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TEMA IV. RADIOENLACES TERRESTRES MEDIANTE MICROONDAS

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Jaaziel García Alcantara

on 30 November 2012

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Transcript of TEMA IV. RADIOENLACES TERRESTRES MEDIANTE MICROONDAS

4.2 Equipo. Introducción Un radioenlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.
Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes: TEMA IV.RADIOENLACES TERRESTRES MEDIANTE MICROONDAS Universidad Nacional Autónoma de México
FES C Campo 4 Prof:
Alumno: Ingeniería Mecánica Eléctrica
Area: Electrónica Fernando Patlan Cardoso
Aurelio Jaaziel Garcia Alcántara Materia: Radio Micoondas y Satelites. OBJETIVO: Explicar la estructura de un sistema de microondas, el equipo utilizado y manejar los conceptos para caracterizar, modelar y predecir el desempeño de los sistemas de comunicaciones por microondas tanto analógicos como digitales. Telefonía básica (canales telefónicos)
Datos
Telegrafo/Telex/Facsímile
Canales de Televisión.
Video
Telefonía Celular (entre troncales) En los primeros decenios del siglo XX las frecuencias de trabajo, en las bandas de LF, MF y HF, hacían que las antenas tuvieran unas dimensiones mucho menores o comparables a la longitud de onda. En dichas bandas los circuitos se pueden considerar como de elementos concentrados. Las bandas de microondas no están claramente definidas, pero se entiende que empiezan a partir de UHF, hasta banda X. En dichas bandas las antenas son mucho mayores que la longitud de onda, y los circuitos son de elementos distribuidos. 1930 Walter Schottky y otros físicos descubrieron el mecanismo de los semiconductores, se invento el LED, rectificadores y celdas fotovoltaicas. El físico alemán Fritz Schoter patento un sistema que mejoraba la calidad de video.
En el año 1930 se detectó, por primera vez un avión en vuelo, de una forma accidental. L. A. Hyland del Naval Research Laboratory (NRL). Comprobó, mientras probaba un sistema DF (direction finding), que al pasar un avión por las cercanías, se producía un incremento en la señal recibida.
1931 Primera transmisión electrónica de imágenes de televisión en Berlín. ALLEN DUMONT inventa el osciloscopio. En el año 1931 se estableció un enlace entre Francia y Oran Bretaña utilizando antenas reflectores a 1760 MHz. Marconi núdió el alcance sobre el mar de una transmisión a 500 MHz, sobre el Mar Mediterráneo, encontrando que se podían recibir señales a una distancia igual a cinco veces el alcance visual, descubriendo lo que se conocería después como enlaces troposféricos.
1932 De los laboratorios de la A.R.R.L., en EE.UU., sale el prototipo del receptor superheterodino de JAMES LAMB. El día 26 de Septiembre comienzan las emisiones experimentales de EAQ-MADRI, la primera emisora de radiodifusión en Onda Corta de España. En 1932-RADAR: ya se había perfeccionado el sistema de radar en el NRL, y se podían detectar aviones a una distancia de 80 kilómetros del transmisor. Las primeras experiencias con un radar pulsado en EEUÚ se realizaron en el NRL, en Abril de 1936, con un sistema a la frecuencia de 28.3 MHz y un ancho de pulso de 5 microsegundos. Al cabo de unos meses el alcance se aumentó en 40 Km.Pronto se llegó a la conclusión de que era necesario subir en frecuencia,especialmente para los sistemas embarcados. Los primeros sistemas a 200 MHz se empezaron a desarrollar en 1936. Con una potencia de 6 kW se alcanzaba una distancia de 50 núllas. El sistema se denominó CXAM. 1935-RADAR-En Gran Bretaña se iniciaron los estudios sobre el radar cuando se propuso a Sir Robert Watson-Watt la construcción de un haz destructor con ondas de radio. Las conclusiones del estudio fueron de que no era viable, pero recomendaba estudiar el problema de la detección de objetos. En 1935 propuso las condiciones de funcionamiento. En 1936 se probó un sistema de interferencia de onda continua a 6 MHz. En 1935 se probó un sistema pulsado a 12 MHz, con un alcance de 40 millas.
En el año 1938 se tenía en funcionamiento el famoso sistema de radar Chain Home, a, 25 MHz, con un total de 5 estaciones costeras. 1937 Es desarrollado el tubo Klyston Reflex para generacion de señales de microondas.
1938 El alemán Werner Flechsig (1900-1981) tiene la idea de construir los tubos de rayos catódicos a color . a) Evolución histórica de los sistemas de radio de microondas Los sistemas de radio de microondas que usan modulación de frecuencia se conocen ampliamente por proporcionar comunicaciones flexibles, confiables y económicas, de punto a punto, cuando usan la atmósfera terrestre como medio de transmisión. Los sistemas de microondas FM que se usan con el equipo multiplexor adecuado son capaces de conducir en forma simultánea desde unos pocos circuitos de voz de banda angosta, hasta miles de circuitos de voz de alta velocidad, audio de calidad comercial y televisión comercial. Los estudios comparativos de costo han demostrado que la radio de microondas de FM es, casi siempre, el método más económico de proporcionar circuitos de comunicaciones cuando no hay ya cables metálicos ni fibras ópticas, o cuando existen duras condiciones de terreno o de clima En la figura se ve un diagrama de bloques simplificado de un sistema de microondas de FM. La banda base es la señal compuesta que modula la portadora FM, y que puede abarcar uno o más de los sistemas siguientes.
1. Canal de banda de voz multiplexado por división de frecuencia. 2. Canales de banda de voz multiplexados por división de tiempo. 3. Vídeo compuesto de calidad comercial o teléfono visual. 4. Datos en banda ancha. Estructura general de una red de radio de microonda Sistemas de radio analógicos: En la radio analógica, cada emisora transmite señales por el aire en una banda estrecha de ondas de radio. A medida que la señal viaja, los edificios, colinas y los equipos eléctricos pueden interferir su difusión. Algunas ondas nunca llegan a su destino, dando lugar a perdidas de transmisión; otras se distorsionan y el oyente escucha siseos o crujidos, las frecuencias se solapan unas sobre las otras. Sistemas de radio digital: Con la radio digital, los programas se transforman en códigos digitales (largas cadenas de ceros y unos); cada uno representa una fracción de segundo de música o discurso. Las cadenas de números se fragmentan y transmiten en una amplia banda de ondas de radio. Cada fragmento se envía varias veces, con ligeros retardos y frecuencias distintas. Así, aunque algunos fragmentos se pierdan, la radio puede recomponer los suficientes para formar un programa claro y completo. Transmisión analógica: características del equipo terminal y repetidores, frecuencias de operación y capacidades. Transmisores
Los Transmisores de FM se realzan en el mercado de radiodifusión por su desempeño y robustez. Desarrollados bajo rigurosos procesos de proyecto y fabricación. Los transmisores presentan características importantes que garantizan la calidad de las señales de audio que generan, con lo que permiten transmisiones de alta fiabilidad y baja distorsión. Su potencia esta en funcion de su uso, pero en general las caracteristicas principales son:

