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INTRODUCCION INTRODUCCION El curso de Microondas y Fibra Óptica es de especial relevancia para el estudiante, ya que representa la base fundamental del conocimiento acerca de la transmisión de información por medio de señales radioeléctricas (inalámbricas), basado en la aplicación de los conocimientos fundamentales de la materia de Teoría Electromagnética. Dicha materia nos sirve de base a las asignaturas del ciclo superior como son Comunicaciones Inalámbricas, Comunicaciones Digitales, Antenas y Comunicación Vía Satélite, entre otras. La asignatura al perfil del egresado al permitirle analizar el comportamiento de las ondas electromagnéticas que viajan a través de la superficie terrestre y por el espacio, a fin de contar con los elementos necesarios para evaluar la eficiencia de las antenas (radiadores electromagnéticos), además, proporciona los métodos de estudio para realizar el análisis y la síntesis de las antenas básicas así como conocer los principios de funcionamiento de las antenas y los principales parámetros que describen sus características, las cuales son empleadas en sistemas de comunicación inalámbricos para transportar información de un punto a otro. El curso lleva una secuencia específica de adquisición de conocimientos, en donde los temas deben desarrollarse ascendentemente, empezando con el concepto de espectro radioeléctrico y los parámetros que distinguen una onda 1

Estudio de Propagacion Completo

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Esto es para aquellos que necesiten de una ayudita cuando los profes se ponen roñas.

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INTRODUCCION INTRODUCCIONEl curso de Microondas y Fibra pticaes de especial relevancia para el estudiante, yaquerepresentalabasefundamental del conocimiento acerca de la transmisin de informacin por medio de seales radioelctricas(inalmbricas),basado en la aplicacin de los conocimientos fundamentales de la materia de Teora Electromagntica. Dichamaterianossirvedebasealasasignaturasdel ciclosuperior como sonComunicacionesInalmbricas, Comunicaciones Digitales, Antenas y Comunicacin Va Satlite, entre otras. La asignatura al perfil del egresado al permitirleanalizar el comportamientodelas ondas electromagnticas que viajan a travs de la superficie terrestre y por el espacio,afindecontarconloselementos necesarios para evaluarla eficiencia de las antenas(radiadores electromagnticos), adems, proporciona los mtodos de estudio para realizar el anlisis y la sntesis de las antenas bsicasas como conocer los principios de funcionamiento de las antenas y los principales parmetros que describen suscaractersticas, las cuales son empleadas en sistemas de comunicacin inalmbricos para transportarinformacin de un punto a otro.El curso lleva una secuencia especfica de adquisicin de conocimientos, en donde los temas debendesarrollarse ascendentemente, empezandocon el concepto de espectro radioelctrico y losparmetros que distinguenuna onda radioelctrica, la definicin de una antena y la descripcin de las fuentes de radiacin; posteriormente seanalizaronlos diagramas de radiacin electromagntica para su aplicacina los campos de radiacin de una antena, analizando los parmetrosrelacionados con este fenmeno.A continuacin, se analizar la propagacin de las ondas electromagnticas emitidas por las antenas en el entorno terrestre y se evaluarn los fenmenos de reflexin y difraccin en la superficie 1terrestre y en las capasatmosfricas, as como los fenmenos de desvanecimiento que se presentan en la propagacin de las ondas, con lo que se pretendecomprender el fenmeno de radiacin electromagntica, los modelos de propagacin de las ondas electromagnticasenlosdistintosmediosenlosquetienenlugarlas ondas radioelctricas, as