antenas y torres de microondas.docx

8/18/2019 ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS.docx

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ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS

La señal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde eltransmisor hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una perdidade poder dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a obstáculos y superficies

reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.

MODULACION EN MICROONDAS

Los generadores de microondas son generadores críticos en cuanto a latensión y la corriente de funcionamiento. no de los medios es no

actuar sobre el generador o amplificador pero si utili!ar un dispositivo diodo pin en la guíade salida, modulada directamente la amplitud de la onda.

"tro medio es utili!ar un desfasador de ferrita y modular la onda en fase. #n este caso esfácil obtener modulación en frecuencia a través del siguiente proceso$

#n una primera etapa, se modula en %& una portadora de baja frecuencia, por ejemplo '(&h!.

#n una segunda etapa, esta portadora modulada es me!clada con la portadora principal enfrecuencia de )h!, por ejemplo *( )h!.

n filtro de frecuencias deja pasar la frecuencia suma, *(('( &h! con sus bandas lateralesde + &h! y por lo tanto la banda pasante será de *((' a *(('+ &h! -ue es la señal final demicroondas. #n el receptor se hace la me!cla de esta señal con el oscilador local de *()h! seguido de un filtro -ue aprovecha la frecuencia de diferencia '( &h! la cual esamplificada y después detectada por las técnicas usuales en %&.

Enlaces de microondas, satélite y fira !"tica

Enlace de microondas

#n casi la misma forma en -ue una linterna proyecta un rayo de lu! desde un punto haciaotro, las microondas pueden ser transmitidas en línea recta y sin obstáculos desde untransmisor hacia un receptor. #n el proceso, las microondas pueden transportar tantoinformación de audio y video.


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"riginalmente en transmisiones radiales o televisivas las microondaseran utili!adas principalmente por las cadenas de televisión para enlacesde costa a costa y enlaces estudio transmisor.

/ medida -ue las transmisiones a distancia se hicieron más populares, las

estaciones de televisión percibieron la ventaja de tener camiones de producción de campo, e-uipados con platos de microondas de manera de poder cubrir en vivo y directo eventos deportivos, desfiles, mítines etc.

0ay receptores y transmisores de microondas pe-ueños, sólidos y deonda corta pueden ser montados en trípodes livianos, para dirigir señales de televisión desdeun campo, hacia otro cercano donde se encuentra una van de producción. Luego la vanenvía la señal a alguno de los puntos de repetición de la ciudad 1generalmente ubicado en eltecho de un edificio2 desde donde la señal es finalmente enviada hacia el estudio o centro de

producción. Las microondas deben tener un camino recto y definido. 3ual-uier obstrucción,inclusive una lluvia fuerte, grani!o o nieve puede degradar o eliminar completamente la

señal.Camionetas, a#iones y otes$ /un-ue, se ha mencionado -ue una señal normal demicroondas viaja en línea recta, es posible utili!ar un transmisor de microondasonmidireccional para enviar una señal sobre una enorme área. Las señales pueden ser enviadas desde helicópteros, carros en movimiento, botes etc.

ENLACES DE RADIO, MICROONDAS Y SAT%LITES

"tro medio muy utili!ado, y de igual importancia, es el -ue usa las ondas de radio14%2 dentro del espectro electromagnético. La comunicación puede darse, por ejemplo, conmicroondas, donde a altas frecuencias, más arriba de los 5((&h!, se establecen enlacesmuy confiables entre dos puntos gracias a la alta directividad -ue se puede lograr con los

patrones de radiación en las antenas. 6e esta forma se pueden tener comunicaciones agrandes distancias, o donde haya línea visual, y hacerlo de forma directa, sin repartir lainformación de manera omnidireccional. #ste mismo principio se aplica en esencia a losenlaces de satélites, en donde se recurre a una frecuencia más alta y se usa el satélite comorepetidor para devolver el mensaje a otro punto de la tierra, evitando los problemas

presentados por obstáculos como las montañas, por ejemplo. #n este caso, existe unelemento en contra -ue es el retardo, y -ue está dado por las grandes distancias -ue deberecorrer la señal para llegar a su destino.

&ENTA'AS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COM(ARADOS CONLOS SISTEMAS DE L)NEA MET*LICA

7 8olumen de inversión generalmente mas reducido.

7 9nstalación más rápida y sencilla.

7 3onservación generalmente más económica y de actuación rápida.

7 :uede superarse las irregularidades del terreno.


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7 La regulación solo debe aplicarse al e-uipo, puesto -ue las características delmedio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.

7 :uede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de lastorres.

DES&ENTA'AS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COM(ARADOSCON LOS SISTEMAS DE L)NEA MET*LICA

7 #xplotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.

7 ;ecesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las -ue hay -uedisponer de energía y acondicionamiento para los e-uipos y servicios deconservación.


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7 %recuencia de emisión

7 %recuencia de recepción

#s una estación repetidora -ue tiene como mínimo una antena por cada dirección, es

absolutamente necesario -ue las frecuencias de emisión y recepción estén suficientementeseparadas, debido a$

*. La gran diferencia entre los niveles de las señales emitida y recibida, -ue puede ser de( a =( d>.

?. La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisión.

+. La directividad insuficiente de las antenas sobre todas las ondas métricas.

:or consiguiente en ondas métricas 1+(+(( &h!2 y decimétricas 1+(( &h! + )h!2,

conviene utili!ar cuatro frecuencias 1plan de @ frecuencias2. #n ondas centimétricas, ladirectividad es mayor y puede emplearse un plan de ? frecuencias.

