Una onda continua o forma de onda continua ( CW ) es una onda electromagnética de amplitud y frecuencia constantes , típicamente una onda sinusoidal , que para el análisis matemático se considera de duración infinita. [1] Puede referirse, por ejemplo, a un láser o un acelerador de partículas que tiene una salida continua, en lugar de una salida pulsada .
Por extensión, el término onda continua también se refiere a un método antiguo de transmisión de radio en el que se activa y desactiva una onda portadora sinusoidal . Esto se llama más precisamente onda continua interrumpida ( ICW ). [2] La información se transmite en la duración variable de los períodos de encendido y apagado de la señal, por ejemplo mediante el código Morse en las primeras radios. En las primeras transmisiones de radio de telegrafía inalámbrica , las ondas CW también se conocían como "ondas no amortiguadas", para distinguir este método de las señales de ondas amortiguadas producidas por transmisores de tipo chispa anteriores .
Los primeros transmisores de radio utilizaban una vía de chispas para producir oscilaciones de radiofrecuencia en la antena transmisora. Las señales producidas por estos transmisores de chispas consistían en cadenas de breves pulsos de oscilaciones de radiofrecuencia sinusoidales que se extinguían rápidamente hasta llegar a cero, llamadas ondas amortiguadas . La desventaja de las ondas amortiguadas era que su energía se distribuía en una banda de frecuencias extremadamente amplia ; tenían un amplio ancho de banda . Como resultado, produjeron interferencias electromagnéticas ( RFI ) que se extendieron a las transmisiones de estaciones en otras frecuencias.
Esto motivó esfuerzos para producir oscilaciones de radiofrecuencia que decayeran más lentamente; tenía menos amortiguación. Existe una relación inversa entre la tasa de caída (la constante de tiempo ) de una onda amortiguada y su ancho de banda; cuanto más tardan las ondas amortiguadas en decaer hacia cero, más estrecha es la banda de frecuencia que ocupa la señal de radio, por lo que interfiere menos con otras transmisiones. A medida que más transmisores comenzaron a saturar el espectro de radio, reduciendo el espacio de frecuencia entre transmisiones, las regulaciones gubernamentales comenzaron a limitar la máxima amortiguación o "disminución" que podía tener un transmisor de radio. Los fabricantes producían transmisores de chispas que generaban largas ondas de "timbre" con una amortiguación mínima.
Se comprendió que la onda de radio ideal para las comunicaciones radiotelegráficas sería una onda sinusoidal con amortiguación cero, una onda continua . En teoría, una onda sinusoidal continua e ininterrumpida no tiene ancho de banda; toda su energía se concentra en una única frecuencia, por lo que no interfiere con las transmisiones en otras frecuencias. Las ondas continuas no podían producirse con una chispa eléctrica, sino que se conseguían con el oscilador electrónico de tubo de vacío , inventado hacia 1913 por Edwin Armstrong y Alexander Meissner . Después de la Primera Guerra Mundial , los transmisores capaces de producir ondas continuas, el alternador Alexanderson y los osciladores de válvulas de vacío , estuvieron ampliamente disponibles.
Los transmisores de chispas de onda amortiguada fueron reemplazados por transmisores de tubo de vacío de onda continua alrededor de 1920, y las transmisiones de onda amortiguada finalmente fueron prohibidas en 1934.
Para transmitir información, la onda continua debe apagarse y encenderse con una tecla de telégrafo para producir pulsos de diferentes longitudes, "puntos" y "guiones", que deletrean mensajes de texto en código Morse , por lo que una radiotelegrafía de "onda continua". La señal consta de pulsos de ondas sinusoidales con una amplitud constante intercalados con espacios sin señal.
En la manipulación de portadora on-off, si la onda portadora se activa o desactiva abruptamente, la teoría de las comunicaciones puede mostrar que el ancho de banda será grande; Si el operador se enciende y apaga más gradualmente, el ancho de banda será menor. El ancho de banda de una señal codificada de encendido y apagado está relacionado con la velocidad de transmisión de datos como: donde es el ancho de banda necesario en hercios, es la tasa de codificación en cambios de señal por segundo ( velocidad en baudios ) y es una constante relacionada con la propagación de radio esperada. condiciones; K=1 es difícil de decodificar para el oído humano, K=3 o K=5 se utilizan cuando se espera desvanecimiento o propagación por trayectos múltiples . [3]
El ruido espurio emitido por un transmisor que enciende y apaga abruptamente un portador se llama clics de teclas . El ruido se produce en la parte del ancho de banda de la señal que se encuentra más por encima y por debajo de la portadora de lo necesario para una conmutación normal y menos abrupta. La solución al problema para CW es hacer que la transición entre encendido y apagado sea más gradual, suavizando los bordes de los pulsos , pareciendo más redondeados, o usar otros métodos de modulación (por ejemplo, modulación de fase ). Ciertos tipos de amplificadores de potencia utilizados en la transmisión pueden agravar el efecto de los clics de las teclas.
