Radioenlace Google Earth (1)

Tv y [Sistemas de Radio Tv

Legislación 2016-A]

Sistemas de Radioenlace: Google Earth OBJETIVOS: Aprender el uso del programa programa Google Earth para para poder diseñar un sistema sistema radio enlaces. Realizar el cálculo de las alturas de las antenas Calcular el espacio entre el emisor y receptor de una onda ( zona de Fresnel )

INTRODUCCIÓN: El Radi Radioe oenl nlac ace e es un sist sistem ema a de tran transm smis isió ión n de info inform rmac ació ión n ue ue u!li u!lizzan onda ondass electromagn"!cas a tra#"s de un medio no guiado como es el espacio$ para efectuar enlaces punto a punto (e%isten sistemas de radioenlace punto & mul!punto y mul!punto & punto).

3ig. 2 9istema de Radioenlace punto a punto (arria) y punto & mul!punto (aa1o) Estas ondas electromagn"!cas !enen frecuencias ue #an desde los ' *z hasta los + G*z o a,n más. -or consiguiente$ las señales de las ondas electromagn"!cas$ electromagn"!cas$ a causa de sus altas frecuencias$ !enen longitudes de onda rela!#amente rela!#amente peueñas$ es por eso ue se le conoce tami"n con el nomre de /microondas/. /microondas/. As0 por e1emplo la longitud de onda de una señal de microondas de 2 G*z es de .+ cm.$ mientras ue la señal de 2 *z$ como las de anda comercial de 3$ !ene una longitud de + metros. 4as longitudes de las frecuencias de microondas #an de 2 a 5 cm.$ c m.$ un poco mayores a la energ0a infrarro1a. 4as principales frecuencias u!lizadas en microondas se encuentran alrededor de los 26 G*z$ 27 y 6+ G*z$ las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 2 y 6' 8ilómetros de distancia una de la otra. El euipo de microondas ue opera entre 6 y 5 G*z puede transmi!r a distancias entre + y ' 8ilómetros.

[Sistemas de Radio Tv y


Ahora nos dedicaremos a desarrollar el presente laoratorio$ para el cual tenemos ue tener en cuenta algunos conceptos pre#ios los c uales descriiremos a con!nuación:

a) Zona de Fresnel 4as zonas de 3resnel son unos elipsoides conc"ntricos ue rodean al rayo directo de un enlace radioel"ctrico y ue uedan de;nidos a par!r de las posiciones de las antenas transmisora y receptora. "simo elipsoide de 3resnel. ?e este modo$ la primera zona de 3resnel (n @ 2) se caracteriza por el #olumen interior al elipsoide con diferencia de distancias igual a una semi longitud de onda o diferencia de fases de 27. 4uego posiles re=e%iones cerca del orde de la primera zona de 3resnel pueden causar atenuación$ ya ue la onda re=e1ada llegar0a a la antena receptora en oposición de fase. -or lo tanto$ durante la fase de plani;cación del radioenlace dee asegurarse ue la primera zona de 3resnel se encuentre lire de ostáculos$ ien aumentando la altura de los más!les de las antenas o ien situándolos en otra posición del edi;cio. E#identemente$ una ostrucción completa de la zona de 3resnel producir0a p"rdidas toda#0a mayores.

3ig

.6 Bona de 3resnel El radio de la primera zona de 3resnel$ “ ho ”$ en un punto cualuiera de un radioenlace puede calcularse a par!r de la siguiente e%presión:

h0

=

l

d1 d 2 d

?ónde:

d = distanciatotal d 1 y d 2= distancias delTX y RX hacia el obstáculo respectivamente .



b) Correcc!n "or C#r$a%#ra Terres%re: Considerando el trazado de per;les topográ;cos$ la corrección por cur#atura terrestre corresponde al ostáculo cr0!co presente en el per;l para efectos del diseño de radioenlaces. En la ;gura mostrada$

d 1 y

d 2 representan las distancias parciales desde cada e%tremo

del per;l hacia la proyección horizontal del ostáculo cr0!co$ luego tenemos:

