1 introducción- Propagación de Ondas

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Introducción a los sistemas radioeléctricos:

Radiocomunicación: Términos y definiciones fundamentales
Servicios de radiocomunicación
Estaciones radioeléctricas
Modos de exploración
Gestión de las frecuencias radioeléctricas
Parámetros y características de una radiocomunicación

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1 introducción- Propagación de Ondas

  1. 1. Francisco A. Sandoval Propagación de Ondas 2014 fralbe.com
  2. 2. Agenda • Preludio • Presentación del Plan Académico • Aula: Introducción a las Radiocomunicacionesfralbe.com
  3. 3. RADIOCOMUNICACIÓN fralbe.com
  4. 4. TÉRMINOS Y DEFINICIONES FUNDAMENTALES fralbe.com
  5. 5. Términos y Definiciones • Radiocomunicación: Telecomunicaciones realizadas por medio de las ondas radioeléctricas. • Ondas radioeléctricas: (UIT) ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio sin guía artificial y cuyo límite superior de frecuencia se fija, convencionalmente, en 3000 GHz. • Radiocomunicación espacial: radiocomunicación que hace uso de elementos situados en el espacio. fralbe.com
  6. 6. Términos y Definiciones • Radiocomunicación terrenal: toda radiocomunicación distinta de la espacial y de la radioastronomía. • Técnica de radiocomunicación: superposición de la información que se desea transmitir en una onda electromagnética soporte, llamada portadora. Inserción de esa información constituye el proceso denominado modulación. • Antena: onda modulada se envía al medio de propagación a través de un dispositivo de acoplamiento con el medio denominado antena. fralbe.com
  7. 7. Términos y Definiciones • Transmisión: conjunto de equipos para el tratamiento de la información: moduladores, filtros, antenas, en un sistema de radiocomunicación. • Radiación: flujo saliente de energía de una fuente cualquiera en forma de ondas electromagnéticas. fralbe.com
  8. 8. Términos y Definiciones • Emisión: producción de radiación o la radiación producida por una estación transmisora radioeléctrica. • Receptor: conjunto de equipos para el tratamiento de la señal recibida: antena, amplificadores, demodulador, filtros. • Umbral: relación mínima admisible entre la potencia de la señal útil y la potencia equivalente del ruido y la interferencia. • Cobertura: depende del tipo e intensidad de las perturbaciones. fralbe.com
  9. 9. Sistema Básico de Radiocomunicación SEÑAL MODULADOR (dispersión de energía) TRANSMISOR (potencia, anchura de banda, densidad espectral) ANTENA TRANSMISORA (diagrama de radiación, polarización) PORTADORA (estabilidad de frecuencia) PROPAGACIÓN (atenuación espacial, absorción, desvanecimiento, efecto duppler, despolarización) Señal deseada (S) S fralbe.com
  10. 10. Sistema Básico de Radiocomunicación SEÑAL MODULADOR (dispersión de energía) TRANSMISOR (potencia, anchura de banda, densidad espectral) ANTENA TRANSMISORA (diagrama de radiación, polarización) PORTADORA (estabilidad de frecuencia) PROPAGACIÓN (atenuación espacial, absorción, desvanecimiento, efecto duppler, despolarización) Señal Interferente (I) I fralbe.com
  11. 11. Sistema Básico de Radiocomunicación SEÑAL RECIBIDA DEMODULADOR (S/N, S/I) RF/FI (estabilidad, selectividad, respuestas no deseadas) ANTENA RECEPTORA (diagrama de radiación, polarización) ENRADA DEL RECEPTOR (factor de ruido C/N, C/I) RUIDO (fuente, naturaleza, propagación, densidad espectral) S R I fralbe.com
  12. 12. SERVICIOS DE RADIOCOMUNICACIÓN fralbe.com
  13. 13. Definición • Servicio que implica la emisión y/0 recepción de ondas radioeléctricas con fines de transmisión/recepción de información, para la cobertura de necesidades de telecomunicaciones o de tipo científico o industrial. fralbe.com
  14. 14. Clasificación, según tipo de Rc. • Servicio fijo: se presta entre puntos fijos determinados. • Servicio móvil: se realiza con estaciones móviles entre sí o con una o más estaciones fijas. • Servicio de radiodifusión: sus emisiones se destinan a la recepción directa por el público en general. fralbe.com
