Comprendiendo la banda lateral única (BLU o SSB)

Artículo cortesía de Ham Radio School
HamRadioSchool.com
Understanding Single Sideband (SSB)

Es probable que un nuevo radioaficionado comience su andadura en antena con operaciones de fonía en VHF y UHF utilizando canales FM símplex y repetidores. El mundo canalizado de VHF/UHF en FM ofrece una excelente manera de salir al aire inmediatamente después de obtener el distintivo de llamada. Sin embargo, después de dominar los repetidores y ganar confianza en antena con los QSO de voz en FM, el siguiente paso para muchos radioaficionados es el dominio más desafiante de las operaciones de fonía usando la banda lateral única (BLU o SSB).
Las operaciones de banda lateral única ofrecen una gama más amplia de oportunidades de contactar por radio, incluidas las comunicaciones internacionales y de larga distancia. En general, las señales SSB tienden a propagarse a mayores distancias y se degradan en menor grado con la lejanía que las señales de FM. La fonía de banda lateral única se puede utilizar en las bandas de VHF y UHF disponibles, en el segmento de fonía de 10 metros (28 MHz) y en todas las subbandas para voz de HF (onda corta). La banda lateral única es el modo de fonía más usado en condiciones de propagación por salto sobre el horizonte a través de la ionosfera. Este artículo analiza en profundidad los conceptos básicos del modo SSB para comprender mejor sus complejidades y matices operativos en relación con las operaciones en canales de FM.

¿Qué es la SSB o BLU?

La Banda Lateral Única es una forma especial de modulación de amplitud (AM). ¿Qué tiene de “especial”? Además de codificar la información de voz con variaciones en la amplitud de la señal, o potencia, la SSB consume un poco menos de la mitad del ancho de banda de una señal de AM completa de “doble banda”. Desarrollemos esta última afirmación para el aficionado novel.
Primero, algunos conceptos básicos sobre el ancho de banda: una señal de radio se compone de un rango de frecuencias transmitidas. Cuando un operador sintoniza una frecuencia específica en un transceptor, ese valor de frecuencia que se muestra es la frecuencia portadora. La portadora puede considerarse como una posición de referencia para una pequeña franja contigua de espectro (rango de frecuencia) que se transmitirá simultáneamente cuando se presione el botón pulsar para hablar (PTT) y se proporcione algo de audio de voz al micrófono. Por lo tanto, un transmisor no emite sólo esa frecuencia portadora sintonizada singular, sino que además emite una pequeña franja completa de frecuencias cerca del valor de la portadora que se utiliza para codificar la información de todas las diversas frecuencias de audio de la voz. La extensión de esta pequeña franja de señales emitida variará con los diferentes tipos de modulación o modos, y nos referimos a la extensión o rango total de frecuencias emitidas como el ancho de banda de la señal, expresadas en hercios (Hz).

Comparación del ancho de banda de los modos comunes, incluido SSB.

Analiza esa comparación en forma de gráfico de barras del ancho de banda consumido por las señales de los modos operativos más comunes, incluida la BLU. Observa que la FM consume una franja de frecuencias más amplia, que varía de 10 kHz a 15 kHz aproximadamente (el ancho de banda de FM varía con la intensidad o “volumen” del audio de voz proporcionado). Aunque no se trate de un modo de fonía, la CW (onda continua) tiene el ancho de banda más estrecho, ya que debe producir sólo un tono simple y no una amplia gama de frecuencias de audio necesaria para representar la voz humana.
La señal de AM tiene un ancho de unos 6 kHz y, si la examinamos con más detalle, descubriremos que en realidad está compuesta por dos bandas, una a cada lado de la frecuencia portadora, y que son bandas redundantes “en espejo” o “bandas laterales”. Es decir, cada una de las dos bandas laterales que componen la señal de AM transporta una señal de voz completa. Además, la señal de AM incluye la emisión de la propia frecuencia portadora. Si bien esta señal de AM redundante de doble banda proporciona un audio sólido y de alta calidad, consume una franja de espectro relativamente amplia.
Como su nombre lo indica, el modo de banda lateral única utiliza sólo una de las dos bandas laterales de AM y también suprime la frecuencia portadora en la transmisión. Por tanto, la señal SSB tiene un poco menos de la mitad del ancho de banda de la señal de AM convencional de doble banda lateral. El estrecho ancho de banda de la SSB tiene un par de implicaciones importantes:

La señal SSB ocupa menos espectro del disponible dentro de una banda de radioaficionados, lo que permite que haya más señales simultáneamente en la misma banda sin interferirse.
La potencia de una transmisión se aplica de manera más compacta en la banda más estrecha, lo que proporciona una potencia efectiva promedio más alta en toda la franja transmitida y, por lo tanto, le da a la señal SSB más “fuerza” que una señal FM o AM con una potencia semejante ya que en ellas la energía se distribuye en un rango de frecuencias mucho más amplio.

En modo SSB se utiliza solo una de las dos bandas laterales de AM y también suprime la emisión de frecuencia portadora.