Dh =

4d1 d 2 51 K

?ónde:

d 1 y d 2= distancias delTX y RX hacia el obstáculo respectivamente . K = cte deradio equivalente delatierra

c) Calc#lo de las &n%enas: -ara hallar las alturas de las antenas$ transmisora y receptora$ es necesario recordar ue cuando el ostáculo está más cercano al punto A la altura de la antena en ese punto dee ser mayor a la antena del punto  en un rango de 2' a 6D mayor esto tami"n se cumple en sen!do contrario. 9e u!lizaran las siguientes formulas:

ha1

=

d d2

(h

0

'

+hs

d1

) - d (h

g2

+ ha 2

2

d1d

) + 2KR

- hg 1

t

?ónde:

h g 1 y hg 2 : altura de la zonatransmisora y receptora respectoal nivel del mar ha 1 y h a 2 : altura de laantena transmisora yreceptora Rt : radio terrestre=6370 Km '

h s = hs + Dh

hs : altura del obstáculo alnivel de mar

d) 'oo(le Ear%: Es un programa informá!co ue muestra un gloo #irtual ue permite #isualizar m,l!ple cartograFa$ con ase en la fotograFa satelital. El mapa de Google Earth está compuesto por una superposición de imágenes otenidas por imágenes satelitales$ fotograFas a"reas$ información geográ;ca pro#eniente de modelos de datos 9G de todo el mundo y modelos c reados por computadora.



e) *er+l de Ele$ac!n: E%plora las ele#aciones de una ruta par!cular a tra#"s del -er;l de ele#ación. -ara comenzar$ traza una ruta o are una ya e%istente. Hna #ez ue hayas elegido una ruta del panel 4ugares$ hay dos maneras de #er su -er;l de ele#ación. Accede a Editar I ostrar -er;l de ele#ación o haz clic con el otón derecho en tu ruta desde el panel 4ugares y selecciona ostrar -er;l de ele#ación. Aparecerá un -er;l de ele#ación en la mitad inferior del #isor +?.

3ig. +

-er;l de Ele#ación El e1e J del cuadro muestra la ele#ación y el e1e K del cuadro muestra la distancia. 9i mue#es el cursor por las di#ersas partes del -er;l de ele#ación$ la =echa se mue#e por tu ruta y muestra la ele#ación (lado izuierdo de la =echa) y la distancia acumula!#a (sore la =echa). El n,mero de D ue aparece representa el D de la cuesta o pendiente. 9i deseas seleccionar una parte espec0;ca de la ruta$ mant"n presionado el otón izuierdo del mouse mientras mue#es el cursor por el área deseada$ luego suelta el otón. Entonces esta estad0s!ca sore el grá;co de l0neas se mostrará en esta parte espec0;ca de la ruta y el grá;co destacará automá!camente esta sección. -ara camiar la escala de estad0s!ca entre pies y metros$ selecciona *erramientas I Lpciones y selecciona tus preferencias en la categor0a ostrar ele#ación.

E,UI*OS - .&TERI&/ES:   

-C con internet Google Earth Calculadora cienM;ca u ho1a de calculo



*ROCEDI.IENTO: *r0ero: 9eleccionamos los lugares ue #amos a comunicar mediante un enlace punto a punto. -ara nuestro caso ser0a:  

2er punto: HNAC & 3EE -aellón 6do punto: ase Na#al & 4a -unta

Se(#ndo: Hna #ez seleccionado nuestros puntos arimos el programa Google Earth pre#iamente instalado en la -C y uscamos los puntos

3ig. O magen del editor de ,sueda

Tercero: Cuando se encuentra el punto deseado se procede a marcar el punto:

3ig.' cono de ancla1e para el punto deseado

C#ar%o: ?espues de haer marcado los puntos procedemos a unirlos:

3ig.5 cono para unir los puntos seleccionados -ara nuestro enlace seria:



3ig.P Enlace entre la ase Na#al y la HNAC

,#n%o: 4uego de trazar nuestro enlace procedemos a #isualizar nuestro per;l:

3ig.7 -er;l trazado del enlace

.EDICIONES: ?espu"s de haer otenido el per;l del enlace procedemos a iden!;car el ostáculo cr0!co con la ayuda de una l0nea de #ista:



3ig.Q den!;cando el ostáculo cri!co Hna #ez iden!;cado el ostáculo cr0!co medimos su altura respecto al mar correspondiente tami"n medimos la distancia del punto
3ig.2 Alturas ue se o!ene con Google Earth 4as mediciones ue nos arro1a el Google Earth son:      

h g 1=28 m hg2 5 m hs =27 m d 1=0.62 Km d 2=5.07 Km d =5.69 Km =

NOTA IMPORTANTE:

“C#ando 0ed0os con el "ro(ra0a 'oo(le1Ear% ob%ene0os las al%#ras res"ec%o al s#elo2 en%onces %ene0os 3#e acer los enlaces a(re(ando las al%#ras de los ed+cos4”



CO.*ROB&CIÓN EK-ERENCA EN +?: En esta e%periencia con la opción de +? de 'oo(le1Ear% hallamos la ele#ación total ue nos da Om$ esto nos dice ue las alturas otenidas son las alturas respecto al ni#el del suelo$ y ue la altura del paellón de la 3EE>HNAC es 26m.

?e igual manera se realiza para la A9E NAA4 ue nos da un #alor de 2'm ue es la altura total$ esto nos dice ue la altura del paellón A9E NAA4 es de 2m

ECUACIONES CON LOS DATOS OBTENIDOS:

[Sistemas de Radio Tv y 


-ara el punto de inicio ue es el paellón de la 3EE>HNAC la altura del suelo ue nos dio por dato el Google>Earth fue de 67m$ a esta medida se le !ene ue agregar la altura del paellón ue es apro%imadamente 26m. ´

h g 1= hg 1 + 12 m ´

h g 1= 40 m 

-ara el punto de ;nal ue es el paellón de la A9E NAA4 la altura del suelo ue nos dio por dato el Google>Earth fue de 'm$ a esta medida se le !ene ue agregar la altura del paellón ue es apro%imadamente 2m. ´

h g 2 =hg 2 + 10 m ´

h g 2 =15 m 

-ara el punto del L9Earth fue de 6Pm$ a esta medida se le !ene ue agregar la altura del fron!s ue es apro%imadamente 7m.

h

°

h

°

s

=h s + 8 m

s =35

m

Hna #ez estalecido los cálculos de las alturas totales otenemos la siguiente grá;ca:

3ig.22 Alturas totales otenidas



A con!nuación se muestra las coordenadas de cada punto: En una opción de 'oo(le1Ear% nos da las coordenadas del "#n%o de "ar5da 6 el "#n%o de

lle(ada4

3ig. 26 Coordenadas HNAC>3EE

3ig. 2+ Coordenadas ase Na#al

RESU/T&DOS: -ara los cálculos u!lizamos las formulas (2)$ (6)$ (+) y (O) descritas anteriormente:

OBS ?eemos tener en cuenta ue el ostáculo está cercano a la 3EE$ por lo tanto lo tanto la altura de dicha antena será de mayor tamaño sin sorepasar el 2' a 6D de diferencia. Aplicando las formulas otenemos los siguientes datos:

ha1

=

d d2

*allando el radio de fresnel

(h

h0

0

'

+hs

d1

) - d (h

g2

2

-rimero hallamos la longitud de onda

=

( λ )

d1d

) + 2KR

t

:

h0



+ ha 2

l

d1 .d 2 d

- hg1 ............

( 1)


l

H!lizando

( λ )

=

c f

� l =

3.105 ( Km / s ) 2400 ( MHz )

en la fórmula de radio de fresnel

h0


= 125m

:



d 1: es ladistancia del punto de partida al obstaculo ( F!! ."#$% −&'(T$%")& )  d 2: es ladistancia del punto *inal al obstaculo( '$(! #$+$)−&'(T$%")& )  d : esla distanciadel punto de partidaal punto *inal .

h0

=

l

d1d 2 d

� h0

h0 '

*allando:

125

=

(620).(5070) 5690

=

8,3m

= 8,3m

( )

h s = hs + Dh....... 2

Dh =

4d1 d 2 51 K

Cuando hallamos el #alor de la corrección de la cur#atura terrestre el #alor de /8S se toma ue es OT+ este #alor es dado en forma teórica.