como los conceptos principales para el diseo y la caracterizacin de diversos tipos de antenasy enlaces de microondas.21. ESTUDIO DE PROPAGACIONEn un enlace inalmbrico, las ondas que se utilizan para la transmisin de informacin y que adems se propagan a travs de un medio fsico y deigual maneraenel espaciolibre, sevenafectadaspormltiples factores que pueden llegar a provocar la perdida de informacin o en el peor de los casos la perdida total de un enlace de microondas. Es por ello que se realiza lo que llamamos Estudio de Propagacin, que no es masquelasumadelasgananciasyprdidasquealolargodesu trayectoriavasufriendolaseal transmitida. Parael calculodetodos estos factores existenformulas ya establecidas, quenos permitirn establecer los parmetros de nuestros equipos para que la transmisin de informacin sea eficiente y que las caractersticas de operacin de estos, nos permitan tener la seguridad y fiabilidad en un enlace inalmbrico.Variossonlosfactoresqueafectanlatransmisindelasseales. Su intensidad se reduce cuando pasan por la lluvia o cualquier otro tipo de agente lquido que el aire contenga,como por ejemplo nubes, nieve, o escarcha. Cuanta ms alta sea la frecuencia mayor ser la atenuacin o prdida de seal que se produzca. Por esa razn las comunicaciones por arriba de los 10 GHz sobre largas distancias son muy difciles. Cuando no existe zona de silencio, o skip, a una cierta distancia de la antena, llegan simultneamente ondas superficiales y ondas espaciales. Dichas ondas, que han recorridocaminos distintos, llegan en fases que pueden ser coincidentes, diferentes, o francamente opuestas. Como las capasreflectorasdelaaltaatmsfera, comparablesaunamasade nubes, estconstantemente cambiando de altura y de constitucin, las diferencias de fases se hacensiempre variables. Por esa razn existen zonas donde el desvanecimiento es fluctuante,llegando a veces a anularse la propagacin cuando las ondas llegan con la misma intensidadpero enoposicin defase.Agrandesdistancias, dondelas ondas superficiales no llegan debido a la gran absorcinde su energa por parte de la corteza terrestre, los desvanecimientos pueden provenir tambinporel desfasedelasondas, peroestavezproducidoporla reflexin en diferentes capas de la alta atmsfera, en definitiva, porque las ondas recorrieron caminos de diferente longitud.Los factores que afectan la propagacin de energa en forma de ondas electromagnticas en un enlace terrestre son: Perdidas en el Espacio Libre Perdidas por Lluvia Perdidas por Vegetacin Perdidas en las Lneas de Transmisin3 Perdidas Miscelneas Perdidas por Reflexin Perdidas por Difraccin41.1 ETAPA TRANSMISORAA continuacin se muestra un diagrama general deSistema de Comunicacin Genrico, en donde se especifican las diferentes prdidas que sufre la seal a largo de su trayectoria desde la antena transmisora Tx hasta la receptora Rx:Ltt = Perdidas en las Terminales del TransmisorGt = Ganancia de la Antena TransmisoraLb = Perdidas por Espacio LibreGr = Ganancia de la Antera ReceptoraLt = Perdidas en la Lnea de TransmisinFig. 1 Sistema de Comunicacin GenricoA continuacin, se enumeraran cada uno de los parmetros que definen las ganancias y prdidas de la seal en un enlace de microondas.1.1.1 TRANSMISORUn transmisor es un equipo que emite una seal, cdigo o mensaje a travsdeunmedio.Eltransmisor deradioesuncasoparticular de transmisor, enel cual el soportefisicodelacomunicacinsonondas electromagnticas.El transmisor tienecomofuncincodificarseales pticas, mecnicasoelctricas, amplificarlas, yemitirlascomoondas electromagnticasatravsdeunaantena. Lacodificacinelegidase llama modulacin. Ejemplos de modulacin son: la amplitud modulada o la Modulacin de frecuencia. Un transmisor de radio toma la informacin que va a comunicarse y la convierte en una seal electrnica compatible con el