Los primeros transmisores de radio no podían modularse para transmitir voz, por lo que la radiotelegrafía CW era la única forma de comunicación disponible. CW sigue siendo una forma viable de comunicación por radio muchos años después de que se perfeccionara la transmisión de voz, porque se pueden utilizar transmisores simples y robustos y porque sus señales son la forma de modulación más simple capaz de superar las interferencias. El bajo ancho de banda de la señal de código, debido en parte a la baja velocidad de transmisión de información, permite utilizar filtros muy selectivos en el receptor, que bloquean gran parte del ruido de radio que de otro modo reduciría la inteligibilidad de la señal.
La radio de onda continua se llamó radiotelegrafía porque al igual que el telégrafo , funcionaba mediante un simple interruptor para transmitir código Morse . Sin embargo, en lugar de controlar la electricidad en un cable a través del país, el interruptor controlaba la energía enviada a un transmisor de radio . Este modo todavía es de uso común entre los radioaficionados debido a su estrecho ancho de banda y su alta relación señal-ruido en comparación con otros modos de comunicación.
En las comunicaciones militares y la radioafición, los términos "CW" y "código Morse" se utilizan a menudo indistintamente, a pesar de las distinciones entre los dos. Además de las señales de radio, el código Morse se puede enviar mediante corriente continua en cables, sonido o luz, por ejemplo. Para las señales de radio, se activa y desactiva una onda portadora para representar los puntos y rayas de los elementos del código. La amplitud y frecuencia de la portadora permanecen constantes durante cada elemento del código. En el receptor, la señal recibida se mezcla con una señal heterodina de un BFO ( oscilador de frecuencia de batido ) para convertir los impulsos de radiofrecuencia en sonido. Casi todo el tráfico comercial ha dejado de funcionar utilizando Morse, pero todavía lo utilizan los radioaficionados. Las balizas no direccionales (NDB) y el alcance de radio omnidireccional VHF (VOR) utilizados en la navegación aérea utilizan Morse para transmitir su identificador.
El código Morse está prácticamente extinto fuera del servicio de aficionados, por lo que en contextos no aficionados el término CW generalmente se refiere a un sistema de radar de onda continua , a diferencia de uno que transmite pulsos cortos. Algunos radares CW monoestáticos (antena única) transmiten y reciben una frecuencia única (no barrida), a menudo utilizando la señal transmitida como oscilador local para el retorno; los ejemplos incluyen radares de velocidad de la policía y detectores de movimiento de tipo microondas y abridores de puertas automáticos. Este tipo de radar está efectivamente "cegado" por su propia señal transmitida a objetivos estacionarios; deben acercarse o alejarse del radar lo suficientemente rápido como para crear un desplazamiento Doppler suficiente para permitir que el radar aísle las frecuencias de las señales de salida y de retorno. Este tipo de radar CW puede medir la tasa de alcance pero no el alcance (distancia).
Otros radares CW "chirrian" lineal o pseudoaleatoriamente ( modulan la frecuencia ) sus transmisores lo suficientemente rápido como para evitar la autointerferencia con los retornos de objetos más allá de una distancia mínima; Este tipo de radar puede detectar y alcanzar objetivos estáticos. Este enfoque se utiliza habitualmente en altímetros de radar , en meteorología y en investigaciones oceánicas y atmosféricas. El radar de aterrizaje del módulo lunar Apollo combinaba ambos tipos de radar CW.
Los radares biestáticos CW utilizan antenas de transmisión y recepción físicamente separadas para reducir los problemas de autointerferencia inherentes a los radares CW monoestáticos.
En física e ingeniería de láser, "onda continua" o "CW" se refiere a un láser que produce un haz de salida continuo, a veces denominado "de funcionamiento libre", a diferencia de un láser con conmutación q , con conmutación de ganancia o modelo bloqueado. que tiene un haz de salida pulsado.
El láser semiconductor de onda continua fue inventado por el físico japonés Izuo Hayashi en 1970. [ cita necesaria ] Condujo directamente a las fuentes de luz en las comunicaciones de fibra óptica , impresoras láser , lectores de códigos de barras y unidades de discos ópticos , comercializados por empresarios japoneses, [4 ] y abrió el campo de la comunicación óptica , desempeñando un papel importante en las futuras redes de comunicación . [5] La comunicación óptica, a su vez, proporcionó la base de hardware para la tecnología de Internet , sentando las bases para la Revolución Digital y la Era de la Información . [6]
