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 acelerador de partículas que tiene una salida continua, en oposición a una salida pulsada .
Por extensión, el término onda continua también se refiere a un método temprano de transmisión de radio en el que una onda portadora sinusoidal se enciende y se apaga. 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 la radio primitiva. En la transmisión de radio de telegrafía inalámbrica temprana , las ondas CW también se conocían como "ondas no amortiguadas", para distinguir este método de las señales de onda amortiguadas producidas por los transmisores de tipo chispa anteriores .
Los primeros transmisores de radio utilizaban un chispero para producir oscilaciones de radiofrecuencia en la antena transmisora. Las señales producidas por estos transmisores de chispero consistían en cadenas de pulsos breves 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 gran ancho de banda . Como resultado, producían interferencias electromagnéticas ( RFI ) que se propagaban en las transmisiones de estaciones en otras frecuencias.
Esto motivó los esfuerzos para producir oscilaciones de radiofrecuencia que decayeran más lentamente y tuvieran menos amortiguación. Existe una relación inversa entre la tasa de decaimiento (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 menos interfiere con otras transmisiones. A medida que más transmisores comenzaron a abarrotar el espectro de radio, reduciendo el espaciamiento de frecuencia entre transmisiones, las regulaciones gubernamentales comenzaron a limitar la amortiguación máxima o "decremento" que un transmisor de radio podía tener. Los fabricantes produjeron transmisores de chispa que generaban ondas "resonantes" largas con una amortiguación mínima.
Se llegó a la conclusión de que la onda de radio ideal para la comunicación radiotelegráfica sería una onda sinusoidal con amortiguamiento cero, una onda continua . Una onda sinusoidal continua ininterrumpida teóricamente no tiene ancho de banda; toda su energía se concentra en una sola frecuencia, por lo que no interfiere con las transmisiones en otras frecuencias. Las ondas continuas no se podían producir con una chispa eléctrica, pero se lograron con el oscilador electrónico de tubo de vacío , inventado alrededor de 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 tubo de vacío , se hicieron ampliamente disponibles.
Los transmisores de chispa de onda amortiguada fueron reemplazados por transmisores de tubo de vacío de onda continua alrededor de 1920, y las transmisiones de onda amortiguada fueron finalmente prohibidas en 1934.
Para transmitir información es necesario encender y apagar la onda continua con una llave telegráfica para producir los pulsos de diferente longitud, "puntos" y "rayas", que forman los mensajes de texto en código Morse , por lo que una señal radiotelegráfica de "onda continua" consiste en pulsos de ondas sinusoidales de amplitud constante intercalados con intervalos sin señal.
En la modulación de portadora de encendido y apagado, si la onda portadora se activa o desactiva de forma abrupta, la teoría de las comunicaciones puede demostrar que el ancho de banda será grande; si la portadora se activa y desactiva de forma más gradual, el ancho de banda será menor. El ancho de banda de una señal modulada 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 velocidad de modulación en cambios de señal por segundo ( velocidad de transmisión en baudios ), y es una constante relacionada con las condiciones de propagación de radio esperadas; K=1 es difícil de decodificar para un oído humano, K=3 o K=5 se utiliza cuando se espera una propagación por desvanecimiento o por trayectos múltiples . [3]
El ruido espurio emitido por un transmisor que activa y desactiva abruptamente una portadora se denomina clics de tecla . El ruido se produce en la parte del ancho de banda de la señal más arriba y más abajo de la portadora de lo que se requiere para una conmutación normal, menos abrupta. La solución al problema de CW es hacer que la transición entre encendido y apagado sea más gradual, haciendo que los bordes de los pulsos sean suaves , que parezcan más redondeados, o utilizar 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 tecla.
Los primeros transmisores de radio no podían modularse para transmitir voz, por lo que la radiotelegrafía de onda continua era la única forma de comunicación disponible. La onda continua 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 las más simples de las formas de modulación capaces de penetrar 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 denominó radiotelegrafía porque, al igual que el telégrafo , funcionaba mediante un simple interruptor para transmitir el código Morse . Sin embargo, en lugar de controlar la electricidad en un cable que cruzaba el 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 ancho de banda estrecho y su alta relación señal-ruido en comparación con otros modos de comunicación.
En las comunicaciones militares y en la radioafición, los términos "CW" y "código Morse" se utilizan a menudo indistintamente, a pesar de las distinciones entre ambos. Además de las señales de radio, el código Morse puede enviarse mediante corriente continua en cables, sonido o luz, por ejemplo. Para las señales de radio, una onda portadora se activa y desactiva para representar los puntos y rayas de los elementos del código. La amplitud y la 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 cambiar los impulsos de radiofrecuencia a sonido. Casi todo el tráfico comercial ha dejado de funcionar utilizando Morse, pero los operadores de radioaficionados todavía lo utilizan. Las radiobalizas no direccionales (NDB) y el rango 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 amateur el término CW generalmente se refiere a un sistema de radar de onda continua , en lugar de uno que transmite pulsos cortos. Algunos radares CW monoestáticos (de una sola antena) transmiten y reciben una sola frecuencia (sin barrido), a menudo utilizando la señal transmitida como oscilador local para el retorno; algunos ejemplos incluyen radares de velocidad de la policía y detectores de movimiento de tipo microondas y abridores automáticos de puertas. Este tipo de radar está efectivamente "cegado" por su propia señal transmitida a objetivos estacionarios; deben moverse hacia o desde el radar lo suficientemente rápido para crear un desplazamiento Doppler suficiente para permitir que el radar aísle las frecuencias de señal de salida y retorno. Este tipo de radar CW puede medir la velocidad de alcance , pero no el alcance (distancia).
Otros radares de CW modulan linealmente o pseudoaleatoriamente sus transmisores con la suficiente rapidez para evitar la autointerferencia con los retornos de objetos que se encuentren más allá de una cierta distancia mínima; este tipo de radar puede detectar y determinar la distancia de objetivos estáticos. Este enfoque se utiliza comúnmente en altímetros de radar , en meteorología y en investigación oceánica y atmosférica. El radar de aterrizaje del módulo lunar Apolo combinaba ambos tipos de radares de 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 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 conmutado por q , conmutado por ganancia o modo 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 requerida ] Condujo directamente a las fuentes de luz en la comunicación por 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]