medio de comunicaciones. Este proceso suele incluir la generacin de una portadora, la modulacin y la amplificacin. La seal se lleva despus por conductor simple, cable coaxial o gua de onda, a unaantenaqueladifundeporel espaciolibre. Enestecaptulose analizanlos circuitos ms comunes entransmisores deradio. Estos 5equipos incluyen amplificadores, multiplicadores de frecuencia, redes de acoplamientodeimpedanciasycircuitosdeprocesamientodevoz.El transmisoreslaunidadelectrnicaquetomalaseal deinformacin que se enva, y la convierte en una seal de RF que puede transmitirse a travs de grandes distancias. Todo transmisor tiene tres funciones bsicas. Primera, debe generar una seal de la frecuencia correcta en un punto deseado del espectro. Segunda, debe proporcionar cierta forma de modulacin para que la sealde informacin modifique la sealde la portadora. Tercera, debe efectuar la amplificacin de potencia suficiente paraasegurarqueel nivel delaseal sealobastantealtoparaque recorra eficazmente la distancia deseada.Potencia del Transmisor PT (dBm). La potencia de transmisor es usualmente especificada en la salida del modulo del transmisor se expresa en dBm. Esta potencia es configurable en la mayora de los equipos de microondas. Su valor viene dado en las hojasdeespecificacionesdelosequipos.Lamayoradelasveceses configurable va software.Caso prctico.Para el caso prcticode nuestro enlace de microondas el equipo de microondas que se va a utilizar es el modelo Liaisson 58 quenos ofrece una potencia detransmisinmximade27dBm.A continuacin se muestra una imagen del equipo seleccionado as como sus especificaciones tcnicas:6781.1.2 PERDIDAS EN LAS TERMINALES DEL TRANSMISOR Ltt (DB)Son las perdidas que se tienen enlos circuitos utilizadospara el acoplamiento del transmisor y la antena.Se obtiene mediante la siguiente expresin:9) )( (t t DFT TTL L L + LDFT (dB): Perdida en duplexores, circuladores y filtros del trasmisor = K = 1.5 dB. : (dB/m): Atenuacin del alimentador de antena por unidad de longitud.Lt (m): Longitud de la lnea de transmisin que alimenta a la antena.Como ala atenuacin del alimentador de la antena es despreciable, el factorSer tomado como el equivalente a la atenuacin que sufre la seal en las lneas de transmisin.Caso prctico. El modelo de cable a utilizar es el EWP43, que tiene una atenuacin de 2.983 dB cada 100 m., a una frecuencia de 5GHz, por lo que:Los clculos para los diferentes sitios que cuentan con una longitud de la lnea de transmisin de 20m. son: Porlotanto, parael sitioquecuentaconunalongituddelalneade transmisin de 40 m. el clculo es:A continuacin se muestra la tabla de los clculos de las perdidas en las terminales del transmisor para cada uno de los sitios remotos a comunicar:SITIO PERDIDA EN DUPLEXORES, CIRCULADORES Y FILTROS DEL TRASMISOR (dB)LONGITUD DE LA LINEA DE TRANSMISION(m)ATENUACION EN LAS LNEAS DE TRANSMISION (dB)PERDIDA TOTAL EN LAS TERMINALES DEL TRANSMISOR (dB)JALATENGO 1.5 20 0.596 2.096SUCHIXTEPEC 1.5 40 1.193 2.6931.1.3 RESISTENCIA DE RADIACION DE LA ANTENANo toda la potencia suministrada a la antena se irradia. Parte de ella se convierte en calor y se disipa. La resistencia de radiacin es una resistenciadelaantenaencayesigual alarelacindelapotencia radiada por la antena al cuadrado delacorrienteensupuntode alimentacin. Matemticamente, la resistencia de radiacin es: 10t) )( (t tL dB m cadadB m cada596 . 0 . 20983 . 2 . 100. 100 983 . 2 . 5 m cada dB GHz dB m cadadB m cada193 . 1 . 40983 . 2 . 100. 100 983 . 2 8 . 