2. MICROONDAS
• Se describe como microondas a aquellas ondas
electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 500
MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente,
las señales de microondas, a causa de sus altas
frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente
pequeñas, de ahí el nombre de “micro” ondas. Así por
ejemplo la longitud de onda de una señal de microondas
de 100 GHz es de 0.3 cm., mientras que la señal de 100
MHz, como las de banda comercial de FM, tiene una
longitud de 3 metros. Las longitudes de las frecuencias
de microondas van de 1 a 60 cm., un poco mayores a la
energía infrarroja
4. MICROONDAS ANALÓGICAS Y
DIGITALES
• La gran mayoría de los sistemas actuales de
radio de microondas es de modulación de
frecuencia, que es de naturaleza analógica. Sin
embargo, en fechas recientes se han elaborado
nuevos sistemas que usan modulación por
conmutación de fase, o por amplitud en
cuadratura, que son formas básicamente de
modulación digital
5. La diferencia principal entre los
sistemas satelitales y terrestres
de radio, es que los sistemas
satelitales propagan señales
fuera de la atmósfera terrestre,
por lo que son capaces de llevar
señales mucho más lejanas,
usando menos transmisores y
receptores
6. MODULACIÓN DE FRECUENCIA Y
AMPLITUD
• En los sistemas de radio de microondas se usa modulación en frecuencia
(FM) más que modulación en amplitud (AM), esto se explica porque las
señales de amplitud modulada son más sensibles a no linealidades de
amplitud también son inherentes a los amplificadores de microondas de
banda ancha. En cambio las señales emitidas en frecuencia modulada son
relativamente más robustos a esta clase de distorsión no lineal, y se
pueden transmitir por amplificadores que tengan no linealidad de
compresión o de amplitud, con relativamente poco demérito. También, las
señales emitidas en FM son menos sensibles al ruido aleatorio y se pueden
propagar con menores potencias de transmisión.
• El ruido de intermodulacion es un factor imprescindible en el diseño de
sistemas de radio FM. En los sistemas de AM, este ruido es provocado a la
no linealidad de amplitud en la repetidora. En los sistemas de FM, el ruido
de intermodulacion es provocado principalmente por la distorsión de la
ganancia de transmisión y del retardo. En consecuencia, en los sistemas
FM es una función de la amplitud de la señal y de la magnitud de la
desviación en frecuencia. Así las características de las señales de
frecuencia modulada son más adecuadas para la transmisión por
microondas que las de amplitud modulada.
7. RADIOTRANSMISOR DE MICROONDAS
DE FM
• En la transmisión de microondas de FM que se muestra un diagrama de
bloques del transmisor, una red de preénfasis es el que antecede al
desviador de FM. Esta red de preénfasis proporciona un impulso artificial a
la amplitud de las frecuencias de la banda base superior. Permitiendo que
las frecuencias de la banda base inferior modulen la frecuencia de la
portadora de FI, y que la frecuencia de la banda base superior modulen la
fase de esa portadora. Con este diagrama de bloques se asegura una
relación de señal a ruido más uniforme en todo el espectro de banda base.
La etapa del desviador de FM entrega la modulación de la portadora de FI
que al finalizar se convierte en la principal portadora de microondas,
normalmente las frecuencias típicas intermedias están entre 60 y 80 MHz,
donde lo más adecuado es 70MHz. En el desviador FM se usa modulación
en frecuencia de bajo índice. Donde los índices de modulación se
mantienen entre 0.5 y 1, de esta manera se realiza una señal FM de banda
angosta en la salida del desviador, en consecuencia el ancho de banda de
la F1 se asemeja a la de AM común y se aproxima al doble de la frecuencia
máxima de la banda base.
9. RADIORECEPTOR DE MICROONDAS DE
FM
• Diagrama de bloques del receptor: Se muestra el radio
receptor de microondas de FM, donde el bloque de la red
separadora de canales proporciona el aislamiento y el
filtrado necesario para separar canales de microondas
individuales, y dirigidos hacia sus respectivos receptores.
El filtro pasa banda, el mezclador AM y el oscilador de
microondas bajan las frecuencias desde RF de
microondas hasta las F1, y las pasan al demodulador FM.
Donde este demodulador es un detector convencional,
no coherente de FM. A la salida del detector de FM, una
red de deénfasis restaura la señal de banda base a sus
características originales de amplitud en función de la
frecuencia.
