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1. Introducción a los Sistemas Radioeléctricos 1.1. Radiocomunicaciones Telecomunicación realizada por medio de Ondas Radioeléctricas. Ondas Radioeléctricas.- Ondas Electromagnéticas que se propagan por el espacio sin guía artificial con una frecuencia máxima de 3000 GHz. (UIT). 4 Ing. Carlos Cuichán, MSc.

Propagacion - Capitulo i

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  • 1. Introduccin a los Sistemas Radioelctricos1.1. RadiocomunicacionesTelecomunicacin realizada pormedio de Ondas Radioelctricas.

    Ondas Radioelctricas.- OndasElectromagnticas que sepropagan por el espacio sin guaartificial con una frecuenciamxima de 3000 GHz. (UIT).

    4Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Conceptos GeneralesRadiacin.- Flujo saliente de energade una fuente en forma de ondaselectromagnticas.

    Emisin.- Produccin de radiacin oradiacin producida por una estacintransmisora radioelctrica.

    Propagacin.- Mecanismo detransporte de energa por ondaselectromagnticas en el espacio y enel tiempo.

  • Conceptos Generales

    Perturbaciones.- Efectos no deseados que afectana la calidad de funcionamiento de un receptor:

    Ruido Interferencias Distorsin

    Calidad de Radiocomunicacin.- Conjunto decaractersticas que se ofrecen al usuario paraconseguir la satisfaccin del mismo:

    Disponibilidad Fidelidad

  • PerturbacionesRuido.- En cualquier sistema decomunicaciones, se producenfluctuaciones de corriente ajenas a lasseales que maneja el sistema. Estasfluctuaciones son de tipo aleatorio ypueden tener diversos orgenesDistorsin.- Por distorsin se entiende laalteracin, no deseada, de la forma deonda de una seal.Interferencia.- Por interferencia seentiende la presencia de sealesindeseables en un sistema decomunicaciones determinado, originadaspor otros sistemas de comunicaciones.

  • Tcnica de las RadiocomunicacionesLa informacin a transmitir se

    superpone sobre una OEMdenominada PORTADORA.

    La insercin de la informacinconstituye el proceso llamadoMODULACIN.

    El espectro de la onda moduladacontiene un conjunto defrecuencias en torno a la portadora.

    La onda modulada se enva almedio de propagacin a travs deun dispositivo de acoplamientollamado ANTENA.

    8Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Tcnica de las RadiocomunicacionesLa onda modulada generada en el TRANSMISOR alcanza

    el/los punto/s de destino y accede al sistema receptor a travsde una ANTENA en donde la seal es tratada a travs deamplificadores, demoduladores, filtros, entre otros (receptor).

    El medio de transmisin introduce prdidas y diversos tipos deperturbaciones como distorsin, ruido e interferencias.

    9Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Esquema Bsico

    10Ing. Carlos Cuichn, MSc.

    Transmisin

    Seal Interferente

    Recepcin

  • Servicios de RadiocomunicacinDEFINICIN.- Servicio que implica latransmisin/recepcin de ondasradioelctricas con fines de tx/rx deinformacin para la cobertura denecesidades de telecomunicaciones detipo cientfico e industrial.

    FIJO.- Entre puntos fijos. Serviciopunto a punto.MVIL.- Con estaciones mviles y fijas.RADIODIFUSIN.- Emisiones derecepcin directa del pblico en general.Servicios punto a zona o zonales.

    11Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • 1.2. Estaciones RadioelctricasDEFINICIN.- Conjunto de uno o mstransmisores o receptores o combinacinde los mismos y dems instalacionesaccesorias para el establecimiento de unservicio de telecomunicaciones.Estacin Terrenal.- Aquella que efectatelecomunicaciones terrenales.Estacin Espacial.- Aquella que seencuentra en el Espacio.Estacin Terrena.- Establececomunicaciones con estaciones espaciales(situada en la tierra o en la atmsfera)Estacin Fija.- Para el servicio fijo.Estacin Mvil.- Se utiliza en movimiento.

    12Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • 1.3. Modos de ExplotacinSMPLEX.- Permite transmitiralternativamente en uno u otrosentido en un canal deradiocomunicacinDPLEX.- Permite la transmisinsimultnea en los dos sentidos enun canal de radiocomunicacin.SEMIDPLEX.- Utiliza el modoSmplex en un punto y Dplex enotro punto del enlace deradiocomunicacin.Los modos dplex y semidplexrequieren de dos frecuencias.

    13Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Espectro RadioelctricoEl Espectro Radioelctrico es unrecurso natural, de carcterlimitado, que constituye un bien dedominio pblico, sobre el cual elEstado ejerce su soberana. Esasimismo, un medio intangible quepuede utilizarse para la prestacinde diversos servicios decomunicaciones, de maneracombinada o no con mediostangibles como cables, fibra ptica,entre otros.