5 m cada dB GHz Donde:Rr= Resistencia de radiacin (ohms)P = Potencia radiada por la antena (Watts)I2 = Corriente de la antena en el punto de alimentacin (Amperes)112IPRr 1.1.4 GANANCIA DE LA ANTENA TRANSMISORA Gt (DB)Las antenasque se utilizan en los radioenlaces son normalmente reflectores de bocina o antenas parablicas alimentadas en el foco. Para enlaces superiores a los 2 GHz, las antenas no suelen tener un dimetro mayor a 3 metros.En el diseo de radioenlaces tienen importancia especialmente tres parmetros, Ganancia, Anchura del Haz y Diagrama de Radiacin. Podemosdefinir alagananciadeunaantena como el cociente entre la densidad de potencia radiada en una direccin y la densidad de potencia que radiara una antena isotrpica, a igualdad dedistanciasypotenciasentregadasalaantena.Esteparmetrose encuentra en las hojas de especificaciones de la antena a utilizar. Caso prctico.Debido a que la antena utilizada es la marcada con el modelo PXL8-44, dentro de la hoja de especificaciones de la misma, se hace ver que la ganancia de esta antena es de 39.2 dB. A continuacin se muestran las especificaciones tcnicas de la Antena seleccionada:La ganancia seobtieneeneste casopor mediodela siguiente frmula:D: es el dimetro de la antenaK: Rendimiento de la antenaf=: frecuencia de operacin12) ( 20 ) ( 20 10 4 . 20 ) ( GHz Logf m LogD Logk dB Gt+ + + Lagananciayaestestablecidaenlahojadeespecificacionesdela antena: G= 33.5 dBi131.2 PERDIDAS EN EL MEDIO DE PROPAGACION1.2.1 PERDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE FLS (dB)El estudio de propagacin se hace con el propsito de determinar que la potenciaderecepcinseamayorqueel umbral derecepcin.Enun enlacedemicroondas, debidoaqueel mediodepropagacindela informacin es el aire, la seal transmitida sufre perdidas o atenuaciones a lo largo de su trayectoria. Las perdidas en el espacio libre dependen de la distancia y la frecuencia, estn determinadas por el parmetro FLS, el cual se calcula mediante la siguiente frmula:D F FLS log 20 log 20 45 . 32 + + En donde:F = Frecuencia del enlace en MHz.D = Distancia del enlace en Km.Caso prctico. A continuacin se muestra una tabla con los respectivos valores de las perdidas en el espacio libre para cada uno de los sitios remotos a comunicar:ENLACE FRECUENCIA DE TRABAJO (MHz)DISTANCIA ENTRE SITIOS (Km)PERDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE (dB)JALATENGO-SUCHIXTEPEC5000 11 127.251.2.2 PERDIDAS POR DIFRACCION LD(dB)La difraccin es el fenmeno que ocurre cuando una onda electromagntica incide sobre un obstculo, la tierra y sus irregularidades pueden impedir la visibilidad entre las antenas transmisora y receptora en ciertas ocasiones. Las perdidas por difraccin se calculan primero con el despejamiento normalizado:Y despus se hace la perdida por difraccin:14hd dd fRhv 2 13110 58 , 2 2[ ] 1 , 0 1 ) 1 , 0 log 20 9 , 6 ) (2 + + + v v v LD1.2.3 ATENUACION POR ABSORCION ATMOSFERICA Y LLUVIA LLL (dB)Losvaporesdeaguaydeoxgenonocondensadosposeenlneasde absorcin en la banda de frecuencias de microondas y de ondas milimtricas. Porelloexistenfrecuenciasdondeseproduceunagran atenuacinseparadapor ventanas de transmisin donde la atenuacin es mucho menor.La siguiente figuramuestra la atenuacin endB/km producida por los vapores de oxgeno y de agua a 20 C sobre el nivel del mar. Elcontenido en molculas de agua es del 1%, el cual es tpico en climas templados. A frecuencias por encima de 300 GHz se observa que la atenuacin por oxgeno es despreciable en comparacin con la del vapor de agua.En el caso del vapor de agua, se producen fuertes lneas de absorcin para longitudes de onda de 1,35 cm, 1,67 mm e inferiores. En el caso del oxgeno, las longitudes de onda de los picos de absorcin son 0,5 y 0,25 cm. La atenuacin debida al efecto conjunto de los vapores de agua y oxgenoesaditiva. Obsrvesequepara0,5cmlaatenuacindebida nicamente al oxgeno supera los 10 dB/km. En aquellas bandas donde los valores deatenuacinexcedenlos 10dB/kmel alcancedelas comunicacionesseencuentraenormementelimitado. Peroescogiendo adecuadamente las frecuencias de trabajo es posible obtener niveles