Lineas de transmicion y antenas

Líneas de Transmisión Transmisión

Conceptos Conceptos Generales

Mg. Ing. Juan Borja Murillo [email protected]

Evolución de los Sistemas de Telecomunicaciones         

1837: En USA, Samuel Morse patenta el telégrafo 1855: Teléfono eléfon o Alambio Ala mbio 1877: En USA, T! E"ison patenta el fon#grafo 1887: $n"as Eletromagnétias 18%5: Telégr Telégrafo afo sin sin &ilos & ilos 1%'1: (! Maroni transmite se)ales "e ra"io "es"e *ornualles *ornualle s a Terrano+a 1%'3: Transmisi#n "e imgenes por telégrafo 1%'-: .l+ula Eletroi#nia 1%'5: Antena "e ra"io Maroni

Evolución de los Sistemas de Telecomunicaciones        

1%/1: Telefotograf0a 1%/5: o&n 2ogie air" transmite la primera se)al "e tele+isi#n 1%-8: 4n+eni#n "el transistor 1%57: Satélite Artiial 1%58: Tele+is Tele+isi#n i#n a *olor *o lor 1%61: *omuniaiones igitales 1%75: *omputa"oras personales, 1%66: *&arles ! ao teori9a sobre la bra #ptia

Evolución de los Sistemas de Telecomunicaciones  

  



1%6%: Se inaugura A;Aa ? @! Tappert, uso "e se)ales "igitales para informai#n a tra+és "e la bra #ptia! 1%8': Telefon0a M#+il 1%%1: Tele+isi#n igital 4nterati+a 1%8%: En el *E<, T! erners2ee ? ! *ailliau rean el prototipo Bue se on+ertir en la Corl" Ci"e Ceb DCCC! 1%%1: A! $lsson transmite por bra #ptia a (bps!

Unidades y Magnitudes usadas en los Sistemas de Radiocomunicaciones Unidades Lineales

Potencia de 10

Prefjo

Símbolo

1/

Tera

T

%

(iga

(

6

Mega

M

3

8ilo

8

/

=eto

=

1

7ea

7

Unidades y Magnitudes usadas en los Sistemas de Radiocomunicaciones Unidades Lineales

Potencia de 10

Prefjo

Símbolo

A1

7ei

"

A/

*enti



A3

Mili

m

A6

Miro

u

A%

n

A1/

;io

p

A15

fento

f

Unidades y Magnitudes usadas en los Sistemas de Radiocomunicaciones Unidades Logarítmicas

Uni"a"es "e *omparai#n: ; entra"a

Amplia"or

E24$ F 2og D;

sali"a G

E*4E24$ D" F 1' 2og D;

; sali"a ; entra"a sali"a G

; entra"a

E*4E24$ D" F /' 2og D. salG.ent F /' 2og D4 salG4ent
sali"a G

. entra"a


Uni"a"es "e ;otenia: ; entra"a

Amplia"or

; sali"a

F 1' 2og D; sali"a G 1 C


Uni"a"es "e Tensi#n: Amplia"o . . ro ent! sal! Atenua"or
Modos de Transmision 

SimpleI DSJ



=alf  "upleI D=J



@ull K "upleI D@J



@ull G full K "upleI D@G@J

Designación de Bandas de CCR Nº de banda

Rango de frecuencia

Indicativo

/

3' K 3'' =9!

E2@

$n"a Terrestre

3

'!3 K 3 =9!

S2@

$n"a Terrestre

-

3 K 3' =9!

.2@

$n"a Terrestre

5

3' K 3'' =9!

2@

6

'!3 K 3 M=9!

M@

$n"a Terrestre ? Superial $n"a Superial

7

3 K 3' M=9

=@

Propagación

$n"a Superial ? 4onosféria

Designación de Bandas de CCR Nº de banda

Rango de frecuencia

Indicativo

8

3' K 3'' M=9!

.=@

%

'!3 K 3 (=9!

U=@

$n"a 4onosféria ? ireta $n"a ireta

1'

3 K 3' (=9!

S=@

$n"a ireta

11

3' K 3'' (=9!

E=@

1/

'!3 K 3 T=9!

$n"a ireta ? 2u9 4nfrarroLa 2u9 4nfrarroLa

13

3 K 3' T=9

2u9 4nfrarroLa

Propagación

Designación de Bandas de CCR Indicativo

Nº de banda

Rango de frecuencia

Propagación

1-

3' K 3'' T=9!

15

'!3 K 3 ;=9!

2u9 .isible

16

3 K 3' ;=9!

2u9 Ultra+ioleta

17

3' K 3'' ;=9!

