República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Bolivariana. Cumaná, Edo-sucre UNEFA
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Alvarez Vittorio19.762.036 Vittorio19.7 62.036
Sección 01- Microondas Ing. de Telecomunicaciones
Prof. Jenry Balebona Cumaná, Octubre del 2013
1. Demuestre que una ganancia de 1 dB significa que la señal se amplifica un
25%. Solución:
2. Tengo un amplificador cuya ganancia es de 20 dB. Si la potencia de la señal
de entrada es 1w, ¿qué potencia en w tendré a la salida del mismo? ¿Y si el amplificador tuviera dB de ganancia? Solución:
a) 20dB= 10 log 20dB= 10 log 2= 10 log 102=
→ = log
→ 102.1w= PS
PS=100w b) 40dB= 10 log 40dB= 10 log 4= 10 log 104=
→ = log
→ 104.1w= PS
PS=10000w
3. Expresar en unidades logarítmica (dB) 8.5w. comentar el resultado en cuanto a
su conversión a dB. Solución:
10 log (8.5) w =10 × 0,9294189257= 9,294189257 dBw 4. Llega una señal de 15 dBm ¿Qué potencia en w tendrá la señal? Solución:
15dBm= 10 log
15dBm= 10 log
→ = log
1,5= 10 log 101,5=
→ 101,5. 1w= PS
PS=31, 6227766 mw 5. Al transmitir una señal a través de un cable sufre una atenuación de 10 dB. Si
necesito recibir en un extremo 2w de potencia, ¿cuantos dBm debería tener la señal que se envié en el otro extremo? Solución:
dBm= 10 log
= 10 log (2000)= 33,0102 =10 log
-10dBm= 33,0102dBm (33,0102 + 10) dBm= 43,0102dBm
6. Una señal de 100 dBm se transmiten por un cable conductor de 10 metros de
longitud. Si la atenuación del cable es de 10dB/m ¿Qué potencia llegara al otro extremo? Solución:
100dBm 10m × 10dBm = 100dBm 100dBm – 100dBm = 0
7. Supongamos un ordenador que genera una señal digital de 1w. dicha señal
atraviesa un conductor de 30km de longitud cuya atenuación es de 2 dB/km. Si el equipo receptor señal (modem) necesita como mínimo -10dBm de potencia a la entrada para poderla interpretar correctamente. ¿necesitare amplificar? Supongamos que dispongo de repetidores regenerativos que necesitan a la entrada 0 dBm y producen una señal de 10 dBm a su salida. ¿Cuántos debería utilizar?, ¿ a que distancia del equipo origen? Solución:
8. El sistema de la figura está formado por dos amplificadores de 20 y 15 dB de
ganancia respectivamente, conectados mediante una línea de 12 km de longitud, cuya atenuación es de 2dBm/km. Calcular la potencia entregada a la salida, si la potencia de entrada es de 6dBm. Calcular también el voltaje entregado a la carga si esta es una resistencia pura de 150Ω.
Solución:
17dBm 17= 10 log 101,7=
→1,7= 10 log
101,7× 150X10-3= V2 V2 = 50,11 × 150X10 -3 V = 2,74mw
9. Calcular los niveles absolutos (dBm) y relativos (dBr) en los puntos indicados
en el circuito.
Punto A dBm = bdBm dBr = -20dBr Punto B dBm = 6dBm + 20dB = 26dBm dBr = - 20dBr + 20dBr = 0dBr Punto C dBm = 26dBm – 24dB = 2dBm dBr = 0dBr – 24dBr = - 24dBr Punto D dBm = 2dBm + 15dB = 17dBm dBr = - 24dBr + 15dBr = - 9dBr
10. Calcular tensión máxima en los puntos B y D del ejercicio anterior si la línea
tiene una potencia de 600Ω Solución:
26= 10log V=2,74mv 2,16= 10log 102,6= 10log 398,1071=
V2 =238,864 V= 15,45 mv
11. Sobre una resistencia de 75 se miden los siguientes nivele de potencia: a) -
14dBw, b) 7 dBm, c) 120dBpw. Calcular la caída de tensión cada caso. Solución:
a) 14= 10log 1,4= 10 log
101,4= 10 log 25,11=
V2 =188,9148 V= 43,40 w b) 7dBm= 10log 0,7= 10 log
= 10 log
0,7
10
5,01=
V2 =0,37 V= 0,6082mw
c)