de atenuacinmuchosmenores: porejemplo, a30GHzlaatenuacines inferior a0,1dB/km. Para frecuencias por encimade300GHz, en cambio, laatenuacinmnimaestodavaelevada(6dB/kmoms)e impone una gran restriccin en el caso de enlaces terrestres con visin directa. Sinembargo, determinadas aplicaciones especializadas tales como comunicaciones secretas de corto alcance (entornos "indoor" a 60 GHz) o enlaces entre satlites (no afecta la atenuacin atmosfrica) se 15aprovechandel uso dela banda defrecuencias milimtricas. Estas longitudes de onda cortas posibilitan el uso de antenas de alta ganancia muy compactas que compensan parte de las prdidas introducidas.Los principales elementos enlaatmsferaqueabsorbenlaenerga electromagntica son VAPOR, AGUA Y OXIGENO.La resonancia del Oxigeno ocurre a 0.5 cm (60 GHz.). Y la resonancia del vapor de agua ocurre a 1.3 cm (23 GHz). Para frecuencia debajo de los 5GHz, el efecto es despreciable, hasta los 10 GHz la atenuacin por lluvia es insignificante. La absorcin de vapor de agua y la atenuacin por lluvia son usualmente consideradas por arriba de los 10 GHz Algunas de las caractersticas principales de este fenmeno de atenuacin son: Se produce porque la onda electromagntica cede energa al lquido de una gota de lluvia. Esta absorcin de energa por parte de la gota provoca su calentamiento. No es importante para agua en estado slido (hielo o nieve) ya que las molculas estn rgidamente unidas formando cristales que no resuenan con la onda que las atraviesa. Para f > 10 GHz es la principal causa de La Aumenta con: La intensidad de la lluvia La frecuencia de la onda incidente La disminucin del ngulo de elevacin Puede despreciarse para f < 6 GHz A medida que la lluvia se incrementa la atenuacin aumenta. A mayor frecuencia, mayor la absorcin del vapor de agua. Los ndices de lluvia son proporcionados por la UIT en trminos de diferentes zonas definido como INDICE DE LLUVIA. La atenuacin en el trayecto es la suma de la atenuacin causado por los gases atmosfricos (incluyendo el vapor de agua) y la atenuacin por la lluvia.Se calcula mediante una estadstica de atenuacin media a largo plazo debidaaprecipitaciones alolargodel trayectodel enlaceenuna ubicacin dada y a frecuencias de hasta 30 GHz segn la recomendacin UIT-RP.618-4.Laintensidaddelluviaeslacantidaddeprecipitacin cadapor unidaddetiempo(mm/h), semideconunpluvimetroy podemoscuantificarlaintensidaddelasprecipitacionescadasenun punto mediante cualquier recipiente de paredes rectas, midiendo despus el espesor de la lmina de agua recogida. La unidad de medida es el mm. 16Es obvioqueel tamao del recipientedemedidanoinfluyeenel espesor de la lmina de agua recogida.La unidad litros/m2es equivalente al mm: Un litro de agua repartido por una superficie de 1 m2 origina una lmina de agua de 1 mm de espesor.17La ecuacin que nos proporciona el clculo de este parmetro es:Donde: Atenuacin Especfica en dB/Km, obtenida desde la ITU (1997)Atenuacin Especfica en dB/Km, obtenida desde la ITU (1992)Considerando una tasa de distribucin de lluvia R,se puede calcular la atenuacin especfica mediante la siguiente expresin: ] / [ Km dB R a Ablluvia ' GHz f GHz f XGHz f GHz f Xa180 54 10 09 . 454 9 . 2 10 21 . 4699 . 0 242 . 2 5' GHz f GHz fGHz f GHz fb164 25 63 . 225 5 . 8 41 . 1272 . 00779 . 0Donde:Alluvia : Atenuacin por lluvias (dB/Km)R : tasa de lluvia de la regin (mm/h)Para enlaces terrestres con trayectorias mayores a 6 km, la atenuacin debido a la distancia entre antenas es menor de lo que muestra esta cifracuandolalluviaafectasoloaunapartedelatrayectoriadel enlace. Por lo tanto es necesario aplicar un factor de reduccin para la distancia efectiva del enlace, el cual est dado como:dr4 9090+Donde:r: Factor de reduccin.d: Distancia entre las antenas TX y RX, (Km).18d d dB LR a LL + ) ( da dbPor lotantoutilizandolaecuacinms exactaparael clculodela atenuacin por lluviaes la siguiente:] [ ) ( ) ( ) ( ) ( dB r d R a Ablluvia Caso prctico. Utilizando las ltimas 2 ecuaciones tenemos: Para el enlace JALATENGO-SAN MIGUEL SUCHIXTEPEC: ] [ )4 9090( ) ( ) ( ) ( dBdd R a Ablluvia+)11 4 9090)( 11 ( ) 42 . 