    14Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Espectro RadioelctricoSe subdivide en 9 Bandas deFrecuencia: La banda N seextiende desde 0,3 x 10N Hzhasta los 3 x 10N Hz. Se utilizanotras designaciones como:Nombres abreviados en ingls.Designacin mtrica (orden demagnitud de .Abreviaturas de la designacinmtrica.

    15Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Espectro Radioelctrico

    16Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Espectro RadioelctricoLas microondas emplean antiguas denominacionesderivadas del radar:

    17Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Atribucin de FrecuenciasSe refiere a la regulacin del usode frecuencias. A nivel mundial talatribucin se ha divido en tresregiones:Regin 1: Europa, frica, Siberia,y algunos pases del OrienteMedio.Regin 2: Todo el continenteamericano.Regin 3: Australia, Sur Sureste Asitico, y parte delPacfico Sur.Para regular posibles situacionesconflictivas los servicios se tipificanen: Primarios, Permitidos ySecundarios.

    18Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Atribucin de FrecuenciasLos servicios Primarios yPermitidos gozan de losmismos derechos slo que losservicios Primarios tienenprioridad en la eleccin defrecuencias.Los servicios Secundariospueden utilizar las frecuenciaspero sin producir perjuicio a losservicios primarios y permitidosni reclamar proteccin ante lainterferencia de estos servicios.

    19Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Atribucin de Frecuencias en EcuadorLa atribucin de porciones delespectro a los distintos serviciosen el Ecuador consta en el PlanNacional de Frecuenciaselaborado por el ConsejoNacional de Telecomunicaciones(CONATEL) y la SecretaraNacional de Telecomunicaciones(SENATEL) en el que losservicios se categorizan enPrimarios y Secundarios.

    20Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • 1.4. Parmetros de Emisin Clase de Emisin

    Clase de Emisin.- Conjunto deCaractersticas de una emisin: Tipo de Modulacin de la portadoraprincipal. Naturaleza de la seal moduladora. Tipo de Informacin. Detalle de la Seal Moduladora. Caractersticas de la Multiplexacin.La clase de una emisin se representacon varios smbolos por cadacaracterstica.

    21Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Tipo de Modulacin

    22Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Tipo de Modulacin

    23Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Naturaleza de la Moduladora

    24Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Naturaleza de la Moduladora

    25Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Tipo de Informacin

    26Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Detalles de la Moduladora

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    El sonido monoaural (o endisposicin 1.0, abreviadofrecuentemente como mono)es el sonido que solo estdefinido por un canal (ya seauna grabacin captada con unsolo micrfono o bien unamezcla final) y que origina unsonido semejante alescuchado con un solo odo.

    Las emisiones en la banda de transmisin VHF-II (ms conocidapopularmente como FM comercial o simplemente FM) tienen unascaractersticas especiales u especficas (a nivel frecuencial, demodulacin y de ancho de banda) que las hacen idneas parapoder emitir seales estereofnicas.

    Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Clase de Emisin Tipo de Multiplexacin

    28Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Ancho de Banda

    AB NECESARIO.- Es elAncho estrictamentenecesario para asegurar latransmisin de lainformacin a la velocidad ya la calidad requerida encondiciones especificadas.AB OCUPADO.- Es la bandade frecuencias quecomprende toda frecuenciadiscreta a la quecorresponda por lo menos el0,5% de la potencia mediatotal emitida.

    29Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Tolerancia de frecuencia de la emisin

    Es la desviacin mximaadmisible entre lafrecuencia asignada y lasituada en el centro de labanda de frecuenciasocupada por una emisin.

    30Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Emisiones no deseadas

    Son emisiones que se producen enun equipo producto de laimperfeccin del mismo y puedenser:

    Emisiones fuera de banda.- Seproducen fuera del ancho de bandanecesario se producen por lamodulacin y se eliminan con filtros(disminuyen la calidad de la seal).Emisiones no esenciales.- Seproducen fuera del ancho de bandanecesario y su nivel puede reducirsesin afectar la transmisin.

    31Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin PotenciaSe especifica segn la clase deemisin:Potencia de Cresta(envolvente) PEP o Px.- es lamedia de la potenciasuministrada por el transmisora la antena durante un ciclo deradiofrecuencia tomado en elvalor ms alto de la envolventede modulacin.

    32Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin PotenciaPotencia media de laonda modulada Pm o Py.-es el valor medio de lapotencia suministradaevaluada durante en unintervalo de tiempo muysuperior al periodo de lafrecuencia ms baja de laseal moduladora.

    33Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Potencia

    Potencia de la portadora Pc o Pz.- es el valor medio de lapotencia suministrada evaluada durante un ciclo deradiofrecuencia en ausencia de modulacin.

