Acerca del alcance del radio.










Acerca del alcance del radio.

Una de las preguntas más comunes que las personas hacen cuando están en el mercado de un radio de dos vías o de intercomunicación inalámbrica es hasta qué punto se comunican? Por desgracia,  hacer  esta pregunta es como preguntar: "¿Que tan lejos es arriba?". Hay un montón de variables que intervienen y no hay  respuesta definitiva fácil. Es necesaria una breve lección sobre la transmisión de la señal de radio para entender todo el tema de la distancia.

Si usted es de edad suficiente para recordar cuando la radio AM fue popular es posible que recuerde escuchar estaciones de radio que estaban a cientos de millas de distancia. Para frecuencias como éstas por debajo del 2 Megahertz (MHz), estas señales siguen la curvatura de la Tierra, ya que se reflejan en la atmósfera. Así que las señales de radio AM en entornos de bajo ruido pueden ser recibidos por las radios que están muy por debajo del horizonte cientos de millas de distancia.

Los radios de dos vías e intercomunicadores disponibles para que su compra por lo general caen en el rango de frecuencias de 150 MHz a 900 MHz. A diferencia de las ondas de radio AM, las ondas de radio en estas frecuencias viajan en línea recta, y como regla general no pueden viajar en el horizonte o detrás de obstáculos sólidos.

Pero como en todas las reglas generales, hay excepciones a las reglas. A pesar de que estas frecuencias viajan a través de caminos de "línea de visión", las señales de radio pueden viajar a través de muchos objetos no metálicos y ser recogido a través de paredes u otros obstáculos. A pesar de que no podemos ver entre las antenas de un transmisor y un receptor, esto todavía se considera la línea de visión directa a las radios. Además, las ondas de radio pueden reflejarse, o rebotan en las superficies por lo que la línea recta entre radios, puede no ser siempre tan recta.

Sabiendo que nuestras ondas de radio viajan en línea recta, a continuación, averiguar su alcance máximo para un radio de dos vías tenemos que tener en cuenta la curvatura de la Tierra. Cuando se pone de pie en la tierra y pulsa el botón para hablar en su radio, las ondas de radio van derecho y eventualmente se iran directamente hacia el espacio una vez que pasan el horizonte. Así la distancia del horizonte es técnicamente el rango máximo de comunicación para un radio de dos vías. Pero hay que tener en cuenta la altura de la antena también.

Para encontrar la distancia de línea de sitio para el horizonte para una determinada altura de la antena se puede utilizar esta fórmula: horizonte en el kilómetro = 3.569 veces la raíz cuadrada de la altura de la antena en metros. La Figura 1 ilustra esta fórmula.

Así que si la altura de la antena de un radio es de 6 pies, o 1.82880 metros de altura, el horizonte es de 4,83 kilómetros, o 2,99 millas de distancia, que es el punto B en la ilustración. Por supuesto, este cálculo asume que  la antena receptora está  directamente en el suelo y al elevar la altura de la misma se extendería la línea de visión.


El punto C en la ilustración muestra otro radio con la antena a 6 pies por lo que en teoría debería ser capaz de comunicarse casi 6 millas. De modo realista, para dos personas que llevan una radio de dos vías de mano, la distancia máxima de comunicación en un terreno llano, sin obstáculos es de alrededor de 4 a 6 millas.


Así que usted puede preguntarse por qué se ve radios que dicen tener un rango de 25 millas o más. Técnicamente se podrían  comunicar a esa distancia. El punto D en la figura 1 muestra una torre que se sienta encima de una montaña. Si está de pie en la parte superior de esta torre, ahora su altura de la antena supera una porción entera de la curvatura de la Tierra y se puede comunicar mucho más allá.


Hay otros factores que afectan el rango de alcance de  un radio de dos vías también como el clima, la frecuencia exacta usada, y las obstrucciones. La potencia de salida de la radio tiene un factor también.


Potencia de radio de dos vías

Otro factor importante en cómo la distancia de un radio de dos vías se comunicará es su potencia de salida. Esta potencia se mide en "vatios." Usted probablemente ha escuchado una estación de radio FM dicen que están transmitiendo en 50.000 o 100.000 vatios. Bueno, en el  negocio de la radio de dos vías de mano difunde generalmente en 1-5 vatios. Una radio móvil de vehículo puede transmitir en cualquier lugar de 5 a 100 vatios. Los más vatios que un radio  tiene, cuanto más lejos se pueden transmitir.


