unidad1 t1.1 propagación y tratamiento de señales

El alumno diseñará sistemas de telecomunicaciones para la transferencia de información que permita la implementación de proyectos de T.I.

L.S.C. Rosario Vargas Flores

El alumno diferenciará la polarización deseñales electromagnéticas para definir loscomponentes específicos en un sistema detelecomunicaciones.

Una vez enviada una señal de radio por una antena, aquella viaja o se propaga a través del espacio y al final alcanza otra antena. El nivel de energía decrece muy rápido con la distancia desde la antena transmisora.

La onda electromagnética también se ve afectada por objetos que encuentran en su camino, como árboles, edificios y otras estructuras grandes.

Además, la trayectoria que toma una señal electromagnética hasta una antena receptora depende de factores como la frecuencia de la señal, las condiciones atmosféricas y la hora del día.

Todos estos factores pueden considerarse para predecir la propagación de las ondas de radio desde el transmisor hasta el receptor.

Las tres trayectorias básicas que en una señal puede tomar a través del espacio son :

Onda de tierra. Onda de cielo. Onda de espacio.

Ondas de Tierra: Las ondas de Tierra o de superficie dejan una antena y permanecen cerca de la tierra, Las ondas de tierra en realidad siguen la curvatura de a tierra y pueden, por lo tanto, viajar a distancias más allá del horizonte. Las ondas de tierra deben tener polarización vertical para poder propagarse desde la antena.

La propagación de las ondas de tierra es más fuerte en los intervalos de frecuencias bajas y medias. Es decir las ondas de tierra son la trayectoria principal de la señal en el intervalo de 30 KHz a 3Mhz. Las señales llegan a propagarse por cientos y algunas veces miles de kilómetros en estas frecuencias bajas.

Así mismo, señales de radiodifusión de AM se propagan principalmente por ondas de tierra durante el día y por ondas de cielo en la noche.

La conductividad de la tierra determina qué tan bien se propagan las ondas de tierra. A mejor conductividad, menor es la atenuación y mayor la distancia que pueden viajar las ondas.

La mejor propagación de las ondas de tierra se presenta sobre el agua salada, porque el agua es un excelente conductor, por lo regular, la conductividad más baja se da en áreas de poca humedad, como los desiertos.

En frecuencias supriores a los 3 MHz, la tierra empieza a atenuar las señales de radio. Los objetos en la tierra y las características del terreno se hacen del mismo orden de magnitud en tamaño que la longitud de onda de la señal y, por lo tanto absorben o afectan en forma adversa la señal.

Es por ello que la propagación de la onda de tierra en señales arriba de 3 MHz es insignificante, excepto dentro de algunos kilómetros de la antena transmisora.

Las señales de onda se cielo son radiadas por la antena o la atmósfera superior, donde se reflejan de regreso a la tierra, Este doblez o reflexión de la señal lo produce la refracción en una región de la atmosfera superior llamada ionosfera.

La radiación ultravioleta del sol, provoca que a atmosfera superior se ionice, esto es, para convertirse en señales directamente cargadas. Los átomos toman o liberan electrones, convirtiéndose en iones positivos o negativos. También hay presentes electrones libres.

La ionosfera por lo general se considera como dividida en tres capas: capa D y E y capa F, a su vez subdividida en F1 y F2.

Las capas D y E, se encuentran más alejadas del sol, están ligeramente ionizadas, Existen sólo durante las horas con luz del día, durante las cuales tienden a absorber las señales de radio en el intervalo de frecuencias medias de 300 KHz a 3 MHz.

Las capas F1 y F2, son más cercanas al Sol, son altamente ionizadas y tienen el mayor efecto en las señales de radio. Las capas F existen de día y de noche.

En general, a mayor frecuencia,, menor será el ángulo requerido para que aparezca la refracción. En frecuencias muy altas, casi siempre arriba de unos 50 MHz, la refracción rara vez sucede en forma independiente del ángulo.

Las señales de VHF, UHF y de microondas por lo regular paran a través de la ionósfera sin ser dobladas. Sin embargo, durante un periodo de actividad de manchas solares, u otro fenómeno electromagnético, las ondas de VHF y aún las UHF llegan a ser reflectadas por la ionosfera.

El tercer método de propagación de las señales de radio es por ondas directas u ondas de espacio. Una onda directa viaja en línea recta de la antena de transmisión a la antena de recepción.

La comunicación por ondas de radio directas de denomina comunicaciones por línea de vista.

Las ondas directas o de espacio no se refractan en forma horizontal desde la antena transmisora hasta que alcanzan el horizonte, donde son bloqueadas.

Si una señal de onda directa ha de recibirse más allá del horizonte, el receptor debe estar lo bastante alto para interceptarla.

Por supuesto a distancia de transmisión ´práctica con ondas directas en una función de la altura de las antenas transmisora y receptora.

La fórmula para calcular la distancia entre una antena transmisora y el horizonte es:

Donde h1 = altura de la antena transmisora en pie.

d= distancia del transmisor al horizonte, en mi

Esto se llama radio horizonte. Para encontrar la distancia de transmisión

práctica (D) para transmisión en línea recta, debe incluirse la altura de la antena receptora en el cálculo.

donde hr = altura de la antena receptora en pies.

D= 2ℎ𝑡 + 2ℎ𝑟d= 2ℎ𝑡

d= 2 ∙ 20

d= 40

d= 6.32455532 mi

D= 2 ∙ 20 + 2 ∙ 19

D= 40 + 38

D= 6.32453532 + 6.164414003

D=12.4889 Km

ht hr

25 27

30 29

28 20

19 25

Ejercicio Resultado

1 14.49953704 Km

2 15.3617398

3 13.80787009

4 13.23548181

Las comunicaciones por línea de vista son características para la mayor parte de las señales de radio con una frecuencia arriba de casi 30 MHz, en particular con señales de VHF, UHF y microondas. Estas señales pasan a través de la ionosfera y no son curvas.

Las distancias de transmisión en esas frecuencias son muy limitadas, y es obvio porque deben usarse antenas transmisoras muy altas para la radiodifusión de FM y televisión.

Las antenas para los transmisores y receptores que operan en frecuencias muy altas por lo general se localizan en la punta de edificios altos o en montañas que incrementan de manera considerable el alcance de la transmisión y recepción.

Para extender la distancia de comunicaciones en frecuencias de VHF ,UHF y microondas, se han implementado el uso de estaciones repetidoras, que son una combinación de un receptor y un transmisor.

que operan en frecuenciasseparadas .

Las repetidoras de usan para incrementar el alcance de las telecomunicaciones para unidades móviles y portátiles de radio, para las cuales, las antenas no están, por naturaleza muy altas sobre la tierra.

Mapa 20 % Tarea 20 % Ejercicios 20 % Investigación 40%Detalles investigación: Investigar los componentes de los sistemas

de Telecomunicaciones. (al menos tres) Presentación y entrega a tiempo 10% Emisión, medio, recepción 30%