EL TRABAJO DE MARCONI EN LAS TELECOMUNICACIONES

EL TRABAJO DE MARCONI EN LAS COMUNICACIONES DE MICROONDAS

En la primera fase de los estudios de ondas electromagnéticas, es decir, en el último cuarto del siglo XIX, la investigación se llevó a cabo en el rango de frecuencias que posteriormente se denominó "banda de microondas". En el período 1886-1889, Heinrich R. Hertz logró producir ondas electromagnéticas en el rango de centímetros, midiendo la longitud de onda, la velocidad y observando la reflexión y la refracción. Sir Oliver J. Lodge, 'Augusto Righi, y Jagadis C. Bose (1, 2 y referencias allí), todos los cuales operaban con longitudes de onda de algunos decímetros hasta unos pocos milímetros, lo siguieron.

Experimentar en estas frecuencias permitió un fácil estudio de la propagación casi óptica de ondas electromagnéticas, e incluso para la utilización de reflectores parabólicos y guías de onda, pero no fue posible la aplicación práctica con los receptores y transmisores de la época.

El muy conocido experimento de Marconi de 1894 demostró la viabilidad de un enlace de radio práctico. Esto fue posible gracias al uso de frecuencias mucho más bajas. La primera comunicación por radio abarcó unos pocos kilómetros. En sus experimentos posteriores, Marconi intentó aumentar la distancia a la que era posible la comunicación, especialmente entre barcos, rompiendo la barrera de los 100 km en 1899 y cruzando el océano Atlántico en 1901.

En los siguientes experimentos y aplicaciones, las frecuencias se redujeron cada vez más para explotar mejor la propagación de onda larga alrededor de la Tierra, alcanzando frecuencias de hasta 15 kHz. Esto condujo a una potencia de transmisión extremadamente alta y grandes dimensiones de antena, así como a una aglomeración rápida del espectro.

Esto también sucedió porque las antenas utilizadas en esos días eran omnidireccionales en el plano horizontal. Por ejemplo, la estación transcontinental construida en Coltano (Pisa) por Marconi Co. para el gobierno italiano a principios de la década de 1920 era una antena cuadrada de hilo horizontal de 420 x 420 m de altura, suspendida sobre cuatro pilares de 250 m de altura. La potencia máxima de transmisión era de 350 kW, y la longitud de onda de trabajo era de alrededor de 16 km (18,75 kHz) [3]. También debe señalar que todo lo que fue posible transmitir durante mucho tiempo fue el código Morse. Solo en 1914, gracias a su nuevo múltiple transmisor de chispa, logró Marconi construir un enlace radiofónico exitoso.

Fue la Primera Guerra Mundial que dio un impulso hacia las frecuencias más altas.

Marconi se dio cuenta de que la directividad era una necesidad para mantener el secreto en las comunicaciones militares y minimizar las interceptaciones.

Esto requería antenas reflectoras, que no eran prácticas con longitudes de onda grandes. Por lo tanto, comenzó a experimentar con frecuencias más altas, con longitudes de onda que varían desde 100 m hasta 6 m (ondas cortas) y más (ondas ultracortas). La descripción de estos experimentos se publicó en italiano en [4] y se resumen aquí. El título y el resumen de este documento se reproducen en la Figura 1.

En la década de 1920, Marconi logró transmitir ondas cortas sobre el mar a una distancia superior a 2000 km. estas señales eran mucho más fuertes que las de su primer enlace transatlántico, y se generaron con una centésima parte de la potencia y con un aparato mucho más pequeño. En 1924, Marconi Communications Co. obtuvo un contrato para establecer enlaces de onda corta entre los países de la Commonwealth de la BBC newbom.

Más tarde, Marconi estudió longitudes de onda incluso más cortas, en el rango de 1 m - 10 m. Finalmente, en 1931, comenzó a trabajar en lo que puede llamar su primer enlace de radio de microondas verdadero, utilizando una longitud de onda de 0,50 m.

Experimentos realizados en el Golfo de Tigullio en Italia, desde Santa Margherita Ligure y Sestri Levante (una distancia de 19 km), y luego desde la antigua ciudad hasta Levanto (una distancia de 36 km), mostraron que se podían alcanzar rangos útiles con bastante transmisores de baja potencia y reflectores parabólicos [4] (Figura 2, arriba). Debe destacarse que estos enlaces estaban en la línea de visión y sobre el mar.

También debe recordar que en el mismo año, Andre G. Clavier construyó un enlace de microondas con una longitud de onda de 0.176 m a través del Canal [5].

Para estos experimentos, Marconi usó un transmisor basado en una mejora del oscilador electrónico Barkhausen-Kurz.

Los osciladores de válvula tenían una vida operacional muy baja algunos minutos cuando se usaban para producir alta potencia a altas frecuencias. Marconi obtuvo vidas más largas utilizando alambre de tungsteno y rejillas de molibdeno, pero esto aún no era suficiente. Se diseñó un esquema circuital apropiado, basado en un par de válvulas que se diseñaron y fabricaron para ser absolutamente idénticas, y se montaron como en el diseño de la Figura 3. En realidad, se usaron un par de estos circuitos para el transmisor (Figura 4), para un total de cuatro válvulas [4].

Diversos métodos de modulación fueron probados por Marconi, desde los métodos más simples de superposición de la modulación en la red o en los voltajes de la placa, hasta varias configuraciones push-pull. Sin embargo, la elección para el experimento fue la modulación de voltaje de placa, elegido por su mayor simplicidad [4].

El receptor era otro asunto. Los primeros resultados experimentales mostraron que las válvulas diseñadas para el transmisor no eran adecuadas en el receptor. Además, se encontró una mejor recepción al conectar las placas a la antena en lugar de a la red, mientras que la sintonización se obtuvo regulando el voltaje de la red. Al final, se desarrolló y usó un receptor complejo, con dos válvulas y tres circuitos de sintonía (Figura 5) [4].

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