84 ( ) 5 10 21 . 4 (0779 . 08 . 5 41 . 1 42 . 2 5 + lluviaAdB Alluvia9423 . 0 Siendo84.42el promediodelatasadelluviaenlosmesesde mayor precipitacin, de acuerdo a la regin.A continuacin se muestra una tabla de las prdidas sufridas por la seal a lo largo de la trayectoria del enlace:SITIO DISTANCIA(Km.)FRECUENCIA(GHz)ll lluviaL A (dB)JALATENGO-SUCHIXTEPEC11 5191.2.4 PERDIDAS POR VEGETACION LVEG (dB)Un factor importante de degradacin en sistemas que operan a frecuenciasde microondas,lo constituye la vegetacin (rboles, arbustos, etc.) existenteenlas inmediacionesdel radioenlace. Estos sistemas se caracterizan por emplear enlaces cortos (2-6 km) con visin directa entre las antenas, pero en ciertas ocasiones el radioenlace puede verse accidentalmente obstruido por rboles o incluso techos de edificiosen entornosurbanos, taly comosemuestraen lafigura.En esta situacin, el campo electromagntico presente en la antena receptora puede modelarse como la suma de la onda proveniente directamente del transmisor, y multitud de pequeas ondas dispersadas por losedificiosadyacentesypor lashojasdelosrbolescercanos. Dado que las fases de estas ondas son aleatorias, las seales resultantes pueden estimarse mediante anlisis estadstico. Situacin tpica de obstruccin/dispersin del haz por Vegetacin en unsistema de microondas.En resumen, la gran variedad de edificios, tipos de terreno y vegetacin a considerar en una determinada zona susceptible de instalar un sistema de radiocomunicaciones que opere a frecuencias milimtricas, hace queseaextremadamente difcil proporcionar reglas dediseo generales para estimar la cobertura. La utilizacindeherramientas informticas de trazado de rayos y de modelado de obstculos a partir de informacin preliminar sobre la zona reduce la complejidad del diseo del sistema. Sin embargo, la realizacin de mediciones experimentales escompletamentenecesariaparavalidar losmodelosyproporcionar confianza a los resultados de las predicciones.Existenvarios estudios sobrelainfluenciaqueejerceel tamao, la densidad, el tipo y la forma de vegetacin en la atenuacin que sufre la seal al propagarse por reas con vegetacin. 20El modelo expresado en la siguienteecuacin se aplica para el rango de frecuencias de 200 MHz a 95 GHz.] [ 2 . 06 . 03 . 0dB d f Ap vegDonde:vegA: Atenuacin por vegetacin (dB).f: Frecuencia de operacin (GHz).pd: Altura de la vegetacin (m).Segn estudios realizados por la ITU, el modelo que logra una prediccin ms cercana a la realidad es el siguiente y se recomienda para el rango de frecuencias de 10 a 40 GHz.hojas con rbol dB d f Ap veg], [ 39 . 025 . 0 39 . 0hojas rbol dB d f Ap vegsin ], [ 39 . 059 . 0 18 . 0Casoprctico.Acontinuacinsemuestra unatablaendondese especifican los sitios remotos que cuentan con vegetacin en la trayectoria del enlace y sus respectivasprdidaspor vegetacin, ademssetomaradebaselaformuladeprdidasporvegetacinde arboles con hojas:ENLACE ALTURA DE LA VEGETACION (FRECUENCIA DE ATENUACION POR VEGETACION (dB)21pd) OPERACIN(GHz)JALATENGO-SUCHIXTPEC25m 5222. ETAPA RECEPTORA2.2.1 GANANCIA DE LA ANTENA RECEPTORA Gr (DB)Es el cociente entre la densidad de potencia radiada en una direccin y la densidad de potencia que radiara una antena isotrpica, a igualdad dedistanciasypotenciasentregadasalaantena.Lagananciaviene determinada en la hoja de especificaciones de la antena seleccionada y enun caso analtico,sepodra obtenerpor medio dela siguiente formula:D: es el dimetro de la antenaK: Rendimiento de la antenaf=: frecuencia de operacinCaso prctico.Debido a que la antena utilizada es la marcada con el modelo PXL8-44, dentro de la hoja de especificaciones de la misma, se hace ver que la ganancia de esta antena es de 39.2dB. A continuacin se muestran las especificaciones tcnicas de la Antena seleccionada:Lagananciayaestestablecidaenlahojadeespecificacionesdela antena: G=39.2 dBi23) ( 20 ) ( 20 10 4 . 