SUMARIO Banda de Microondas, Parámetros y Sub bandas de microondas. Características de la microondas. Diagrama de Bloques de un sistema de microondas. Repetidores de microondas. Diversidad y Trayectoria. Ecuaciones de Balance de Energía.
LA BANDA DE MICROONDAS La banda SHF (Super Altas Frecuencias), tiene su banda desde 3 GHz a 30 GHz
LA BANDA DE MICROONDAS ¿De donde proviene el nombre de MICROONDAS? ESTAN EN EL RANGO DE 10 mm A 100 mm
LAS SUB-BANDAS DE MICROONDAS
SUB-BANDAS DE MICROONDAS DE USO MILITAR
La banda SHF tiene como características más relevantes: Haces muy directivos Se requiere muy poca potencia de Tx Se afectan mucho por la atmósfera Las antenas utilizadas son parabólicas Poseen gran ancho de banda CARACTERISTICAS DE LA BANDA DE MICROONDAS
DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE UN SISTEMA RADIO DE MICROONDAS FM
DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE RADIO DE MICROONDAS FM La banda base es la señal compuesta que modula la portadora de FM y puede incluir uno o más de los siguientes:a) Canales de banda de voz con multicanalización por división de frecuencia: FDM. b) Canales de banda de voz con multicanalización por división de tiempo: TDM.c) Teléfono de imágenes o video compuesto con calidad de radiodifusión. d) Datos de banda ancha.
LIMITACIONES QUE PRESENTA LAS MICROONDAS DE FM La distancia permisible entre TX y RX depende de: a) Potencia de salida del transmisor. b) Umbral de ruido del receptor. c) Terreno. d) Condiciones atmosféricas. e) Capacidad del sistema. f) Objetivos de confiabilidad. g) Expectativas de funcionamiento.
REPETIDORES DE RADIOMICROONDAS DE FM Cuando la distancia entre Tx y Rx es tan grande que no permite que la señal de RF sea de los niveles adecuados para ser demodulada eficientemente y no es posible incrementar los niveles de potencia, se hace uso de los repetidores, etapas de relevo de la señal ubicados entre Tx y Rx originales
REPETIDORES DE RADIOMICROONDAS DE FM Un repetidor de microondas es un receptor y un transmisor colocados espalda con espalda o en tándem con el sistema. Típicamente, la distancia está entre 15 y 40 millas (24 y 64 Km)
TIPOS DE REPETIDORES DE MICROONDAS Hay dos tipos de repetidores de microondas: a) Repetidores de banda base b) Repetidores de IF
REPETIDOR DE BANDA BASE En este caso la portadora de RF recibida: i) Se convierte a una frecuencia de IF ii) Se amplifica iii) Se filtra iv) Se demodula a banda baseLa señal de banda base es demodulada permitiendo que ella (la señal de banda base) se vuelva a configurar para cumplir con las necesidades de ruteo de la red general de comunicaciones.
REPETIDOR DE BANDA BASE Se recibe la señal de RF, se lleva a IF y se demodula hasta banda base. La banda base se puede volver a configurar con otras señales. El repetidor demodula la RF a banda base, la amplifica y le da nueva forma. Luego se modula la portadora de FM
REPETIDOR DE IF La portadora de RF recibida se convierte en forma descendente a una frecuencia de IF, se amplifica y, con nueva forma, se convierte ascendentemente a una frecuencia de RF, y luego se retransmite.
DIVERSIDAD Diversidad sugiere que hay más de una ruta de transmisión, o método de trasmisión disponibles entre un transmisor y un receptor. En un sistema de microondas, el objetivo de usar diversidad es aumentar la confiabilidad del sistema, aumentando su disponibilidad.
DIVERSIDAD
DIVERSIDAD Si el sistema dispone de más de una ruta para la señal de RF, podrá seleccionar la que produzca la máxima calidad en la señal recibida. La máxima calidad se determina evaluando la relación de portadora a ruido (C/N) en la entrada del receptor, o tan solo midiendo la potencia de la portadora recibida.
DIVERSIDAD Los tipos de diversidad que se utilizan son: Frecuencia Espacial Polarización Híbrido Cuádruplo
ARREGLOS DE CONMUTACION Para evitar la interrupción del servicio en un sistema de microondas por desvanecimiento o fallas, se recurre a los arreglos de conmutación. Esta es una ruta alternativa que puede seguir la señal de IF desde el emisor hasta el receptor.