¿Por qué es esto? Cuando el agua se mueve a través de una tubería  pierde presión a lo largo del camino. Cuando la electricidad fluye a lo largo de un alambre  pierde corriente. Cuando un objeto está rodando, con el tiempo dejar de rodar debido a la fricción. Las ondas de radio operan por las mismas leyes de la física como todo lo demás por lo que habrá pérdida de señal en el camino. Pero si se aplica más presión de agua, más corriente eléctrica, o conseguir que el objeto de rodante  se mueve más rápido, obtendrá más distancia de todos ellos. Lo mismo es cierto para una señal de radio. El aumento de la potencia en vatios en la fuente ayuda a superar cualquier "resistencia" a lo largo del camino.


Tenga en cuenta que para las radios portátiles alimentados por batería más vatios no siempre es algo bueno. Cuanto mayor sea la potencia, más rápido se bajará su bateria.


Las frecuencias de radio

Un factor más en la determinación de hasta qué punto un radio de dos vías se comunicará es la frecuencia que utiliza y el medio ambiente que la frecuencia es utilizada.

Hay dos formatos principales para la mayoría de las radios de dos vías . Son Ultra Alta Frecuencia ( UHF ) de radio y de muy alta frecuencia de radio ( VHF ) . Ninguna  frecuencia es inherentemente mejor que la otra . Cada una tiene sus ventajas y desventajas. Ambos formatos son maneras efectivas de comunicarse con otra persona para decidir sobre la radio adecuado para usted depende de su aplicación.

Radios de dos vías se comunican entre sí mediante el uso de ondas de radio . Las ondas de radio tienen diferentes frecuencias , y sintonizando  un receptor de radio a una frecuencia específica se puede recoger una señal específica.


Las ondas de radio se transmiten como una serie de ciclos , uno después del otro . Siempre verá la abreviatura " Hz " se utiliza para indicar la frecuencia de radio . Hertz es igual a un ciclo por segundo.



                                       



Las ondas de radio se miden por kilohertz (kHz), que es igual a 1000 ciclos por segundo, o megahertz (MHz), que es igual a 1.000.000 de ciclos por segundo - o 1000 kHz. La relación entre estas unidades es la siguiente: 1.000.000 Hertz = 1000 kilohercios = 1 megahertz.


También puede escuchar el término "longitud de onda" cuando escucha acerca  de ondas de radio. Este término es desde los primeros días de radio cuando las frecuencias se midieron en términos de la distancia entre los picos de dos ciclos consecutivos de una onda de radio en lugar del número de ciclos por segundo. Las frecuencias más bajas producen una longitud de onda más larga (la anchura de cada ciclo se hace más grande en las frecuencias más bajas).


Lo significativo acerca de la longitud de onda para radios de dos vías es que afecta el alcance de transmisión bajo ciertas condiciones. A mayor longitud de onda, que corresponde a una frecuencia más baja, como regla general permite una señal de radio viajar una distancia mayor.


Las frecuencias más bajas o longitudes de onda más largas también tienen un mayor poder de penetración. Esa es una de las razones por las que se utilizan para comunicarse con submarinos. VLF (muy baja frecuencia) ondas de radio (3-30 kHz) se utilizan para penetrar agua de mar a una profundidad de aproximadamente 20 metros. Así que un submarino a poca profundidad puede utilizar estas frecuencias.


Así que de lo que usted leyó antes puede pensar VHF es siempre la mejor opción para una radio de dos vías sin importar dónde se esté utilizando, ya que tiene una frecuencia inferior a UHF y la señal puede viajar una distancia mayor. Eso no es necesariamente cierto. A pesar de VHF tiene una mejor capacidad de penetración y puede viajar más lejos, que no significa necesariamente que sea la mejor opción para su uso en edificios. Recuerda  la conversación acerca de la longitud de onda de la que hablamos? Longitud de onda tiene un gran impacto en la distancia de transmisión.


Para explicar esto vamos a suponer que estamos comunicando de un lado de un edificio comercial de metal a otro. Entre estos dos puntos es una pared de metal con una puerta de tres pies. El metal es un enemigo a ondas de radio y por lo general no pasan a través de él.




Para nuestro ejemplo, vamos a suponer que la longitud de onda UHF utiliza la radio es aproximadamente un pie y medio de ancho y una radio VHF similares es de alrededor de cinco pies de ancho. Éstos están en el estadio de béisbol de sus longitudes de onda normales.