20 ) ( GHz Logf m LogD Logk dB Gr+ + + 2.2.2 RECEPTORElreceptor deradioes eldispositivo electrnicoque permite la recuperacin de las seales vocales o de cualquier otro tipo, transmitidas por un emisor de radio mediante ondas electromagnticas. El receptor es el encargado de capturar la seal transmitida y llevarla de nuevo a seal digital. El volumen de inversin generalmente ms reducido. A continuacin se muestra un esquema general de un receptor:24Demodulador AMPL. FREC. INTERMEDIAMEZCL. DE FREC.Ampl.RFFiltro (1) (2) (2) (1) LTR GR PR Rx Tx SEAL BANDA BASE FACTOR DE RUIDORF FI BBTratamiento de la sealSeal banda baseReceptorCasoprctico.Parael equiporeceptor, seeligioel mismoequipo utilizado en la antena transmisora.252.2.3 PERDIDAS EN LAS TERMINALES EL RECEPTOR LTR (DB).Son las perdidas que se tienen en los circuito utilizados para el acoplamiento del receptor y la antena receptora. Se obtiene mediante la siguiente expresin:LDFT (dB): Perdida en duplexores, circuladores y filtros del trasmisor = K = 1.5 dB. : (dB/m): Atenuacin del alimentador de antena por unidad de longitud.Lt (m): Longitud de la lnea de transmisin que alimenta a la antena.Comoala atenuacin del alimentador de la antena es despreciable, el factorsera tomado como el equivalente a la atenuacin que sufre la seal en las lneas de transmisin.Caso prctico. El modelo decableautilizaresel EWP43, que tiene unaatenuacinde2.983 dB cada 100 m., por lo que:Los clculos para los diferentes sitios que cuentan con una longitud de la lnea de transmisin de 20m. son: Porlotanto, parael sitioquecuentaconunalongituddelalneade transmisin de 40 m. el clculo es:A continuacin se muestra la tabla de los clculos de las perdidas en las terminales del transmisor para cada uno de los sitios remotos a comunicar:SITIO PERDIDA EN DUPLEXORES, CIRCULADORES Y FILTROS DEL TRASMISOR (dB)LONGITUD DE LA LINEA DE TRANSMISION(m)ATENUACION EN LAS LNEAS DE TRANSMISION (dB)PERDIDA TOTAL EN LAS TERMINALES DEL TRANSMISOR (dB)26) )( (t t DFT TTL L L + t) )( (t tL dB m cadadB m cada596 . 0 . 20983 . 2 . 100dB m cadadB m cada596 . 0 . 20983 . 2 . 100dB m cadadB m cada193 . 1 . 40983 . 2 . 100JALATENGO 1.5 20 0.596 2.096SUCHIXTEPEC 1.5 40 1.193 2.6932.2.4 POTENCIA DE RECEPCIONLa potencia de recepcin seobtiene restando a la potencia transmitida Pt en dBm las atenuaciones de filtros, circuladores, conectores, lnea de transmisin o guas de onda, atenuacin en espacio libre y sumando las ganancias de las antenas.La potencia recibida se calcula mediante la ecuacin de balance del enlace.Donde:: Potencia del transmisor (dBm).TTL: Prdidas en terminales del trasmisor (dB).DFTL: Prdida en duplexores, circuladores y filtros del trasmisor (dB).TG: Ganancia de la antenatransmisora (dB).: Prdida en el espacio libre (dB).: Ganancia de la antenareceptora (dB).: Prdidas en terminales del receptor (dB).27) dB (TR R VEG LL T TT T RL G L L FLS G L P P + + DFRL: Prdida en duplexores, circuladores y filtros del receptor (dB).Casoprctico.Sustituyendolosvaloresenlaformula, lasdiferentes potenciasderecepcinparacadaunodelos enlaces semuestraa continuacin:ENLACE POTENCIA DE RECEPCION (dB)JALATENGO-SUCHIXTEPEC-31.71282.2.5 UMBRAL DE RECEPCION (Pur)Afindedeterminar el rendimientodel enlace, sedebe calcular el porcentaje de tiempo que la seal recibida podra estar debajo del nivel deumbral del receptor demicroondas, relativoal periodo total de tiempo.Esto es conocido como el margen de