10. VENTAJAS DE LAS RADIOCOMUNICACIONES
POR MICROONDAS
• Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de derecho de vía entre
estaciones.
• Cada estación requiere la compra o alquiler de solo una pequeña extensión
de terreno.
• Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de
microondas pueden llevar grandes cantidades de información.
• Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que requieren
antenas relativamente pequeñas.
• Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a obstáculos
físicos, como por ejemplo, a través del agua o las montañas altas.
• Para la amplificación se requieren menos repetidores.
• La distancia entre los centros de conmutación son menores.
• Se reducen al mínimo las innataciones subterráneas.
• Se introducen tiempos mínimos de retardos.
• Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía.
11. TECNOLOGÍAS USADAS EN LA
TRANSMISIÓN POR MEDIO DE MICROONDAS
• Al inicio, la tecnología de microondas, fue
construyendo dispositivos de guía de onda:
llamados "fontaneros". Luego surgió una
tecnología híbrida:
12. Microondas EE.UU.
Banda Rango de frecuencia Origen del nombre,
Banda I hasta 0,2 GHz
Banda G 0,2 a 0,25 GHz
Previous, dado que los
primeros rádares del Reino
Banda P 0,25 a 0,5 GHz Unido utilizaron esta banda,
pero luego pasaron a
frecuencias más altas
Banda L / LW 0,5 a 1,5 GHz Long wave (Onda larga)
Banda S / SW 2 a 4 GHz Short wave (Onda corta)
13. Microondas EE.UU.
Banda S / SW 2 a 4 GHz Short wave (Onda corta)
Banda C 4 a 8 GHz Compromiso entre S y X
Usada en la II Guerra
Mundial por los sistemas de
Banda X 8 a 12 GHz control de fuego, X de cruz
(como la cruz de la retícula
de puntería)
Banda Ku 12 a 18 GHz Kurz-unten (bajo la corta)
Banda K 18 a 26 GHz Alemán Kurz (corta)
Banda Ka 26 a 40 GHz Kurz-above (sobre la corta)
Very high frequency (Muy
Banda V 40 a 75 GHz
alta frecuencia)
Banda W 75 a 111 GHz W sigue a V en el alfabeto
14. Microondas UE, OTAN
Banda Rango de frecuencia
Banda A hasta 0,25 GHz
Banda B 0,25 a 0,5 GHz
Banda C 0,5 a 1 GHz
Banda D 1 a 2 GHz
Banda E 2 a 3 GHz
Banda F 3 a 4 GHz
Banda G 4 a 6 GHz
Banda H 6 a 8 GHz
Banda I 8 a 10 GHz
Banda J 10 a 20 GHz
Banda K 20 a 40 GHz
Banda L 40 a 60 GHz
Banda M 60 a 100 GHz
15. RADIO ENLACE MICROONDAS
• Son sistemas de transmisión de información
que utilizan las ondas electromagnéticas, a
través, de un medio no guiado como es el
espacio, para efectuar enlaces punto a punto.
Un radioenlace terrestre o microondas terrestre
provee conectividad entre dos sitios (estaciones
terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS)
usando equipo de radio con frecuencias de
portadora por encima de 1 GHz.
16. Ventajas de las radiocomunicaciones
por microondas
• Los radios de microondas emiten señales usando como
medio la atmósfera terrestre, entre transmisores y
receptores, para una mejor emisión y recepción, estos
se encuentran en la cima de torres a distancias de 15 a
30 millas. Así los sistemas de radio de microondas
tienen la ventaja obvia de contar con capacidad de
llevar miles de canales ede información entre dos
puntos, dejando a un lado la necesidad de instalaciones
físicas, tales como los cables coaxiales o fibras ópticas
17. • . Así claro esta, se evita la necesidad de adquirir
derechos de vías a través de propiedades privadas,
además las ondas de radio se adaptan mejor para
salvar grandes extensiones de agua, montañas
altas o terrenos muy boscosos que constituyes
formidables obstáculos para los sistemas de cable.
• Entre las ventajas de radio de microondas están las
siguientes.
• Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones
de derecho de vía entre estaciones.
• Cada estación requiere la compra o alquiler de solo
una pequeña extensión de terreno.
18. Ventajas de las radiocomunicaciones
por microondas
• Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de
microondas pueden llevar grandes cantidades de información.
• Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que
requieren antenas relativamente pequeñas.
• Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a
obstáculos físicos, como por ejemplo, a través del agua o las
montañas altas.
• Para la amplificación se requieren menos repetidores.
• La distancia entre los centros de conmutación son menores.
• Se reducen al mínimo las innataciones subterráneas.
• Se introducen tiempos mínimos de retardos.
• Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía.
• Son factores importantes la mayor confiabilidad y menores tiempos
de mantenimiento
19. • Existen enlaces punto a multipunto y multipunto a punto.
[pic]
La forma de onda emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM)
o digital. Las microondas son ondas electromagnéticas cuyas frecuencias se
encuentran dentro del espectro de las súper altas frecuencias, SHF.
ONDA ELECTROMAGNETICA
[pic]
ENLACES SATELITALES: Es un sistema de comunicaciones constituido
por un satélite, que es un repetidor radioeléctrico que se encuentra en el
espacio. Estos pueden ser:
SATELITALES ORBITALES: Son los que giran alrededor de la tierra, en un
patrón elíptico.
SATELITALES GEOESTACIONARIOS: Son satélites que giran en un patrón
circular con una velocidad angular similar a la tierra.
20. • [pic]
ENLACES TERRESTRES: Es el sistema de comunicaciones entre puntos
fijos situados sobre una superficie terrestre.
[pic]
ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MICROONDAS
• Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores
intermedios.
• La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por
la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico.
• La distancia entre repetidores se llama Vano, esta depende directamente
de la frecuencia.
[pic]
Los repetidores son un tipo especial de estación base localizada a cierta
distancia de la base de operaciones del sistema, pueden ser: Activos y Pasivos, en los
repetidores pasivos o reflectores No hay ganancia y se limitan a cambiar la dirección del haz
radioelectrónico.
21. RADIOCOMUNICACIÓN
• La radiocomunicación es una forma de telecomunicación que se realiza a
través de ondas de radio u ondas hertzianas, la que a su vez está
caracterizada por el movimiento de los campos eléctricos y campos
magnéticos. La comunicación vía radio se realiza a través del espectro
radioeléctrico cuyas propiedades son diversas dependiendo de su bandas
de frecuencia. Así tenemos bandas conocidas como baja frecuencia, media
frecuencia, alta frecuencia, muy alta frecuencia, ultra alta frecuencia, etc.
En cada una de ellas, el comportamiento de las ondas es diferente.
• Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisión, radio,
radar y telefonía móvil están incluidos en esta clase de emisiones de
radiofrecuencia.
22. • Las bases teóricas de la propagación de ondas
electromagnéticas fueron descritas por primera vez por
James Clerk Maxwell. Heinrich Rudolf Hertz, entre 1886 y
1888, quien fue el primero en validar experimentalmente la
teoría de Maxwell.
• Es difícil atribuir la invención de la radio a una única persona.
En diferentes países se reconoce la paternidad en clave
local: Aleksandr Stepánovich Popov hizo sus primeras
demostraciones en San Petersburgo, Rusia; Nikola Tesla en
San Luis (Misuri) y Guillermo Marconi en el Reino Unido.
• El primer sistema práctico de comunicación mediante ondas
de radio fue el diseñado por el ingeniero Guillermo Marconi,
quien en el año 1901 realizó la primera emisión trasatlántica
radioeléctrica.
• Aún así, la primera patente de la radio fue hecha por Nikola
Tesla, probablemente primer inventor del sistema de
comunicación por radio, y así lo reconoció la oficina de
patentes
23. • Sistemas AM y FM
• Sistemas de transmisión AM y FM.
• [editar] Amplitud modulada
• Artículo principal: Amplitud modulada.
• En el sistema de modulación de amplitud (AM), la
señal (de baja frecuencia) se superpone a la
amplitud de ondas hertzianas portadora (de alta
frecuencia), esto se logra multiplicando las señales.
• [editar] Frecuencia modulada
• Artículo principal: Frecuencia modulada.
• En el sistema de modulación de frecuencia (FM), la
amplitud de la onda portadora se mantiene
constante, pero la frecuencia varía según la
cadencia de las señales moduladoras. Este sistema
permite eliminar parásitos e interferencias, y
reproduce el sonido con mayor fidelidad
24. • Radiodifusión AM y FM
• Artículo principal: Radio (medio de comunicación).