120dBm= 10log
12= 10 log
1012= 10 log
1 × 10-12 × 75X10-12= V2 V2 =75 V= 8,66pw
12. Expresar en dBm los niveles de potencia en los puntos A,B,C,D.
Solución:
dBm= 10 log
= 10 log (30)= 14,77 =10 log
14) En un punto de una línea de 600 se mide una potencia de señal de 6dbm,
calcular la tensión eficaz en dicho punto calculando previamente dBu. Solución:
=3,98
=2,1388 15) El voltaje de señal a la entrada de un receptor es de 47 dBµV. calcular la
potencia de entrada al receptor si su impedancia de entrada es de 75 . Solucion:
16) Sobre una impedancia de carga se mide los siguientes niveles: 10dbm;
0,1dBw; 70dBpw; 10dBw. (a). determinar la caída de tensión en la carga si esta es
de 50. (b) si es de 600. (c) para el nivel de 10dBm, demuestra que es igual al nivel de dBu para 600. Solución:
+ (b) * (c) (a)
17) En el sistema mostrado en la figura GX y la ganancia total de voltaje.
solucion:
a) 0,35MV
0,35x10
-6
V
) ( [ ] = -116,1083
* +
= 30,5115 GT= 40 + 76,6198 = 116,6198dB b)
V = 2,4495
V = 24,7785
V= 77,4597 c)
p = 10mw V2 = R.P V2 = 600 * 10x10 -3 V2 = 2,4495
18) En el circuito de la figura, se introduce una señal de 5dBm por el punto
A. calcular a) niveles de potencia en dBm en los puntos B,C y D. b) niveles relativo a en esos puntos, tomando como referencia A. c) voltaje en la carga.
Solución:
V2 = 3,3740
V= 1,2368
19) En la carga de 300 de un circuito se mide un nivel de 40dBu, calcular el nivel
de potencia en dBm. Si la carga fuera de 600 . ¿Qué nivel de dBm tendría? Solución:
R= 300 dBm= 40 p(dBm)=?
V2 = 3 V= 1,73MV
1,73x10
-6
V
) (
V2= 6 V= 2,44MV 2,44 x10 -6V
) ( = -110,03 20) En un punto de una línea de 200 se mide con un voltímetro una tensión de
2V. Calcular la potencia en watios de la señal de dos modos diferentes: A) modo directo mediante expresión de la potencia en función de la tensión y la impedancia. B) modo indirecto mediante el cálculo de dBu y dBm. Solución.
R=200 V= 2 b)
13,01=10
a) P = V.I P= V.
I=
21) Si el nivel de la tensión en un punto de una línea 100 es de 2dBV. Calcular
dBu: a) modo directo mediante expresión de dBu en función dBV. B) modo indirecto calculando previamente tensión eficaz. Calcular dBm: c) modo directo mediante expresión de la potencia en función de la tensión y la impedancia. D) modo indirecto mediante expresión de dBm en función de dBu. E) modo indirecto mediante expresión de dBm en función de dBV. Solución:
R= 100 dBv=2
1,25=V
=10 log (15,625) =11,93
Desarrollo
Teorema de Shannon
En teoría de la información, el teorema de Shannon-Hartley es una aplicación del teorema de codificación para canales con ruido. Un caso muy frecuente es el de un canal de comunicación analógico continuo en el tiempo que presenta un ruido gausiano. El teorema establece la capacidad del canal de Shannon, una cota superior que establece la máxima cantidad de datos digitales que pueden ser transmitidos sin error (esto es, información) sobre dicho enlace de comunicaciones con un ancho de banda específico y que está sometido a la presencia de la interferencia del ruido. En las hipótesis de partida, para la correcta aplicación del teorema, se asume una limitación en la potencia de la señal y, además, que el proceso del ruido gausiano es caracterizado por una potencia conocida o una densidad espectral de potencia. La ley debe su nombre a Claude Shannon y Ralph Hartley. Considerando todas las posibles técnicas de codificación de niveles múltiples y polifásicas, el teorema de Shannon-Hartley indica que la capacidad del canal C es:
B es el ancho de banda del canal.
C es la capacidad del canal (tasa de bits de información bit/s).
S es la potencia de la señal útil, que puede estar expresada en vatios, milivatios, etc., (W, mW, etc.).
N es la potencia del ruido presente en el canal, (mW, de enmascarar a la señal útil.