ARREGLOS DE CONMUTACION Arreglo: Reserva Continua
Arreglo: Uso de Diversidad ARREGLOS DE CONMUTACION
CARACTERÍSTICAS DE TRAYECTORIA LA TRAYECTORIA de un sistema de radiocomunicaciones es el recorrido que sigue la señal a través del medio de transmisión para llegar desde el emisor hasta el receptor.Este recorrido puede seguir varios caminos diferentes y algunas veces simultáneos
CARACTERÍSTICAS DE TRAYECTORIA
CARACTERÍSTICAS DE TRAYECTORIA La trayectoria de espacio libre: es la trayectoria de línea de vista directamente entre las antenas transmisora y receptora.La onda reflejada a tierra: es la porción de la señal transmisora que se refleja de la superficie de la tierra y es capturada por la antena receptora.
CARACTERÍSTICAS DE TRAYECTORIA La onda de superficie consiste de campos eléctricos y magnéticos asociados con las corrientes inducidas por la superficie de la tierra, depende de las características de la superficie de la tierra y de la polarización electromagnética de la onda.La suma de estas tres trayectorias anteriores se llama la onda de tierra. La onda de cielo es la porción de la señal transmisora que se regresa reflejada por las capas ionizadas de la atmósfera de la tierra.
CARACTERÍSTICAS DE TRAYECTORIA Para el estudio en microondas, son de interés solo las señales de ondas directas y las reflejadas.
GANANCIA DEL SISTEMA La ganancia del sistema es la diferencia entre la potencia nominal de salida de un transmisor y la potencia mínima de entrada requerida por un receptor.b) La ganancia del sistema debe ser mayor que o igual a la suma de todas las ganancias y pérdidas incurridas por una señal, conforme se propaga de un transmisor a un receptor.La ganancia del sistema se utiliza para predecir la confiabilidad de un sistema para determinados parámetros del sistema.
GANANCIA DEL SISTEMA Potencia Maxima de Salida del Transmisor Potencia Minima de la Entrada del Receptor Ganancia
GANANCIA DEL SISTEMA Matemáticamente, la ganancia del sistema es: donde: Gs = ganancia del sistema (dB)Pt = potencia de salida del transmisor (dBm)Cmínima = potencia mínima de entrada del receptor para un objetivo de calidad determinado (dBm)
GANANCIA DEL SISTEMA En la ecuación se debe cumplir: Las ganancias están dadas por:At = ganancia de la antena transmisora (dB) relativa a un radiador isotrópico.Ar = ganancia de la antena receptora (dB) relativa a un radiador isotrópicoLas Pérdidas están dadas por:Lp = pérdida de la trayectoria de espacio libre entre antenas (dB)Lf = pérdida del alimentador de guías de ondas (dB) entre la red de distribución (véase tabla I).Lb = pérdida total de acoplamiento o ramificación (dB) en los circuladores, filtros y red de distribución entre la salida de un transmisor o la entrada de un receptor y su alimentador de guías de ondas respectivo (véase tabla I).Fm = margen de desvanecimiento para un determinado objetivo de confiabilidad.
GANANCIA DEL SISTEMA Matemáticamente, la ganancia del sistema es: en donde todos los valores están expresados en dB o dBm.
GANANCIA DEL SISTEMA Nota:Debido a que la ganancia del sistema indica una pérdida neta, las pérdidas están representadas con valores dB positivos y las ganancias están representadas con valores dB negativos.
TABLA 1: PARÁMETROS PARA LA GANANCIA DEL SISTEMA
REPRESENTACIÓN GANANCIAS Y PÉRDIDAS DEL SISTEMA
PÉRDIDA DE TRAYECTORIA DE ESPACIO LIBRE La pérdida de trayectoria de espacio libre se define como la pérdida incurrida por una onda electromagnética conforme se propaga en una línea recta a través de un vacío sin ninguna absorción o reflexión de energía de los objetos cercanos.
PÉRDIDA DE TRAYECTORIA DE ESPACIO LIBRE Se determina por la ecuación: en donde: Lp = pérdida de trayectoria de espacio libre D = distancia f = frecuencia ? = longitud de onda c = velocidad de la luz en el espacio libre
PÉRDIDA DE TRAYECTORIA DE ESPACIO LIBRE Convirtiendo a dB da Cuando la frecuencia se da en MHz y la distancia en km,Cuando la frecuencia se da en GHz y la distancia en km,
MARGEN DE DESVANECIMIENTO El margen de desvanecimiento es un "factor de acolchonamiento" incluido en la ecuación de ganancia del sistema que considera las características no ideales y menos predecibles de la propagación de ondas de radio, como la propagación de múltiples trayectorias (pérdida de múltiples trayectorias) y sensibilidad a superficie rocosa. El margen de desvanecimiento también considera los objetivos de confiabilidad del sistema. Por lo tanto, se incluye como pérdida el margen de desvanecimiento en la ecuación de ganancia del sistema.
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