Doppler sounding of the Ionosphere - latest Doppler shift spectrogramsLa ionosfera es una región dinámica de la atmósfera superior cargada eléctricamente debido a la radiación solar. Debido a la interacción entre los gases ionizados, el campo magnético terrestre y las ondas electromagnéticas, se producen diversos fenómenos físicos que determinan el comportamiento de las comunicaciones de radio:
1. Reflexión (Refracción)
Las ondas electromagnéticas, bajo determinadas condiciones de frecuencia y ángulo de incidencia, se reflejan en la ionosfera regresando a la superficie terrestre. Aunque comúnmente llamamos a este fenómeno "reflexión", físicamente se trata de un proceso de refracción sucesiva: la onda se va curvando gradualmente a medida que se adentra en capas con mayor densidad de electrones libres hasta que es devuelta a la Tierra. Además se produce una especie de canalización lo que hace que su atenuación sea mucho menor de la esperada en una onda en el espacio libre. A este proceso se denomina salto, y una onda puede sufrir varios saltos consecutivos por lo que puede viajar miles de km.
Este es el fenómeno que permite la propagación en Onda Corta (HF)
Ver
2. Absorción
La energía de la onda de radio es atenuada al transferirse a los electrones libres de la ionosfera, los cuales colisionan con moléculas neutrales perdiendo energía en forma de calor. Este fenómeno es especialmente crítico en la capa D durante el día, afectando severamente a las frecuencias más bajas del espectro (como la Onda Media y las bandas bajas de HF).
3. Giro de Polarización (Efecto Faraday)
Cuando una onda electromagnética lineal atraviesa la ionosfera, el campo magnético de la Tierra interactúa con los electrones libres en movimiento. Esta interacción provoca que el plano de polarización de la onda vaya girando continuamente a lo largo de su trayectoria por el medio ionizado.
4. Cambio de Polarización (Birrefringencia)
Las ondas electromagnéticas cambian su estado de polarización al ser reflejadas por la ionosfera. Al entrar en este medio anisotrópico (cuyas propiedades varían según la dirección debido al campo magnético terrestre), la onda original se divide en dos componentes con polarizaciones circulares opuestas: la Onda Ordinaria (O) y la Onda Extraordinaria (X). Al viajar a distintas velocidades y recombinarse a la salida, la onda regresa a la Tierra con una polarización profundamente alterada (generalmente elíptica).
5. Desvanecimiento Ionosférico (Fading)
Es la fluctuación constante y rápida en la intensidad de la señal recibida en el destino. Ocurre debido a la interferencia por trayectos múltiples (multipath), donde diferentes porciones de la misma onda viajan por caminos distintos (reflejándose en capas o alturas diferentes) y llegan a la antena receptora desfasadas entre sí, sumándose o cancelándose de forma intermitente.
6. Dispersión (Scattering)
No toda la energía de radio se refleja de manera limpia y especular (como en un espejo perfecto). Debido a las turbulencias, irregularidades y "nubes" de electrones densas dentro de la ionosfera, parte de la energía de la onda de radio se dispersa en múltiples direcciones de forma caótica, similar a cómo la luz de los faros de un coche se dispersa en la niebla.
7. Efecto Doppler Ionosférico
La ionosfera no es una capa estática; sus niveles de altura e ionización suben y bajan de manera constante (especialmente notables durante los periodos de transición del amanecer y el atardecer). Como el "punto de reflejo" se encuentra en movimiento físico relativo respecto a las estaciones de la Tierra, la onda reflejada sufre un ligerísimo desplazamiento en su frecuencia original al regresar al receptor.
El estudio HFDOPE del efecto Doppler Ionosférico
Actualmente, una estación transmisora y once estaciones receptoras están operativas gracias a la colaboración de cuatro institutos de investigación diferentes. El sondeo multifrecuencia de la ionosfera permite observar simultáneamente las variaciones a diferentes altitudes.
En 2026 fue noticia el cierre temporal de las emisiones al caducar las licencias
La estación principal de transmisión (Tx) opera en Chofu, Tokio, dentro del Campus Chofu de la UEC, con el indicativo de radioaficionado JG2XA.
JG2XA transmite ondas continuas con una potencia de 200 W a
en la frecuencias de:
La identificación de la estación se transmite cada 5 minutos mediante modulación de amplitud de la portadora en código Morse con el indicativo JG2XA y su objetivo "UEC HFD STATION". El tipo de señal de radio es H2A (modulación de amplitud con tonos codificados por banda lateral única).
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| QSL de JG2XA |
En algunas estaciones, también observamos (o hemos observado en el pasado) señales de Radio Nikkei 1 (JOZ4 a 3925 kHz, JOZ2 a 6055 kHz y JOZ3 a 9595 kHz) transmitidas respectivamente desde Nagara, Chiba (JOZ2/JOZ3) y desde Nemuro, Hokkaido (JOZ4), Japón.
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| Espectrograma |
PAra saber mas
Sobre el efecto dopler en la ionosfera
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