,
W, etc.) que trata
RFID USO Y FUNCIONAMIENTO
RFID (siglas de Radio Frequency IDentification, en español identificación por radiofrecuencia) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de la tecnología RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio. Las tecnologías RFID se agrupan dentro de las denominadas Auto ID (automatic identification, o identificación automática). Las etiquetas RFID (RFID Tag, en inglés) son unos dispositivos pequeños, similares a una pegatina, que pueden ser adheridas o incorporadas a un producto, un animal o una persona. Contienen antenas para permitirles recibir y responder a peticiones por radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID. Las etiquetas pasivas no necesitan alimentación eléctrica interna, mientras que las activas sí lo requieren. Una de las ventajas del uso de radiofrecuencia (en lugar, por ejemplo, de infrarrojos) es que no se requiere visión directa entre emisor y receptor. Uso Dependiendo de las frecuencias utilizadas en los sistemas RFID, el coste, el alcance y las aplicaciones son diferentes. Los sistemas que emplean frecuencias bajas tienen igualmente costes bajos, pero también baja distancia de uso. Los que emplean frecuencias más altas proporcionan distancias mayores de lectura y velocidades de lectura más rápidas. Así, las de baja frecuencia se utilizan comúnmente para la identificación de animales, seguimiento de barricas de cerveza, o como llave de automóviles con sistema antirrobo. En ocasiones se insertan en pequeños chips en mascotas, para que puedan ser devueltas a su dueño en caso de pérdida. En los Estados Unidos se utilizan dos frecuencias para RFID: 125 kHz (el estándar original) y 134,5 kHz (el estándar internacional). Las etiquetas RFID de alta frecuencia se utilizan en bibliotecas y seguimiento de libros, seguimiento de palés, control de acceso en edificios, seguimiento de equipaje en aerolíneas, seguimiento de artículos de ropa y últimamente en pacientes de
centros hospitalarios para hacer un seguimiento de su historia clínica. Un uso extendido
de
las
etiquetas
de
alta
frecuencia
como
identificación
de
acreditaciones, substituyendo a las anteriores tarjetas de banda magnética. Sólo es necesario acercar estas insignias a un lector para autenticar al portador. Las etiquetas RFID de UHF se utilizan comúnmente de forma comercial en seguimiento de palé y envases, y seguimiento de camiones y remolques en envíos o en sistemas de distribución de uniformidad en Hospitales HF (Asturias - España) o incluso en la ropa plana, siempre y cuando la etiqueta sea encapsulada en resina de epoxi, para mayor resistencia al proceso de calandrado y prenda de extracción de agua. Sector textil-sanitario Las etiquetas RFID de microondas se utilizan en el control de acceso en vehículos de gama alta. Algunas autopistas, como por ejemplo El carril de Telepeaje IAVE en las autopistas de CAPUFE En México la FasTrak de California, el sistema I-Pass de Illinois, el telepeaje TAG en las autopistas urbanas en Santiago de Chile, la totalidad de las autopistas pagas argentinas y la
Philippines South Luzon
Expressway E-Pass utilizan etiquetas RFID para recaudación con peaje
electrónico. Las tarjetas son leídas mientras los vehículos pasan; la información se utiliza para cobrar el peaje en una cuenta periódica o descontarla de una cuenta prepago. El sistema ayuda a disminuir el entorpecimiento del tráfico causado por las cabinas de peaje. Sensores como los sísmicos pueden ser leídos empleando transmisoresreceptores RFID, simplificando enormemente la recolección de datos remotos. En enero de 2003, Michelin anunció que había comenzado a probar transmisores-receptores RFID insertados en neumáticos. Después de un período de prueba estimado de 18 meses, el fabricante ofrecerá neumáticos con RFID a los fabricantes de automóviles. Su principal objetivo es el seguimiento de neumáticos en cumplimiento con la United States Transportation, Recall, Enhancement, Accountability and Documentation Act (TREAD Act).