K = 4 / 3

Dh =

h

° s

4d1d 2 51 K

=

4d1d 2 51 ( 4 / 3 )

=

0,18m

=35 m, altura del obstaculo+altura del *rontis. '

h s = hs + Dh = 35 + 0,18 = 35,18m

'

h s = 35,18m

*allando las alturas de las antenas de <% y R%:



3órmula para hallar alturas de las antenas:

ha1

=

d d2

( h0

'

+hs

)

-

d1 d2

( hg 2

+ ha 2

)

+

d1 d 2KRt

- hg1



d 1: es ladistancia del punto de partida al obstaculo ( F!! ."#$% −&'(T$%")& )  d 2: es ladistancia del punto *inal al obstaculo( '$(! #$+$)−&'(T$%")& )  d : esla distanciadel punto de partidaal punto *inal . h0 : Radio de *resnel       

´

h s : alturatotal del obstaculo. ha 1 : altura dela antena 1 ha 2 : alturade la antena 2 Rt : Radio terrestre h g 1 : alturatotal dela F!!− "#$% h g 2 : alturatotal dela '$(! #$+$)

Reemplazando los datos:

ha 1 : dando el #alor de Pm a la altura de la antena 3EE HNAC$ para hallar el #alor de la antena ha 2 ha1

=

ha1

=

5, 69 5, 07

( 8, 3 + 35,18) -

0, 62 5, 07

( 15 + ha 2 ) +

0, 62.103 *5, 69.103 2 ( 4 / 3) .6730.103

- 40

7

7 = 1,12 ( 43, 48) - 1, 83 - 0,122ha 2 + 0, 20 - 40 ha 2

=

48, 78 - 1, 83 + 0, 2 - 40 - 7 0,122

� ha 2 = 1, 3m

ha1 = 7 m

Altura de la antena de la 3EE>HNAC

ha 2 = 1, 3m

Altura de la antena de la A9E NAA4

Notamos ue la antena

ha 1 $ la cual representa a la uicada en la 3EE$ es de mayor tamaño

y no sorepasa el 6D de diferencia ue es el má%imo permi!do. -ara hallar el punto de re=e%ión u!lizamos las siguientes fórmulas


� h1 � � �d ........... ( a ) �h1 + h2 � � h2 � =� �d .......... ( b ) h h + �1 2 �

d r 2 =

d r 1

?onde:

    

d r 2=¿ distancia desde el punto A hacia el punto de re=e%ión. d r 1=¿ distancia desde el punto  hacia el punto de re=e%ión. d =¿ distancia total. h2=¿ altura del punto A sore el ni#el del mar más la altura de la antena. h1=¿ altura del punto  sore el ni#el del mar más la altura de la antena.

Con los datos otenidos anteriormente tenemos:

h1 : alturatotal de la F!!. "#$% + laaltura dela antena ha 1 h2 : alturatotal de la'$(! . #$+$)+ la alturade la antenaha 2

d = distanciatotal delradio enlace h1 =

40 + 7 = 47 m

h2 = 15 + 1, 3 = 16, 3m d = 5,69 Km

Aplicando la fórmula de

( a ) y ( b ) tenemos:

d r 2

� 47

� 5,69 = 4.22 Km � �47 + 16,3 �

=�

d r 2 =

d r 1

4.22 Km

� 16,3

� 5,69 = 1, 465 Km � �47 + 16,3 �

=�

1.465 Km d r 1 =



3ig.2O -odemos notar ue el punto de re=e%ión se encuentra en el mar$ esto demuestra ue nuestro cálculo está ien desarrollado puesto ue el mar es la zona ue nos proporciona mayor re=e%ión .

CONC/USIONES: Hna #ez familiarizado con el Google Earth$ hallar el lugar preciso del enlace es mucho más sencillo. den!;camos con comodidad y sin complicaciones el ostáculo cr0!co para as0 poder calcular mediante las formulas la alturas de las antenas.

RECO.END&CIONES: Al momento de calcular la altura de las antenas tenemos ue tener en cuenta la diferencia del tamaño de estas$ ya ue un radioenlace ideal reuiere ue los cálculos sean lo más e%acto posile por eso se dee tener en cuenta ue la diferencia dee ser entre un 2' a un 6D. 

Cuando se !enen enlaces ue atra#iesan el mar se dee tener en cuenta ue la zona de re=e%ión se dee encontrar en el agua$ si realizando los cálculos se determina ue la zona de re=e%ión es una diferente al mar se dee realizar una corrección en los cálculos realizados anteriormente.

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