Clase Propagacion 2014 - 00

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  • 8/16/2019 Clase Propagacion 2014 - 00

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    Propagación de Ondas de

    RadioUNAH

    2013

    [email protected]

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    OBJETIVO

    • Que el estudiante adquiera los conocimientos de los principiosfundamentales que rigen la propagación de ondas electromagnéticasen el espacio para poder analizar y diseñar sistemas de transmisiónde ondas electromagnéticas, en la atmósfera, cumpliendo las

    condiciones deseadas para diferentes tipos de aplicaciones encomunicaciones.

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    CONTENIDO

    • Introducción: Descripción general, el sistema deradiocomunicaciones, papel de la propagación

    • Radiación electromagnética y las Antenas: Ecuaciones de Maxwell,Dipolo Eléctrico, Características y propiedades de las antenas

    • Propagación en el Espacio Libre: Dispersión de los campos,atenuación del espacio libre.

    • Constitución del Medio de Propagación: Características de lasuperficie terrestre, características de las tropósfera, característicasde las estratósfera, características de la ionósfera.

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    CONTENIDO

    • Espectro Electromagnético y Mecanismos de Propagación:

    Clasificación de las ondas electromagnéticas, Clasificación de lasondas de radiocomunicación y su atribución a los diferentes serviciosde telecomunicaciones, Ejemplos de arreglos de canales de radio,

    Mecanismos de propagación predominantes a diferentesfrecuencias.

    • Propagación de Onda Superficie: Condiciones para su propagación,cálculo del campo recibido, métodos de predicción.

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    CONTENIDO

    • Propagación de la onda espacial: Propagación sobre tierra plana,curvatura de la tierra, propagación sobre tierra esférica, efecto de lano homogeneidad de atmósfera, métodos para incorporar larefracción de la atmosfera, radio ficticio de la tierra, onda reflejada

    en la tierra, coeficiente de reflexión. Solución Óptica, condicionespara la utilización, principio de Huygen-Fressnel, Zonas de Fresnel.Anomalías atmosféricas.

    • Propagación de da Onda Difractada: Difracción de ondas sobre lacurvatura de la tierra, difracción de ondas por obstáculos.

    • Desvanecimientos: Desvanecimientos producidos por la atmosfera,desvanecimientos por reflexiones, medidas técnicas para sumitigación, diversidad de espacio y frecuencia

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    CONTENIDO

    • Cálculo de Radioenlaces: Estudios preliminares, selección de lossitios de las estaciones radioeléctricas, sistemas de geo-posicionamiento, mapas cartográficos, mapas digitales, perfil deltrayecto del enlace, proceso de diseño. Utilización de documentación

    de proveedores de equipos comerciales, Métodos de cálculoconvencionales y la utilización de herramientas informáticas. Cálculode interferencias.

    • Reflectores y Repetidores Pasivos: Utilización de reflectores yrepetidores pasivos, ejemplos de cálculos.

    • Métodos de Predicción de la Propagación: Método de larecomendación UIT-R P.1456-7, método de Okumura –Hata, métododel COST 231

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    BIBLIOGRAFIA

    • Microwave Engineering Land & Space Radiocommunications, GérardBarué, Wiley, 2008.

    • Antennas and Radiowave Propagation, R.E. Collin, McGraw Hill, 1986

    • Essentials of Radio Wave Propagation by Christopher Haslett,Cambridge University Press 2008

    Antennas and Propagation for Wireless Communication Systems,Second Edition, Simon R. Saunders, Alejandro Arago, Wiley, 2007

    • Introduction to Electromagnetic Wave Propagation, Rohan, Paul,Artech, 1991

    • Radio Wave Propagation, An Introduction for the Non-Specialist, JohnA. Richards, Springer, 2008

    • Antenna Theory: Analysis and Design 3rd ed. by C.A. Balanis, Wiley,2005

    • Fields and waves in Communication Electronics, Ramo, S., Whinnery,J., Van Duzer, T., Wiley, 1994

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    METODOLOGÍA

    • Clase magistral,

    • Exposiciones

    • Participación del alumno en clase en ejercicios dirigidos.

    • Trabajos de investigación

    • Solución de problemas individual y en grupo.

    • Uso de software (radiomobil, google earth, otros)

    • Proyecto de diseño.

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    CANAL DE COMUNICACION

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    Generalidades de las Ecuaciones de Maxwell

    Los fenómenoselectromagnéticos se

    pueden describir a

    partir de las cuatro

    ecuaciones de

    Maxwell

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    Generalidades de las Ecuaciones de Maxwell

    Ecuaciones de

    Maxwell para campos

    variables

    sinusoidalmente.

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    Permitividad:

    Es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es

    afectado por un medio.

    La permitividad del vacío es 8,8541878176x10-12 F/m.

    Permeabilidad:

    En física se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una

    sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través suyo los campos

    magnéticos, la cual está dada por la relación entre la intensidad de campo

    magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de

    dicho material.

    La permeabilidad del vacío es 4x10-7 N/A2.

    Permitividad y Permeabilidad

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    Medio isótropo:   Medio en el que las propiedades que lo definen son

    independientes de la dirección, pero pueden ser función de la posición en el

    medio, del tiempo, de la temperatura, etc.

    Medio anisótropo:  Medio en el que las propiedades que lo definen son

    función de la dirección.

    Medio homogéneo:  Medio en el que las propiedades que lo definen son

    independientes de la posición del punto en el medio, pero pueden depender 

    de variables tales como el tiempo, la dirección, la temperatura, etc.

    Medio inhomogéneo: Medio en el que las propiedades que lo definen son

    función de la posición del punto en dicho medio debido a la presencia de

    diferentes componentes.

    Tipos de Medios

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    Ondas Planas, Cilíndricas y Esféricas.

    Onda escalar

    homogénea

    Ondas Planas

    Ondas Cilíndrica

    Ondas Esféricas

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    Onda TEM

    1. Dirección de propagación  …………….. Eje Z

    2.   E y H son perpendiculares.

    3. No existen componentes en la dirección de propagación por lo que

    Ez = Hz = 0.

    4. Eje x paralelo a E  ……………………………… Ey = 0

    5. Eje y paralelo a H  ……………………………… Hx = 0

    6. Por ser una onda plana uniforme; E y H son uniformes en un plano perpendicular al

    eje Z.

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     Antenas

    Es un dispositivo conductor de dimensiones definidas que se conecta al

    final de la línea de transmisión (Coaxial, bifilar o guía de onda), y que se

    encarga de transmitir al ambiente, o irradiar, la señal suministrada por el

    equipo de comunicaciones.

    Es el que posee el comportamiento menos predecible, esto debido a que

    interacciona fuertemente con todo lo que lo rodea.

    Es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas

    electromagnéticas del espacio.

    Se pueden definir como los dispositivos que adaptan las ondas guiadas,

    que se transmiten por conductores o guías, a las ondas que se

    propagan en el espacio libre.

    Estructura acoplada a la salida del equipo cuya función es el enlace vía

    radio entre transmisores ya sean fijos o móviles.

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    Principales bandas de

    frecuencias

    Según la aplicación

    que se le quiera dar ala antena, el tamaño

    de ésta estará

    relacionado con la

    banda de frecuencias

    que queramos captar

    o transmitir.

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    Espectro Radioeléctrico

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