Las tarjetas con chips RFID integrados se usan ampliamente como dinero electrónico, como por ejemplo la tarjeta Octopus en Hong-Kong, tarjeta bip! En
Santiago de Chile para el transporte público (transantiago), la tarjeta SubteCard para el Subterráneo de Buenos Aires, la tarjeta prepago del Sistema Integrado Guatemalteco de Autobuses para uso en el Transurbano y en el Transmetro (Guatemala) en Guatemala, Sistema Integrado de Transporte y Transmilenio en Bogotá Colombia, prepago en cinemas Tarjeta Cineco la tarjeta Cívica en Medellín, y en las tarjetas para el Bus Metropolitano que opera desde 2010 en Lima, Perú. Comenzando con el modelo de 2004, está disponible una "llave inteligente" como opción en el Toyota Prius y algunos modelos de Lexus. La llave emplea un circuito de RFID activo que permite que el automóvil reconozca la presencia de la llave a un metro del sensor. El conductor puede abrir las puertas y arrancar el automóvil mientras la llave sigue estando en la cartera o en el bolsillo. En agosto de 2004, el Departamento de Rehabilitación y Corrección de Ohio (ODRH) aprobó un contrato de 415.000 dólares para ensayar la tecnología de seguimiento con Alanco Technologies. Los internos tienen unos transmisores del tamaño de un reloj de muñeca que pueden detectar si los presos han estado intentando quitárselas y enviar una alarma a los ordenadores de la prisión. Este proyecto no es el primero que trabaja en el desarrollo de chips de seguimiento en prisiones estadounidenses. Instalaciones en Míchigan, California e Illinois emplean ya esta tecnología.
Funcionamiento
Para que la tecnología RFID funcione, son necesarios tres elementos básicos: una etiqueta electrónica o tag, un lector de tags y una base de datos. Las etiquetas electrónicas llevan un microchip incorporado que almacena el código único identificativo del producto al que están adheridas. El lector envía una serie de ondas de radiofrecuencia al tag, que éste capta a través de una pequeña antena. Estas ondas activan el microchip, que, mediante la microantena y la radiofrecuencia, transmite al lector cual es el código único del artículo. En definitiva, un equipo lector envía una señal de interrogación a un conjunto de
productos y estos responden enviando cada uno su número único de identificación. Por este motivo, se dice que la tecnología RFID es una tecnología de auto-identificación.
Una vez el lector ha recibido el código único del producto, lo transmite a una base de datos, donde se han almacenado previamente las características del artículo en cuestión: fecha de caducidad, material, peso, dimensiones, localización, etc., dependiendo también a que se aplique esta tecnología. De este modo se hace posible consultar la identidad de algo o alguien en cualquier momento, ya sea el caso de una aplicación a un producto o a una persona. La siguiente imagen muestra gráficamente lo que hace este sistema RFID.
Interferencia Cocanal:
La interferencia Cocanal se presenta en un sector dada la presencia de otro sector alejado transmitiendo a la misma frecuencia (clustering - reuso de frecuencia), cuya señal llega hasta la del primero generando ruido y disminuyendo la relación Carrier versus Interferencia (C/I).
Sistemas como GSM utilizan el RF Frequency Hopping como una genial contingencia contra el Cocanal, eliminando prácticamente el problema. El feature consistirá en hacer saltar la comunicación a lo largo de todas las frecuencias(o portadoras, o TRXs) que posea asignado cierto sector con el fin de evitar la coincidencia de frecuencias en un determinado instante. Para esto se utilizan las Mobile Allocation List (MAL), listas predeterminadas con los saltos de frecuencia y utilizando un offset (MAIO) de tal manera, 2 usuarios en celdas cocanales saltaran en la misma lista de frecuencias, pero desfasados, utilizando frecuencia distintas finalmente... y en caso que sean la misma? Ocasionarán una colisión casi instantánea, pues en el siguiente instante habrán saltado a frecuencias diferentes.
Cabe mencionar que en GSM, sólo saltan todas las TRXs que no contienen el BCCH, pues ésta debe quedarse fija para el camping de otros teléfonos a la BTS.
La interferencia Cocanal puede ser fatal en pisos altos donde no hay una contingencia como el FH, dado que los pisos altos cuentan con línea de vista con todos los canales alrededor elevando el piso ruido y donde el cocanal no es detenido por edificios o construcciones como al nivel del piso. En sistemas basados en CDMA puede pasar un fenómeno similar llamado Pilot Pollution, donde en pisos altos muchos pilotos llegan afectando el Ec/Io (también llamado C/I).
IDEN, sistema utilizado por Nextel no cuenta con una contingencia contra el Cocanal como el frequencyu hopping, por lo que su calidad se ve afectada por este fenómeno consecuencia del uso de frecuencias, hecho que genere nuevas interferencias por el aumento de frecuencias en una zona justificada por la cantidad de tráfico o carga que esta pueda generar.
Características
de
la
banda
de
microondas
y
su
conveniencia
en
aplicaciones específicas .
La banda SHF (súper altas frecuencias), tiene su banda de 3GHZ A 30 GHZ.
BANDA
SHF
LONGITUD DE ONDA
LONGITUD DE ONDA
INFERIOR
SUPERIOR
ESTAN EN EL RANGO DE 10mm A 100mm.