En este punto puede que te preguntes: ¿Qué banda lateral se utiliza con el modo SSB?
La convención utilizada por los radioaficionados es que en las bandas por encima de los 30 metros (frecuencias superiores a 10 MHz), incluidas todas las bandas VHF y UHF, se utiliza la banda lateral superior, USB (la banda de frecuencias adyacentes a la portadora que están por encima de ella). Para las bandas por debajo de los 30 metros (frecuencias inferiores a 10 MHz) se utiliza la banda lateral inferior, LSB.

La banda de 30 metros es una banda sólo para modos digitales y en la que no se utiliza SSB. Por otro lado, en la banda de 60 metros (5,3 MHz) sólo se permiten cinco canales USB.

La desventaja de la SSB en comparación con la AM de doble banda lateral convencional y, especialmente con el modo de fonía en FM, es la calidad del audio. Un ancho de banda más estrecho implica una reducción de la información de audio transportada por la señal en banda lateral única. Como resultado, el audio SSB sonará un poco más agudo y menos rico, pero sigue siendo bastante inteligible y más que suficiente para las comunicaciones de voz con señales débiles.

Señales débiles
Las señales que se transmiten a grandes distancias, como las que la ionosfera refracta sobre el horizonte y regresan a la Tierra a cientos o miles de kilómetros de distancia, se vuelven muy débiles en comparación con la potencia de salida inicial en la antena emisora. A medida que las ondas de radio se expanden, su energía se distribuye sobre un mayor volumen de espacio, lo que reduce la potencia efectiva en una estación receptora distante. Además, la polarización de la señal se vuelve esencialmente aleatoria durante el tránsito a través de la ionosfera y el campo magnético de la Tierra, lo que reduce aún más la capacidad de la señal para inducir corrientes en una antena receptora distante en la que es poco probable que la polarización coincida. Estas operaciones denominadas de “señal débil” (weak signal, en inglés) se benefician de la relativa alta densidad de energía presente en la señal SSB mencionada anteriormente.
Incluso las señales que no utilizan saltos ionosféricos pueden beneficiarse del alcance extendido que ofrece la SSB, como las señales VHF o UHF transmitidas en un ámbito geográfico más próximo. Es común que las señales SSB locales en VHF/UHF puedan viajar a más de 150 kilómetros, dependiendo de las características específicas del terreno y la polarización. Para la SSB sin saltos ionosféricos, los operadores utilizan polarización horizontal con elementos de antena paralelos a la superficie de la tierra.

La banda lateral única (SSB o BLU) es popular en VHF y UHF para operaciones en áreas locales extendidas.

SSB sin canalización
A diferencia de las operaciones de voz en FM, la sintonía en modo SSB no utiliza canales predefinidos, si no que se realiza de forma continua dentro de una franja destinada a fonía. Eso significa que un operador puede seleccionar cualquier frecuencia portadora deseada a lo largo de la extensión de esa subbanda y emitir y recibir señales en un ancho de 3 kHz adyacente a la frecuencia de la portadora. El receptor típico normalmente empleará una ancho de recepción que coincida con el estándar de 3 kHz para SSB, demodulando cualquier señal que se reciba dentro de esa franja de 3 kHz en audio. Para recibir una señal correctamente, el ancho de recepción del receptor debe estar alineado mediante la sintonía con la posición precisa del ancho de la señal que se está recibiendo. De lo contrario, si hay una desalineación entre la posición de la banda de recepción y la posición de la señal emitida, la recepción podría sonar distorsionada y ser ininteligible. La distorsión de audio de una señal recibida se escucha claramente a medida que se “sintoniza” gradualmente para corregirla y hacerla coincidir con el registro de la franja de recepción.
Además, dado que no existen canales predefinidos a lo largo de la banda para mantener las señales de las diferentes estaciones separadas adecuadamente entre sí, como sucede con las operaciones de FM, es fácil que las señales se “superpongan” en el mismo espacio del espectro y provoquen interferencias. La estación receptora demodulará todas y cada una de las señales dentro de su ancho de recepción de 3 kHz, siendo a veces múltiples señales diferentes. Una parte de cada señal se escuchará en el audio de recepción, con diversos grados de distorsión e interferencia con la señal deseada. Se puede utilizar un ancho de banda de recepción más estrecho implementando filtros de recepción, lo que ayuda a reducir cualquier interferencia de este tipo de señales cercanas en la banda. Se pueden implementar filtros de recepción para atenuar señales no deseadas o ruido cerca de la banda de trabajo para que el operador pueda demodular y escuchar la señal deseada con mayor facilidad.

Estos son algunos de los retos en operaciones SSB, sintonizando cuidadosamente de manera continua en lugar de pasar rápidamente por canales predefinidos e implementar de forma inteligente varias técnicas de filtrado para aislar y seleccionar sólo la señal deseada de entre las varias posibles que se ubiquen cerca de la posición de la franja en la que se está operando. Se requiere un poco más de atención a los detalles para asegurarse de que la señal se mantenga dentro de las franjas de bandas destinadas a los modos SSB.
La buena práctica de los radioaficionados también requiere que seas considerado en frecuencia, teniendo cuidado de garantizar que haya una franja adecuada que no esté en uso cerca de la frecuencia portadora seleccionada antes de empezar a emitir, para así minimizar cualquier interferencia con otras estaciones. Y cuando se produzcan interferencias, sé correcto y baraja la posibilidad de moverte a otra frecuencia dentro de la banda para seguir tus operaciones.

— Stu, WØSTU

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