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    La PEP se aplica a clases demodulacin de amplitudvariables como la banda lateralnica.La Pm se aplica a clases demodulacin con amplitudconstante como la modulacinen frecuencia

    Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin de Onda

    La Polarizacin se define a partir de laorientacin del vector campo elctrico.Polarizacin Lineal.- El vector campoelctrico se halla en un plano(Horizontal o Vertical).Polarizacin Oblicua.- El vectorcampo elctrico tiene un inclinacinde 45 respecto la horizontal. Esresultante de dos componentes deigual amplitud y fase polarizadashorizontal y verticalmenterespectivamentePolarizacin Circular.- El extremodel vector campo elctrico describe uncrculo. Es resultado de componentespolarizadas vertical y horizontalmentede igual amplitud y combinadas encuadratura de fase.

    35Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin Lineal

    36Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin Lineal

    37Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin Circular

    38Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin Oblicua

    39Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Emisin Polarizacin40Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • 1.5 Denominacin de las Emisiones

    Las emisiones radioelctricas se denominan segn su clasey el ancho de banda necesario considerando tres cifras y unaletra que ocupa la posicin de la coma decimal e indica launidad de medida del AB. La denominacin del Ab tiene 4caracteres.

    41Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Ejemplos de Denominacin de las Emisiones

    Telefona Doble Banda Lateral, con un Ancho de Bandanecesario de 6000 Hz y sonido de calidad comercial:

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    Parmetro Smbolo Cdigo TotalAB Necesario 6K00

    6K00A3EJN

    Doble Banda Lateral ASeal Moduladora 3Telefona ESonido Comercial JMultiplexaje N

    Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Trabajo en Clase 11. Telefona Banda Lateral nica con portadora completa,

    ancho de banda necesario de 3000 Hz y calidadcomercial.

    2. Radiodifusin sonora con doble banda lateral,monoaural, y ancho de banda necesario de 8000 Hz.

    3. Radiodifusin con modulacin de frecuencia y calidadestreo con un ancho de banda de 256 KHz.

    43Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Intensidad de campo

    La intensidad de campo o potencia recibidase definen dos trminos:Intensidad de campo mnima utilizable.-tambin llamado campo mnimo, es el valormnimo del campo que permite obtener unadeterminada calidad de recepcin. Dependede la sensibilidad del receptor, elrendimiento de la antena y del ruido naturalo artificial.Intensidad de campo utilizable.- a ms delcampo mnimo considera los efectos de lasinterferencias de otros transmisores, tantolas existentes en un caso real como lasplanificadas.

    44Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Intensidad de campo

    Para frecuencias inferiores a 1GHz, se especifica la seal enrecepcin en trminos de laintensidad de campo elctrico Een uV/m o dBu, donde:

    E(dBu) = 20 log(e [uV/m])En estas frecuencias se utilizanantenas lineales en las cuales lafuerza electromotriz inducida porla onda es igual al producto de laintensidad de campo incidentepor la longitud efectiva de laantena.

    45Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Intensidad de campo

    Por encima de 1 GHz laespecificacin de la seal recibidase hace en trminos de potenciarecibida (dBW o dBm) o densidadde flujo de potencia (dBW/m2 odBm/m2).Para estas frecuencias se utilizanantenas superficiales de aperturapara las cuales la potenciadisponible de recepcin es elproducto de la densidad de flujo depotencia por la superficie eficaz dela antena.

    46Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Condiciones de Recepcin

    En la planificacin del sistemaradioelctrico han de considerarsealgunas condiciones que dependende: La instalacin de recepcin. El tipo de transmisin La banda de frecuencias Condiciones de explotacin

    (zona, hora, poca del ao)

    47Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Interferencias

    Es el efecto de una energano deseada debida a una ovarias emisiones,radiaciones, inducciones osus combinaciones, sobre larecepcin de un sistema deradiocomunicacin queresulta en la degradacin dela calidad, falseamiento oprdida de la informacin.

    48Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Recepcin Relacin de proteccin en RF

    Es el valor mnimo (en dB) de larelacin entre la seal deseaday la seal no deseada(interferencia) a la entrada delreceptor, determinada bajocondiciones concretas, quepermite obtener una calidad derecepcin especificada de laseal deseada a la salida delreceptor. Suele indicarse elporcentaje de tiempo en el queha de lograrse tal relacin.

    49Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Explotacin Zona de Cobertura

    Zona de Cobertura de un Transmisor Radioelctrico.

    Es la zona en la cual, la intensidad decampo elctrico producida por untransmisor es mayor o igual a unumbral determinado. De existirfluctuaciones tambin se especifica elporcentaje de tiempo en el que secumple la condicin. La zona decobertura puede ser puntual, sectorialo aproximadamente circular y variardel da a la noche o en funcin deotros factores.

    50Ing. Carlos Cuichn, MSc.

  • Parmetros de Explotacin Zona de Servicio

    Zona de Servicio.La zona de servicio es aquellapara la cual la emisin encuestin goza de un cierto nivelde proteccin frente a sealesinterferentes, esto es, segarantiza al explotador delservicio una determinada relacinde proteccin para susrecepciones.

    51Ing. Carlos Cuichn, MSc.