Frecuencia crítica

En telecomunicaciones, el término frecuencia crítica tiene los siguientes significados:

• En la propagación de la radio a través de la ionosfera, la frecuencia límite a o debajo de la cual un componente de onda se refleja, y por encima de la cual penetra, una capa ionosférica.
• A una incidencia casi vertical, la frecuencia límite a o por debajo de la cual la incidencia, el componente de onda se refleja, y por encima de la cual penetra, una capa ionosférica.

La frecuencia crítica cambia con la hora del día, las condiciones atmosféricas y el ángulo de emisión de las ondas de radio por antena.

La existencia de la frecuencia crítica es el resultado de la limitación de electrones, es decir, la insuficiencia del número existente de electrones libres para soportar la reflexión a frecuencias más altas.

En el procesamiento de señales, la frecuencia crítica también es otro nombre para la frecuencia de Nyquist.

La frecuencia crítica es la magnitud de frecuencia más alta por encima de la cual las ondas penetran en la ionosfera y por debajo de la cual las ondas se reflejan de regreso desde la ionosfera. Se denota por "f_c". Su valor no es fijo y depende de la densidad electrónica de la ionosfera.

Ecuaciones

Frecuencia crítica en función de la densidad electrónica

La frecuencia crítica se puede calcular con la densidad electrónica dada por:

${displaystyle ¿Qué?$

donde N_max es la densidad electrónica máxima por m³ y f_c está en Hz.

Frecuencia crítica en función de la fórmula de frecuencia máxima utilizable

La frecuencia crítica se puede calcular mediante:

${displaystyle ¿Qué?$

Donde MUF es la frecuencia máxima usable y ${displaystyle theta }$ es el ángulo de incidencia

Relación con la frecuencia del plasma

La dependencia de la frecuencia crítica con respecto a la densidad de electrones se puede relacionar a través del concepto de oscilación de plasma, particularmente el 'frío' Mecanismo de electrones.

${displaystyle omega _{mathrm {pe} }={sqrt {frac {fn} {cHFF} {cH00} {cH00}varepsilon} ¿Qué?$

Usando la carga de electrones ${displaystyle e=1.602cdot 10^{-19}Coulombs}$, masa de electrones ${displaystyle m^{*}=9.10938356cdot 10^{-31}kilogramas}$ y la autorización del espacio libre ${displaystyle epsilon _{o}=8.854187817cdot 10^{-12}A^{2}s^{4}m^{-3}kg^{-1}$da,

${displaystyle omega _{mathrm {pe}=2pi f=56.415{sqrt {n_{e}}}}$

y resolviendo la frecuencia,

${displaystyle F_{text{c}=8.979{sqrt {N_{text{max}}approx 9{sqrt {N_{max}}}}$

Relación con el índice de refracción

El índice de refracción tiene la fórmula ${displaystyle n={frac {c}{v}}$que muestra dependencia en longitud de onda. El resultado de que la fuerza debida al campo de polarización en un gas ionizado de baja concentración es cancelada por el efecto de colisiones entre iones y electrones se restablece de una manera sencilla que muestra claramente la base física para el efecto. Debido a esta cancelación la fórmula Sellmeyer, determina la relación entre la densidad del número de electrones, N, y el índice de refracción, n, en la ionosfera cuando se descuidan las colisiones.

${displaystyle ################################################################################################################################################################################################################################################################ {-Ne^{2}{epsilon _{o}momega ^{2}} {}}}}$.

Utilizar los valores predeterminados para la carga de electrones ${displaystyle e}$, permitibilidad de espacio libre y masa de electrones ${displaystyle epsilon _{o}$, y la velocidad angular cambiante ${displaystyle omega }$con respecto a la frecuencia ${displaystyle f}$este rendimiento a

${displaystyle No lo sé.$

y resolviendo el índice de refracción n,

${displaystyle ###### {1-{f}}approx} {f}}}$

Frecuencia crítica y capa F de la ionosfera

• Todas las comunicaciones de radio HF de larga distancia utilizan señales de radio HF que son oblicuamente incidentales en la ionosfera, Si la frecuencia HF está por encima de la frecuencia crítica, las señales de radio están pasando por la ionosfera en un ángulo en lugar de la cabeza.
• La frecuencia crítica está cambiando continuamente y la capa F de la Ionósfera es principalmente responsable de la reflexión de las ondas de radio de vuelta a la Tierra,
• Las otras capas (D) interactúan de otras maneras - absorción de frecuencia y durante el día, las formas de capas D, y la capa F se divide en capas F1 y F2.
• Debido a cambiar la Ionósfera durante el día y la noche, durante las bandas de frecuencias superiores de día bajo el trabajo crítico de Frecuencia mejor, pero durante la noche las bandas de baja frecuencia funcionan mejor.
• La capa D está presente durante el día y es un buen absorbente de ondas de radio, aumentando las pérdidas, las frecuencias superiores se absorben menos, por lo que las frecuencias superiores tienden a actuar mejor durante el día.
• En este sitio web http://www.spacew.com/www/fof2.html se puede consultar el enlace F2-Layer Critical Frequency Map que se actualiza cada cinco minutos.
• La Ionósfera y las frecuencias máximas prácticas (MUF) El enlace de mapa que se actualiza cada cinco minutos puede consultarse en este sitio web http://www.sws.bom.gov.au/HF_Systems/6/9/1