resonancia.
Si un amigo dice “¿me escuchas?”, sonaría como un resonante “¿mwaa mwoo mwee mwee?”.
Pero si tu amigo enciende un tubo con parlante al otro lado de la habitación, destacará claramente entre los demás sonidos.
Luego te entrega un rollo de papel y te pide que dibujes arriba y abajo según el volumen, y cuando tu amigo mueve la perilla de volumen, la forma dibujada en el papel se verá como una onda sonora.
En ese momento ya entendiste cómo funciona la radio AM.
Más que “magia de corriente alterna”, lo llamaría magia de RF.
Para entender este tipo de circuitos hace falta otro modelo mental.
En corriente continua y corriente alterna de baja frecuencia, basta con pensar que el voltaje y la corriente aparecen instantáneamente dentro del conductor, pero eso no es más que una simplificación útil.
A grandes rasgos, la energía suministrada por la fuente tarda tiempo en propagarse a lo largo del cable [0].
Con esto en mente, los GIF animados de esta página tendrán más sentido: https://en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna
Este modelo mental también ayuda a entender por qué un lazo magnético no es simplemente un cable en cortocircuito. En un circuito de corriente continua o de corriente alterna de baja frecuencia, en efecto es un corto; en un circuito de RF, no lo es [1].
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_factor
[1] Este modelo mental por sí solo no permite entender por completo cualquier antena. Muchos diseños dependen también de otros fenómenos, como la interacción electromagnética entre componentes o con el entorno. Aun así, contar con este modelo te permitirá investigar más a fondo si te interesa.
Y no solo pasa con las antenas. Si miras una computadora, a 3 GHz (RAM DDR4+), la longitud de onda es de unos 10 cm, así que aun considerando solo una onda senoidal: en la CPU hay 1.8 V, a 2.5 cm de la CPU hay 0 V, a 5 cm hay -1.8 V, a 7.5 cm hay 0 V y a 10 cm vuelve a haber 1.8 V.
A eso hay que sumarle la distancia entre la CPU y la RAM, las demás frecuencias que vienen con la onda cuadrada y toda la matemática que hace que funcionen las lecturas y escrituras básicas de la RAM.
Incluso un cable o alambre común, que en electrónica de corriente continua no es más que la línea más simple que no hace nada, aquí lo cambia todo.
Cuando aplicas una señal de voltaje, esa “señal” (el campo) tiene que llegar al otro extremo del cable y “ver” si está abierto, soldado o con una resistencia conectada antes de que la corriente pueda fluir a cualquier velocidad.
[0] https://catalog.hathitrust.org/Record/001617948