  15. 15. Clasificación, según su aplicación • Servicios de radio determinación, que incluyen a los de radionavegación y radiolocalización. • Servicios de exploración de la Tierra por satélite. • Servicios de radioastronomía e investigación espacial. • Servicios de frecuencias patrón y señales horarias. • Servicios de aficionados. fralbe.com
  16. 16. ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS fralbe.com
  17. 17. Definición • Conjunto de uno o más transmisores o receptores o una combinación de los mismos, que son necesarios para el establecimiento de un servicio de radiocomunicación en un lugar determinado. fralbe.com
  18. 18. Clases de estaciones • Estación terrenal: aquella que efectúa radiocomunicaciones terrenales. • Estación espacial: se encuentra en el espacio. • Estación terrena: situada en la superficie de la Tierra, o la atmósfera, establece comunicaciones espaciales. • Estación fija: estación de servicio fijo. • Estación móvil: estación de servicio móvil que se utiliza en movimiento. fralbe.com
  19. 19. MODOS DE EXPLORACIÓN fralbe.com
  20. 20. Modos de Exploración: • Exploración simplex: permite transmitir, alternativamente, en uno u otro sentido de un canal de radiocomunicación. • Exploración dúplex: permite la transmisión simultánea en los dos sentidos de un canal de radiocomunicación. • Exploración semiduplex: modo de exploración símplex en un punto del enlace de radiocomunicación y dúplex en otro u otros. fralbe.com
  21. 21. GESTIÓN DE LAS FRECUENCIAS RADIOELÉCTRICAS fralbe.com
  22. 22. Espectro Radioeléctrico Número de la banda (N) Símbolos (en inglés) Gamas de frecuencias (excluido el límite inferior pero incluido el superior ) Designación métrica correspondiente Abreviaturas métricas para las bandas 4 VLF 3 a 30 kHz Ondas miriamétricas B. Mam 5 LF 30 a 300 kHz Ondas kilométricas B. Km 6 MF 300 a 3000 kHz Ondas hectométricas B. hm 7 HF 3 a 30 MHz Ondas decamétricas B. dam 8 VHF 30 a 300 MHz Ondas métricas B. m 9 UHF 300 a 3000 MHz Ondas decimétricas B. dm 10 SHF 3 a 30 GHz Ondas centimétricas B. cm 11 EHF 30 a 300 GHz Ondas milimétricas B. mm 12 300 a 3000 GHz Ondas decimétricas fralbe.com
  23. 23. Bandas Radiodifusión Banda I 41 – 68 MHz Banda II 87,5 – 108 MHz Banda III 162 – 230 MHz Banda IV 470 – 582 MHz Banda V 582 – 960 MHz Banda VI 12 GHz (radiodifusión por satélite) Designación de algunos textos del Sector de Radiocomunicaciones de la UIT y la Unión Europea de Radiodifusión (UER) relativo a radiodifusión y TV. fralbe.com
  24. 24. Bandas de microondas Banda Frencuencias (GHz) L 1 – 2 S 2 – 4 C 4 – 8 X 8 – 12 Ku 12 – 18 K 18 – 27 Ka 27 – 40 mm 40 - 300 Denominación antigua derivada del radar, aún utilizada para microondas fralbe.com
  25. 25. Características de Propagación • Onda de superficie (OS), para frecuencias inferiores a 30 MHz, con largos alcances y gran estabilidad de las señales. El tipo de terreno influye de forma notable en la propagación. fralbe.com
  26. 26. Características de Propagación • Onda ionosférica (OI), para frecuencias comprendidas entre 3 y 30 MHz. La propagación tiene lugar por reflexión de las ondas en las capas ionizadas que circundan la Tierra a gran altura (ionosfera). Se consiguen grandes alcances, pero hay cierto grado de inestabilidad en las señales. • Ondas espacial (OE), para frecuencias superiores a 30 MHz. La propagación se realiza a través de las capas bajas de la atmósfera terrestre (troposfera). Eventualmente, puede tomar parte el suelo. Se distingue entre tres sub-modos: fralbe.com
  27. 27. Características de Propagación – Onda Directa (OD), que enlaza transmisor con receptor. – Onda Reflejada (OR), que conecta el transmisor y el receptor a través de una reflexión en el terreno subyacente. – Onda de Multitrayecto (ORM), que son ondas que alcanzan el receptor tras sufrir reflexiones en capas frontera de estratos troposféricos. fralbe.com
  28. 28. Características de Propagación • Onda de dispersión troposférica (ODT), se basa en reflexiones difusas ocasionadas por discontinuidades debidas a variaciones turbulentas de las constantes físicas de la tropósfera. fralbe.com
  29. 29. Modalidades de propagación para diferentes bandas de frecuencias fralbe.com