Cuando la radio UHF transmite su señal usa un pie y medio de ancho, pasan a través de la puerta ya que la puerta es más ancha que la longitud de onda. La señal de VHF se reflejará totalmente ya que es más ancha que la abertura de la puerta.

El horno microondas proporciona un ejemplo de esto. La puerta de entrada de vidrio tiene una malla de metal con agujeros muy pequeños. Las microondas son una frecuencia extremadamente alta tienen longitudes de onda que sólo son varias pulgadas de largo. La malla mantiene las microondas atrapados en el horno, pero que le permite ver el interior porque las ondas de luz tienen una longitud de onda microscópica.

Imagínese caminando por el edificio llevando un gran poste de cinco pies. Usted se encontrará con los mismos retos a los encontrados por una  de señal VHF. Ahora imagine caminando por el edificio con un poste de  sólo un pie y medio de ancho como una onda UHF. Hay un montón menor de número de puertas que podrá pasar.

La única salvedad es que las señales inalámbricas penetran a través de paneles de yeso, albañilería, los cuerpos humanos, muebles, paneles de pared y otros objetos sólidos. Todos estos objetos sin embargo reducirán la potencia de la señal. Cuanto más denso el objeto, más se reduce la señal. VHF penetrará estos obstáculos mejor que UHF, pero eso no significa necesariamente que VHF es mejor para aplicaciones en interior, a medida que seguiremos hablando de estas razones en la sección de UHF a continuación.

En nuestro ejemplo anterior hemos asumido que tenía una pared metálica con una abertura. Si revierte esto y usted tiene un objeto de metal de tres pies delante de la radio que transmite, a continuación, VHF ganaría. Puesto que el objeto es de tres pies de ancho  bloquea totalmente la señal UHF mientras que la señal VHF conseguirá pasar alrededor de ella. Las frecuencias más bajas como VHF difractan en torno a grandes obstáculos lisas con mayor facilidad, y  también viajan más fácilmente a través de ladrillo y piedra.

Para la mayoría de las aplicaciones, menores frecuencias de radio son mejores para un mayor alcance. Una estación de radiodifusión de televisión ilustra esto. Una típica estación VHF opera en alrededor de 100.000 vatios y tiene un rango de radio de cobertura de alrededor de 60 millas. Una estación de UHF con un radio de cobertura de 60 millas requiere transmitiendo a 3.000.000 vatios.

Por lo tanto no hay ninguna opción clara de cual es mejor, VHF o UHF. Hay una gran cantidad de "magia negra" para la tecnología de radio por lo que no siempre es fácil saber lo que va a funcionar mejor para su aplicación. Para ayudarle a decidir sobre la mejor tecnología para usted, se incluye a continuación  más detalles sobre cada uno.



Radio UHF

La banda de radio UHF para las radios comerciales es entre 400 512 MHz. Hasta hace poco, no se utiliza ampliamente. Ahora, la frecuencia de radio UHF se utiliza para las radios de dos vías, GPS, Bluetooth, teléfonos inalámbricos, y Wi-Fi.

Hay más canales disponibles con UHF por lo que en zonas más pobladas UHF puede ser menos propensos a tener interferencias de otros sistemas. También el rango de alcance  de UHF no esta tan lejos de la VHF bajo la mayoría de condiciones, pero este rango reducido puede ser algo positivo en algunos casos. Ya que UHF tiene rango inferior, hay menos posibilidades de radios distantes que interfieren con su señal.

Mientras VHF puede ser mejores para penetrar las barreras físicas como las paredes eso no quiere decir que le dará una mayor cobertura en un edificio. La longitud de onda más corta de UHF significa que puede encontrar su camino a través de más espacios en su edificio como hemos comentado anteriormente. El ejemplo de caminar por ahí con un poste que les hemos dado, la señal UHF tiene un menor número de obstáculos que bloquean totalmente.

Para poner de relieve las diferencias de alcance en interiores, a continuación es un extracto de un folleto de un fabricante de radio de dos vías que conduce en el rango previsto de una de sus líneas de VHF y UHF de  radios de dos vías:

"Cobertura estimada: A plena potencia, la línea de visión directa, sin obstrucciones el rango es de aproximadamente 4+ millas. la cobertura en interiores en VHF es de aproximadamente 270.000 pies cuadrados y 300.000 pies cuadrados en UHF. Esperar unos 20 pisos de cobertura vertical en ondas métricas y hasta 30 pisos en UHF. Nota: El alcance y la cobertura son estimaciones y no están garantizados ".