18

'!3 K 3 E&9!

a?os (amma

1%

3 K 3' E=9

a?os *#smios

2u9 4nfrarroLa

a?os J

Medios de Transmisión Medio de ran!mi!ión

"ongitud de #nda

$anda de %recuenci a!

;ar "e alambres, able multipar ;ar "e alambres, able multipar ;ar "e alambres, able multipar, $n"as "e Tierra ;ar "e alambres, $n"as "e

1'''' K 1''' m!

3' K 3'' =9 *omuniai#n Submarina DE2@

1''' K 1'' m! 1'' K 1' m!

1' K 1 m!

&plicación Principal

'!3 K 3 =9 Telefon0a, DS2@ o .@ Transmisi#n "e "atos,TeleI, @aI 3 K 3' =9! Telefon0a "e $n"a ;orta"ora baLa D.2@ apai"a", na+egai#n ? a"iotelegraa 3' K 3'' =9! D2@

Telefon0a "e $n"a ;orta"ora me"iana apai"a",


*able *oaIial, $n"as "e *ielo

"ongitud de #nda

$anda de %recuencia !

1''' K 1'' m!

'!3 K 3 M=9 DM@

*able *oaIial, 1'' K 1' m! able UT; Dat! 3 ? -, $n"as "e *ielo! *able *oaIial, able UT; Dat! 5, $n"as iretas

1' K 1 m!

$n"as iretas

1'' K 1' m!


a"io"ifusi#n AM, ra"io aiona"os, ra"io m#+il! 3 K 3' M=9 a"io aiona"os, omuniaiones D=@ militares ? mar0timas, ra"io telefon0a m#+il! 3' K 3'' T., ra"io"ifusi#n @M, M=9! Multiaeso a"ial, ra"io enlaes D.=@ "ireionales! '!3 K 3 (=9! T., Telemetr0a por ra"ar, DU=@ omuniaiones

Trayectorias de !ropagación 

$n"as Terrestres ? Superiales



$n"as "e *ielo D4onosférias



$n"as iretas



$n"as eeLa"as


(u0a "e $n"a, 20nea .isual!

(u0a "e $n"a, 20nea .isual! @ibra Nptia

"ongitud de #nda

$anda de %recuencia !

1' K 1 m!

3 K 3' (=9 DS=@


*omuniaiones +0a satélite, ra"io enlae "ireional anal#gio ? "igital, operai#n aérea por ra"ar! 1 K '!1 m! 3' K 3'' (=9 *omuniai#n militar por satélite, DE=@ ra"io astronom0a, aterri9aLe por ra"ar! 3 K '!3 pm! 1'' K 1''' Telefonia mu? alta T=9! apai"a", ser+iios D4nfrarroLo, "e ban"a an&a 2u9 .isible, DS$
Espectro Electromagn"tico

C#lculo de la Longitud de $nda

2ongitu" "e $n"a F .eloi"a" G @reuenia O F + G f Si el me"io "e propagai#n en el aire o el espaio libre + F  D3'',''' mGs

%nc&o de Banda y Capacidad de n'ormación 

2as limitaiones mas importantes para el funionamiento "e un sistema "e omuniaiones son el ruido ? el ancho de banda.





El an&o "e ban"a "e un anal "e omuniai#n es la "iferenia entre la freuenia mIima ? m0nima Bue pue"e pasar por el anal! El an&o "e ban"a "e un anal "e omuniai#n "ebe ser igual o ma?or Bue el an&o "e ban"a "e la informai#n!

Capacidad de in'ormación 



Es la me"i"a "e uanta informai#n se pue"e transferir a tra+és "e un sistema "e omuniaiones en un "etermina"o tiempo! 2e? "e =artle?: 4 P  I t 4 F *apai"a" "e 4nformai#n  F An&o "e ban"a "el sistema D=ert9 t F Tiempo "e transmisi#n Dsegun"os

%nc&o de Banda 





Se reBuieren ' ()* "e an&o "e ban"a para transmitir las se)ales telef#nias on ali"a" "e +o9! Se asignas +00 ()* para transmisi#n omerial "e @M para mQsia, on alta "eli"a"! Se reBuieren asi , M)* "e an&o "e ban"a para emitir se)ales "e tele+isi#n "e alta ali"a"

Capacidad de n'ormación de un canal digital *!E! S&annon relaion# la apai"a" "e informai#n "e un anal "e omuniaiones, en bits por segun"o Dbps, on el an&o "e ban"a ? la relai#n se)al a rui"o: 4 F  log/ D1 R sGn 4 F 3!3/  log 1' D1 R sGn 4 F *apai"a" "e informai#n Dbps  F An&o "e ban"a D=9 sGn F elai#n potenia "e se)al a rui"o 

Ruido El"ctrico  

Energ0a elétria no "eseable presente en la ban"a Qtil "el iruito "e omuniai#n! Se pue"e lasiar el rui"o en "os ategor0as: Correlacionado y No Correlacionado.