RANGO DE FRECUENCIA 87,8 a 108MHz
IMPEDANCIA DE SALIDA 50 Ohmios
PÉRDIDA DE RETORNO > 23dB
CONECTADOR DE SALIDA Flange EIA 7/8"

EMISIÓN DE ESPURIOS
< -73dBc

ESTABILIDAD DE FRECUENCIA
< +/- 2kHz

TIPO DE MODULACIÓN
FM @ +/- 75kHz

RUIDO DE FM
> 60dB

RUIDO DE AM
> 50 dB El repetidor es un conjunto transmisor-receptor capaz de recibir y transmitir simultáneamente una señal de radio. Un repetidor simple consistiría, pues en un receptor con sus salida de audio acoplada a la entrada de micro de un transmisor. Naturalmente, se requiere de un circuito adicional para activar automáticamente el transmisor cuando en la entrada del receptor aparece una señal a repetir; de esta manera, por débil que sea la señal inicia su función el dispositivo.
Hay que notar que la transmisión y recepción simultáneas se realizan con frecuencias diferentes; para la banda de 144 MHz, asignada a radioaficionados, la separación establecida por las normas IARU, es de 600 kHz en 144 y de 1.6 MHz o 7.6 MHz en las bandas de UHF 432 MHz.

Los transmisores que normalmente integran el repetidor son de frecuencia modulada, su excursión de frecuencia no sobrepasa generalmente los 10 kHz; las normas de excursión en la banda de radioaficionados son de 6 kHz como máxima desviación establecida por la IARU, y los canales mantienen una separación de 25 kHz en VHF y de 25 y 50 kHz en UHF. Las frecuencias de las portadoras de amplitud modulada (radio AM), están en el rango de frecuencias de 535-1605 kHz. Las frecuencias de las portadoras de 540 a 1600 kHz están asignadas a intervalos de 10 kHz.

La banda de radio FM va desde 88 a 108 MHz -entre los canales de televisión VHF 6 y 7-. Las estaciones de FM tienen asignadas frecuencias centrales empezando en 88,1 MHz, con una separación de 200 khz, y un máximo de 100 estaciones. Estas estaciones de FM tienen una desviación máxima de su frecuencia central de 75 kHz, lo cual deja unas "bandas guardas" superior e inferior de 25 kHz, para minimizar la interacción con las bandas de frecuencias adyacentes.
El ancho de banda asignado a cada estación de radio FM, es suficientemente amplio para la difusión de señales en estéreo de alta fidelidad. La frecuencia de la portadora está modulada directamente, con la suma de las señales de sonido de los canales izquierdo y derecho. Una subportadora de 38 kHz, tambien modula la portadora y esa subportadora, está modulada con la diferencia de las señales de audio de los canales izquierdo y derecho. El sintonizador de FM decodifica luego esta señal y la separa en los canales de audio izquierdo y derecho. Transmisión digital: características del equipo terminal y repetidores, frecuencias de operación y capacidades. Las Caracteristicas basicas de un IBOC (in-band on-channel) o canal dentro de banda
Capacidad para la transmisión de audio y datos
Calidad de la señal de radio en recepción similar a FM
Alta compresión de audio
Buena relación entre robustez y calidad
Eficiencia del uso del espectro radioeléctrico
Posibilidad de enviar señales estereofónicas
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