atenuacin o desvanecimiento. Esto es conocido como el margen de atenuacin (Fade margin margen de fading). Esto es imperativo ser capaz de predecir el nivel receptor deseado en un enlace por dos importantes razones. Especficamente unodebe asegurarsequeunadecuado margende atenuacinexistaenlafasedediseoyunonecesitaconocers las antenas han sido apuntadas correctamente (panned) durante la fase o etapa de comisionamiento (Entrega del enlace funcionando correctamenteporpartedel contratistaal propietario). Aadiendolas varias ganancias y prdidas sobre el trayecto desde la salida del transmisor alaentradadel demodulador del receptor esllamadola estimacin de potencia requerida.Los fabricantes de equipos de microondas especifican los valores de umbral del receptor de sus equipos deradio,relacionndolos con elancho de banda delsistema. Aumenta el ancho de banda aumenta la sensibilidad del receptor disminuye el ber (disminuir la tasa de error)requiere de un valor mayor de umbral o sensibilidad (mayor potencia de recepcin). El enlace de Va Microondas de acuerdo a los estndares de calidad de Alestra,tiene un mnimo del 99.995% de disponibilidad, definiendo disponibilidad como la probabilidad en que el sistema se encuentra trabajando en forma satisfactoria.Umbral deRecepcin.El umbral derecepcineslamnimaseal requeridaparaqueel demodulador trabajeaunaespecficatasade error. Dos umbrales son normalmente definidos para recepcin digital, uno a un BER de 10-6 y otro a un BER de 10-3 (Para enlaces analgicos se refieren a un nivel de potencia de recepcin en dBm, por ejemplo de -72 dBmde Threshold).El umbral de recepcin es dependiente de: la mnima S/N (Relacin seal a ruido) requerida a la entrada del receptor, la figura de ruido a la entrad del receptor y el ruido trmico de fondo (Pn).% 100 ,`

.|+MTTR MTBFMTBFADonde:29A: Disponibilidad el enlaceMTBF: Tiempo medio antes de la fallaMTTR: Tiempo medio de restauracin% 1002 5000050000 ,`

.|+ A% 996 . 99 AYa habiendo determinado la confiabilidad de nuestro enlace, procederemos a calcular el margen de desvanecimiento (mF), calculndolo a travs de la siguiente ecuacin:Donde:D: es la distancia entre las antenas Tx y Rx (Km)A: es el factor de rugosidad de la trayectoriaB: es el factor para convertir la probabilidad del peor de los meses en probabilidad anualf: es la frecuencia del enlace de microondas (GHz)R: es el objetivo de confiabilidad del enlace30( ) ( ) ( ) 70 1 10 6 10 3010 10 10 + R Log f B A Log D Log FmEfecto de latrayectoriaSensibilidad alTerreno y al climaObjetivos deconfiabilidadConstante( ) ( ) ( ) 70 1 10 6 10 3010 10 10 + R Log f B A Log D Log FmEfecto de latrayectoriaSensibilidad alTerreno y al climaObjetivos deconfiabilidadConstantePara poder determinar el valor de las constantes A y B, se har uso de una tabla de valores, de acuerdo altipo de terreno y alclima que predomina en la regin:AVALORDESCRIPCIN4 Sobre agua o terreno muy parejo1 Sobre terreno normal0.25 Sobre terreno montaoso o muy disparejoBVALORDESCRIPCIN1 Para clima muy lluvioso y con mucha neblina0.5 Para reas calientes y hmedas(calor hmedo)0.25 Para clima normal0.125 Para reas muy secas o montaosasDe las tablas anteriores,los valores elegidos para las constantes A y B respectivamentesonde1, pues estosvalores seasemejan masa las caractersticas de clima y terreno del estado de Oaxaca, especialmente la regin de La sierra, que es donde se llevara a cabo el enlace. 31Factor de rugosidad del terreno.Factor de anlisis climtico anual.HOJAS DE ESPECIFICACIONES32333435BIBLIOGRAFIA36http://es.wikipedia.org/wiki/Receptor_de_radiohttp://www.radioptica.com/Radio/propagacion_milimetricas.asp?pag=6www.itu.comRecomendacin de la UIT-R 526-7.Recomendacin de acuerdo a la REC ITU-R I.718-2.Recomendacin de la REC ITU-R.318.Recomendacin de la REC UIT-R PN.525-2.37