 

El rui"o *orrelaiona"o solo eIiste uan"o &a? una se)al! El rui"o
Ruido El"ctrico Correlacionado Es aBuel Bue se relaiona mutuamente on la se)al, ? no pue"e estar en un iruito a menos Bue &a?a una se)al "e entra"a! Se pro"ue por ampliai#n no lineal, e inlu?e la "istorsi#n arm#nia Duan"o se pro"uen las arm#nias no "esea"as "e una se)al, "ebi"o a una ampliai#n no lineal ? "e intermo"ulai#n Dgenerai#n "e freuenias in"eseables "e suma o "iferenia, ?a Bue las "os son formas "e "istorsi#n no lineal!

Ruido El"ctrico (o Correlacionado Est presente in"epen"ientemente si &a?a una se)al o no! El rui"o
El Ruido Externo es el Bue se genera fuera "el "ispositi+o o iruito! El Ruido Interno es la interferenia elétria genera"a "entro "e un "ispositi+o o iruito!

Ruido E)terno =a? tres ausas prinipales "e rui"o EIterno:  Ruido atmo!f-rico: ;erturbaiones elétrias naturales! Eletrii"a" esttia Dra?os  Ruido e.traterre!tre: Se)ales elétrias origina"as fuera "e la atm#sfera terrestre Dsolar ? #smio  Ruido /ec/o por el /ombre: Su puente prinipal son meanismos Bue pro"uen &ispas, rui"o in"ustrial Donmuta"ores, genera"ores, lmparas oresentes

Ruido nterno =a? tres ausas prinipales "e rui"o 4nterno:  Ruido -rmico: Asoia"o on el mo+imiento rpi"o ? aleatorio "e eletrones libre, pro"ui"o por la agitai#n térmia!  Ruido de iempo de rn!ito: .ariai#n irregular ? aleatoria, pro"ui"a por la mo"iai#n "e una orriente "e porta"ores, uan"o pasa "e la entra"a a la sali"a "e un "ispositi+o!  Ruido de 1i!paro: Se "ebe a la llega"a aleatoria "e porta"oras al elemento "e sali"a "e un "ispositi+o eletr#nio D"io"o,

Ruido T"rmico Es el mo+imiento aleatorio "e los eletrones libres "entro "e un on"utor, ausa"o por la agitai#n térmia! 2lama"o también: Mo+imiento ro>niano por su "esubri"or obert ro>n, ui"o "e o&nson en &onor a Buien lo relaion# on el mo+imiento "e los eletrones ? ui"o lano porBue se pro"ue en to"as las freuenias

Ruido T"rmico 2a potenia "e rui"o térmio es proporional al pro"uto "el an&o "e ban"a por la temperatura! < F T < F ;otenia "e rui"o D.atios  F *onstante "e olt9mann 1!38 I 1' /3 oules por gra"o el+in! T F Temperatura absoluta DH  F An&o "e ban"a D=9 T F H* R /73

Ruido T"rmico 2a potenia "e rui"o térmio eIpresa"o en "m! < D"m F 1' 2og DTG'!''1 < F ;otenia "e rui"o D.atios  F *onstante "e olt9mann 1!38 I 1'/3 oules por gra"o el+in! T F Temperatura absoluta DH  F An&o "e ban"a D=9

;otenia "e rui"o térmio a temperatura ambiente < D"m F 17- "m R 1' 2og 

*olta+e de Ruido < F T F D.
.
Relación Se,al a Ruido Es el oiente "el +alor "e la potenia "e la se)al, entre el +alor "e la potenia "el rui"o! SG F SG< F ;sG;n ;s F ;otenia "e la se)al D.atios ;n F ;otenia "el rui"o D.atios SG< D" F 1' 2og D;sG;n SG< D" F /' 2og D.sG.n

-actor de Ruido y Ci'ra de Ruido

@ator "e ui"o es el oiente "e relaiones "e potenia se)al a rui"o a la entra"a entre la relai#n "e potenia se)al a rui"o en la sali"a! *ifra "e ui"o es el @ator "e ui"o eIpresa"o en "!

!ro.lemas 1! *on+ertir 17H*, 'H* ? /'H* en H /! *on+ertir 15 C, ','/C ? 1' mC en "m 3! *on+ertir 15"> en C ? -"m en mC

Lineas de transmicion y antenas

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