La mayor longitud de onda de VHF hace que sea más difícil para que rebote su camino a través de paredes, edificios y paisaje accidentado. Por lo tanto el alcance disminuirá de radios VHF en estos ambientes. Eso puede no ser necesariamente un problema si el rango es necesario sólo es de unos cientos de pies. También puede agregar una antena externa a una estación base VHF cubierta que hará reducir o eliminar algunos de los problemas encontrados.

Uno de los aspectos negativos de UHF es que la FCC  requiere que obtengas  una licencia para operar en estas frecuencias, aunque muchas frecuencias en la banda de VHF de negocios  requieren una licencia también. Si elige una radio VHF en el MURS frecuencias que puede operar sin licencia (véase más adelante).

Otra de las ventajas de la longitud de onda corta que se produce por la frecuencia UHF superior es que la antena de la radio puede ser más corto que un radio VHF equivalente. Eso puede hacer que sea más conveniente para llevar a todas partes como una radio portátil, aunque la mayoría de los fabricantes encuentran  una manera de hacer las antenas más cortas en sus radios portátiles VHF.


Radio VHF

Radio FM , radios de dos vías , y transmisiones de televisión funcionan utilizando ondas métricas . La banda de radio VHF específicamente para las radios comerciales es entre 130 - 174 MHz .


Ambos radios UHF y VHF son propensos a la línea de los factores de la vista, pero VHF un poco más. Las ondas pasan  a través de los árboles y paisajes agrestes, pero no siempre, así como las frecuencias de UHF. Sin embargo, si una onda de VHF y UHF una onda se transmite a través de un espacio sin barreras, la onda de VHF viajaría casi el doble de lejos. Esto hace más fácil para transmitir ondas métricas durante un largo rango.


Si está trabajando en su mayoría al aire libre, una radio VHF es probablemente la mejor opción, especialmente si usted está utilizando una estación base de radio en el interior y se agrega la antena externa. Cuanto más alto se puede colocar la antena, cuanto más se puede transmitir y recibir. Una excepción a la utilización de una radio VHF aire libre es que si usted lo está utilizando en una zona boscosa. Bajo estas condiciones un radio UHF puede ser capaz de transmitir mejor, a través  los árboles.




Radios VHF también tienen un menor número de frecuencias disponibles. Interferencia con otros radios podría ser más probable que sea un problema. Sin embargo, la FCC recientemente hizo presente un problema menor cuando abrieron un espectro de radio de dos vías llamada al servicio MURS. MURS significa Multi-Uso Radio Service. Este servicio es para uso en los Estados Unidos y algunos países que siguen las regulaciones de la FCC. Es una potencia baja, el servicio de corto alcance en el espectro de radio VHF 150 MHz. Hay 5 canales en las frecuencias MURS con 38 códigos de privacidad en relación con cada uno que le permiten solamente para recoger las conversaciones de radio que transmiten su código. La FCC no requiere que los usuarios de productos de MURS obtengan licencia.

Con MURS puede agregar una antena más grande o externa para mejorar el rango. Si usted quiere poner una antena en la parte superior de su edificio o una torre, puede hacerlo con MURS. Algunos fabricantes de antenas afirman que  una antena externa puede aumentar la potencia radiada efectiva de un transmisor en un factor de 4. Estos intercomunicadores MURS puede transmitir hasta varias millas, y tal vez más con una antena externa dependiendo del terreno y la altura de una antena (puede ser de hasta 60 pies sobre el suelo).

Uno de los beneficios de las radios inalámbricos de VHF es que la vida de la batería es casi siempre mejor que para las unidades UHF similares. Para radios portátiles esto es un plus.

En resumen, si usted está planeando usar principalmente sus radios de dos vías  en el interior de edificios, UHF es tal vez la mejor solución para usted, pero  gran cantidad de aplicaciones VHF todavía podrían funcionar bien, ya que no tiene que transmitir lejos. Si está utilizando principalmente sus radios de dos vías para la comunicación con el exterior, entonces, VHF sería una buena opción, a menos que el área que está cubriendo sea muy boscosa o hay un montón de edificios en el camino de la señal de radio.

Calquier tecnología de radio puede funcionar para usted si usted realmente no tiene un largo alcance a cubrir. También hay repetidores que puede instalar que retransmiten una señal UHF, pero esto suele ser muy complejo para hacerlo. Usted puede ser capaz de encontrar un servicio de repetidor en su ciudad que va a hacer esto por usted por una cuota mensual. Para la mayoría de las aplicaciones de un repetidor no es necesario y VHF o UHF radios por sí solo hará el trabajo.
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