• Las primeras transmisiones regulares, comenzaron en 1920. Antes de la llegada de la televisión, la radiodifusión
comercial incluía no solo noticias y música, sino dramas, comedias, shows de variedades, concursos y muchas
otras formas de entretenimiento, siendo la radio el único medio de representación dramática que solamente
utilizaba el sonido. Actualmente la radio es el medio en el que algunos géneros del periodismo clásico alcanzan
su máxima expresión.
• [editar] Radios comunitarias
• Artículo principal: Radio comunitaria.
• En la historia reciente de la radio, han aparecido las radios de baja potencia, constituidas bajo la idea de radio
libre o radio comunitaria, con la idea de oponerse a la imposición de un monólogo comercial de mensajes y que
permitan una mayor cercanía de la radio con la comunidad.
• [editar] Televisión
• Artículo principal: Televisión.
• La televisión hasta tiempos recientes, principios del siglo XXI, fue analógica totalmente y su modo de llegar a los
televidentes era mediante el aire con ondas de radio en las bandas de VHF y UHF. Pronto salieron las redes de
cable que distribuían canales por las ciudades. Esta distribución también se realizaba con señal analógica; las
redes de cable debían tener una banda asignada, más que nada para poder realizar la sintonía de los canales
que llegan por el aire junto con los que llegan por cable. En los años 1990 aparecen los sistemas de alta
definición, primero en forma analógica y luego, en forma digital.
• [editar] Radioaficionados
• Artículo principal: Radioaficionados.
• La radioafición es tanto una afición como un servicio en el que los participantes utilizan varios tipos de equipos de
radiocomunicaciones para comunicarse con otros radioaficionados para el servicio público, la recreación y la
autoformación. Los operadoradores de radioafición gozan (y, a menudo en todo el mundo) de comunicaciones
inalámbricas personales entre sí y son capaces de apoyar a sus comunidades con comunicaciones de
emergencia y de desastres si es necesario.
25. Simbología
• Podemos encontrar una simbología estándar para identificar los circuitos en RF y microondas.
• Amplificador. Sirve para amplificar las señales que se aplican a la entrada. El símbolo de un amplificador es el siguiente.
• Amplificador variable
• Antena. Dispositivo cuya función es emitir o recibir ondas electromagnéticas del o hacia el espacio. Su símbolo es el siguiente:
• Antena
• Filtro pasabandas. Un filtro pasabanda ideal presenta una banda de paso entre dos frecuencias de corte, de forma que en este rango
de frecuencias la señal no se ve atenuada. En cambio si el valor de frecuencia se encuentra por debajo del límite inferior fl de dicha
banda o por encima del límite superior fh la señal se atenúa.
• Filtro pasa-altos. Los filtros pasa-altas son circuitos que atenúan todas las señales cuya frecuencia está por debajo de una frecuencia
de corte específica ωc y pasa todas aquellas señales cuya frecuencia es superior a la frecuencia de corte. Es decir, el filtro pasa altos
funciona en la forma contraria al filtro pasa bajos.
• Filtro pasa altos
• Filtro pasa-bajos. Es el filtro cuyo funcionamiento es el siguiente; permite el paso de señales de frecuencias desde 0 hercios hasta una
frecuencia f1 y de esa frecuencia en adelante no permite paso de señal.
• Filtro pasa bajos
• Generador de señal . Circuito que tiene la función de generar las señales necesarias para la operación de los sistemas de microondas.
Generalmente la fuente de la señal es un oscilador. La figura muestra un esquemático típico de un oscilador.
• Generador de señal
• Atenuadores. Circuitos cuya función es reducir el nivel de potencia de la señal en un valor determinado. Típicamente se forman de
resistencias en formación π o delta (Δ). Como se muestra en la siguiente figura.
• Atenuador fijo
• Atenuador variable
• Divisor de potencia (splitter). Circuito que tiene la función de recibir una señal y dividir su potencia en dos o más salidas. Normalmente
se forma de transformadores balanceados.
• Divisor o splitter
• Conmutador (switch). Circuito cuya función consiste en seleccionar y conectar, de dos o más entradas una salida.
• Conmutador
• Circulador. Es un conmutador rotativo que conecta una o varias entradas a una o varias salidas. Se usa típicamente en radares.
• Circulador
• Duplexer. Filtro de dos bandas en un mismo circuito, para seleccionar dos bandas de frecuencias a la vez. Por ejemplo, las frecuencias
“fordward” y las frecuencias de reversa en los sistemas de cable.
• Duplexer