Características de las bandas de microondas:
La banda SHF tiene como características más relevantes: -
Haces muy Directivos.
-
Se requiere muy poca potencia de tx.
-
Se afectan mucho por la atmosfera.
-
Las antenas utilizadas son parabólicas.
-
Poseen gran ancho de banda,
Aplicaciones de la bandas de microondas:
Son ejemplos de la aplicación de éstas ondas:
Aeronáutica:
- tripulación de aviones - lanzamiento de misiles
-
Comunicaciones:
televisión telemetría sistema satelital radionavegación
Medicina:
- diatermia
Uso doméstico:
- hornos y calentadores
Investigación:
- meteorología - física nuclear
Frecuencias ionizantes y no ionizantes
Las fuentes de radiación pueden plantear un peligro considerable para la salud de los trabajadores afectados, por lo que se debe controlar adecuadamente cada exposición. Las radiaciones se pueden clasificar como ionizantes y no ionizantes. Existen dos tipos de radiación ionizante, una de naturaleza electromagnética (rayos X, rayos gamma) y otra, constituida por partículas (alfa, beta, neutrones, etc). Las radiaciones electromagnéticas de menor frecuencia que la necesaria para producir ionización, como lo son, la radiación ultravioleta (UV), visible, infrarroja (IR), microondas y radiofrecuencias, hasta los campos de frecuencia extremadamente baja (ELF), comprenden la región del espectro conocida como radiación no ionizante.
Radiaciones Ionizantes
La radiación ionizante puede transferir su energía a las moléculas que constituyen el cuerpo humano, esto puede traducirse en un daño significativo si la interacción es con las moléculas de ADN. Los daños pueden ser agudos e inmediatos como quemaduras, hemorragias, diarreas, infecciones o hasta la muerte; también existen efectos tardíos como el cáncer o efectos hereditarios.
Nuestro ámbito de competencia es dado por el Decreto Supremo Nº594/99, que en su Artículo 110º indica que los límites de dosis permitidos para el personal ocupacionalmente expuesto serán los contenidos en el Decreto Supremo Nº3/85, donde además se indica que todo trabajador expuesto debe contar con un dosímetro personal proporcionado por el empleador con el fin de registrar, controlar y vigilar toda exposición. Otro reglamento relevante es el Decreto Supremo Nº133/84, que entre otras cosas, especifica que toda persona que se desempeñe en instalaciones radiactivas u opere equipos generadores de radiaciones ionizantes, deberá contar con una autorización, que para instalaciones de segunda y tercera categoría es entregada por el Servicio de Salud respectivo. Para conseguir dicha autorización la persona debe acreditar lo siguiente:
Licencia secundaria o equivalente. Curso de Protección Radiológica, dictado por ISP, CCHEN u otros organismos autorizados por MINSAL. Historial Dosimétrico. Servicios Control Dosimétrico Externo trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes. Elaboración y emisión de Certificado de Historial Dosimétrico. Capacitación en Protección Radiológica para el sector público y privado. Evaluación de seguridad de equipos e instalaciones de radiodiagnóstico.
Radiaciones No Ionizantes
La existencia de posibles efectos crónicos de las radiaciones no ionizantes es aún objeto de fuertes debates y de una amplia investigación científica, dicha incertidumbre genera bastante inquietud frente a las exposiciones tanto de tipo laboral como ambiental. Ya son bastante conocidos los efectos agudos de estas radiaciones, los que pueden ir desde pequeñas descargas eléctricas hasta quemaduras, también pueden producirse calentamiento de los tejidos tanto superficiales como profundos, lo que dependiendo del tejido del cual se trate puede traducirse en un serio daño. En el Decreto Supremo Nº594/99, en sus Artículos 107º al 109º, se fijan los niveles máximos de exposición laboral para algunos tipos de radiaciones no ionizantes, aparecen niveles para radiación láser (UV, visible e IR), microondas y radiación ultravioleta (UV). Se cuenta con equipamiento para la medición de éstas y otras regiones del espectro con aplicaciones siempre en ámbito ocupacional.
Bibliografía
http://moiseslara565.blogspot.com/2012/08/25-teorema-deshannon.html
http://es.wikipedia.org/wiki/RFID http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid2/rc98/rc-98.htm
http://es.scribd.com/doc/58558491/interferencia-cocanal
http://www.ispch.cl/saludocupacional/subdepto_ambientes_laborales/ secciones/radiaciones