  30. 30. Modalidades de propagación para diferentes bandas de frecuencias fralbe.com
  31. 31. Modalidades de propagación para diferentes bandas de frecuencias fralbe.com
  32. 32. PARÁMETROS Y CARACTERÍSTICAS DE UNA RADIOCOMUNICACIÓN fralbe.com
  33. 33. Parámetros y Características de emisiones • Clase de emisión: conjunto de características de una emisión. Ej: tipo de modulación de la portadora principal, la naturaleza de la señal modulada.Tipo de información que se tx, etc. • Anchura de banda necesaria y ocupada. – AB necesaria: AB de frecuencias estrictamente suficiente para asegurar la tx de la información a la velocidad de tx y con la calidad requerida en condiciones específicas. – AB ocupada: AB de frecuencias tal que, por debajo de su frecuencia límite inferior y por encima de su frecuencia límite superior, se emitan potencias medias iguales cada una a un porcentaje específico, de la potencia media total de la emisión. fralbe.com
  34. 34. Parámetros y Características de emisiones • Tolerancia de frecuencia de una emisión: desviación máxima entre la frecuencia asignada y la situada en el centro de la banda de frecuencias ocupada por una emisión. • Emisiones no deseadas: emisiones que se producen en un equipo como consecuencia de imperfecciones del mismo. • Potencia: se especifica según la clase de emisión: – Potencia en la cresta de la envolvente – Potencia media de la onda modulada – Potencia de portadora. fralbe.com
  35. 35. Parámetros y Características de emisiones • Polarización de una onda: es definida a partir de la orientación del vector campo eléctrico. Casos: – Polarización horizontal – Polarización vertical – Polarización oblicua – Polarización circular fralbe.com
  36. 36. Denominación de Emisiones Se denominan según anchura de banda, clase y características adicionales. • Anchura de banda – 3 cifras y una letra. – Entre 0.001 y 999 Hz, en Hz (letra H) – Entre 1,00 y 999 KHz, en KHz (letra K) – Entre 1,00 y 999 MHz, en MHz (letra M) – Entre 1,00 y 999 GHz, en GHz (letra G) fralbe.com
  37. 37. Denominación de Emisiones ABN Código 400 Hz 400 H 2,4 KHz 2 K 40 180,4 KHz 180 K 180,6 KHz 181 K 1,25 MHz 1 M 25 10 MHz 10 M 0 ABN = Anchura de Banda Normalizada fralbe.com
  38. 38. Denominación de Emisiones • La clase de emisión – 3 símbolos (+ símbolos opcionales) – Primer símbolo: tipo de modulación de la portadora principal. Modulación Símbolo Ninguna (onda continua) N Amplitud, doble banda lateral A Banda lateral única H Banda lateral residual C Frecuencia F fralbe.com
  39. 39. Denominación de Emisiones – Segundo símbolo: naturaleza de la señal modulada. Señal Modulada Símbolo Ninguna 0 1 canal digital 1 1 canal analógico 3 2 canales múltiplex 8 fralbe.com
  40. 40. Denominación de Emisiones – Tercer símbolo: tipo de información Tipo de información Símbolo Ninguna N Datos D Fonía E Video F fralbe.com
  41. 41. Denominación de Emisiones – Cuarto símbolo: señal modulada Características señal modulada Símbolo Sonido calidad comercial J Sonido calidad radiodifusión G Sonido calidad radiodifusión estéreo H Vídeo en color N fralbe.com
  42. 42. Denominación de Emisiones – Quinto símbolo: características del multiplaje cuando la señal modulada es múltiplex. Tipo de multiplaje Símbolo Ninguno N Frecuencia (FDM) F Tiempo T fralbe.com
  43. 43. Denominación de Emisiones, ejemplos 1. Telefonía Doble Banda Lateral, con ABN = 6000 Hz y sonido de calidad comercial: 6 K 00 A 3 E J N 2. Telefonía Banda Lateral Única con portadora completa,ABN = 3000 Hz y calidad comercial: 3 K 00 H 3 E J N 3. Radiodifusión sonora con doble banda lateral, monoaural,ABN = 8000 Hz: 8 K 00 A 3 E G N fralbe.com
  44. 44. REFERENCIAS fralbe.com
  45. 45. Referencias • Hernando rábanos, José María. Transmisión por Radio, Cuarta Edición, Editorial Centro de Estudios Ramón Areces, S. A., 2003. fralbe.com
  46. 46. Esta obra esta bajo licencia Creative Commons de Reconocimiento, No Comercial y Sin Obras Derivadas, Ecuador 3.0 www.creativecommons.org www.fralbe.com fralbe.com

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