:lan de @ %recuencias

:lan de ? %recuencias

+ENERACI1N DE MICROONDAS

Aui!ás fue el &/);#B4";, como generador de microondas1m2. 6e alta potencia,el dispositivo -ue dio pie al desarrollo a gran escala de las m., al abrir paso a la utili!aciónde sistemas de radar durante la 99 )uerra &undialC sin embargo, fueron DLE


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periódicas de entre las cuales la más utili!ada es la héliceC de esta forma es posiblemantener una iteración continuada entre la onda electromagnética y el ha! electrónico,modulado en velocidad, y consecuentemente en densidad, -ue va cediendo su energía,digamos cinética, a la onda electromagnética. :osteriormente también se desarrollo el tubode onda regresiva 1>F"G >acHIard Iave oscillator2, en el cual la velocidad de fase de la

onda va en dirección opuesta al flujo de energía en el circuito, -ue ofrecí a, además, unamayor amplitud de sintonía en frecuencia mediante control electrónico.

Los dispositivos anteriores se basan en la conversión de energía de continuidad en laenergía de m, mientras -ue los amplificadores paramétricos 1/&:L9%93/6"4, J2 utili!ancomo fuente de energía una de alterna -ue convierten, por un procedimiento de me!cla, enla de alta frecuencia deseada. #n lugar de utili!ar como elemento resistivo, utili!an unelemento reactivo, como puede ser un diodo de capacidad variable, y de a-uí el bajo nivelde ruido -ue se puede lograr. n fundamento análogo tienen los amplificadores cuánticos&/


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K J / *?.5 +

D *?.5 / @( *.*

A @( / 5( (.J

2 N )t 1d>2 O )r 1d>2 O?( log h 1m2 ?? ?( log r 1Dm2

6onde r es la distancia del enlace, 2 es la longitud de onda +t E +r son las ganancias deltransmisor y del receptor receptivamente.

/ la atenuación en espacio libre se le agregan algunos valores de atenuación debido aobstáculos$

7 d>$ 9ncidencia restante.

7 @( d>$ >lo-ueo total del ha!.

La atenuación puede variar de a ?( d> dependiendo del tipo de superficie -ue provoca la

difracción. /sí$

7 d>$ :ara una difracción en filo de cuchilla, con incidencia restante.

7 ?( d>$ 6ifracción con incidencia restante en obstáculo mas redondeado comoterreno ligeramente ondulado o agua -ue sigue la curvatura de la tierra.

#n condiciones desfavorables las perdidas por reflexión pueden ser de hasta 5( db1propagación sobre mar2.


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La temperatura efectiva de ruido Be del circuito receptor, referida a los terminales deentrada y la cifra de ruido o 1factor de ruido2 % de un circuito están relacionados de lasiguiente forma$ - 3 4 5 Te6To

- es la ra!ón de la potencia de ruido real de salida 1al conectar en un generador de

temperatura normali!ado de BoN?=(PoD2 y la potencia de ruido de salida -ue existiría parala misma entrada, si el circuito no tuviera ruidos propios.

:or tanto, se nota -ue$ - 3 4 o 7 d0 corres"onde a Te 3 789

- 3 : o ; d0 corres"onde a Te 3 : 6 Rt

6onde 4t es el radio real terrestre y 4Qes el radio de la curvatura ficticia de la tierra.3ual-uier variación del índice de refracción provocada por la alteración de las condicionesatmosféricas, se expresa como un cambio del factor D.

#n condiciones atmosféricas normales, el valor de D varia desde *.? para regiones elevadasy secas 1o @M+ en on!as mediterráneas2, hasta ? o + para !onas costeras hmedas.

3uando D se hace infinito, la tierra aparece ante el ha! como perfectamente plana, ya -ue sucurvatura tiene exactamente el mismo valor -ue la terrestre.


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R 6iversidad de frecuencia.

R 6iversidad de polari!ación.

La alteraciones del valor de D desde * hasta infinito 1 4ango normal de D2, tiene escasa

influencia en el nivel de intensidad con -ue se reciben las señales, cuando el trayecto se ha proyectado en forma adecuada.

Las anomalías de propagación ocurren cuando D es inferior a *, el trayecto podría -uedar obstruido y por lo tanto seria vulnerable a los fuertes desvanecimientos provocados por elefecto de trayectos mltiples.

3uando D forma un valor negativo, el trayecto podría resultar atrapado entre capasatmosféricas y en consecuencia seria susceptible a sufrir desvanecimiento total.

UTILI@ACI1N DE MICROONDAS EN COMUNICACIONES ES(ACIALES

Los satélites artificiales han extendido el alcance de la línea de propagación y hanhecho posible la transmisión transoceánica de microondas por su capacidad de admitir anchas bandas de frecuencias. La línea de transmisión puede extenderse por uno de losdistintos medios existentes. #l satélite en forma de globo de plástico metali!adoexteriormente puede ser empleado como reflector pasivo, en cuyo caso no se necesitae-uipo alguno en el satélite.


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ganancia de ( d> en ? )h!. Los enlaces se hacen básicamente entre puntos visibles esdecir, puntos altos de la topografía.

3ual-uiera -ue sea la magnitud del sistema de microondas, para funcionamiento correcto esnecesario -ue los recorridos entre enlaces tengan una altura libre adecuada para la

propagación en toda época del año, tomando en cuenta las variaciones de las condicionesatmosféricas de la región.

:ara poder calcular las alturas libres debe conocerse la topografía del terreno, así como laaltura y ubicación de los obstáculos -ue puedan existir en el trayecto.

/ntes de hacer mediciones en el terreno puede ser necesario estudiar los planostopográficos de la !ona. :or lo general el estudio minucioso de los mapas y de los planosfacilita las labores, sobre todo en sistema extensos con gran numero de repetidoras y dondeexiste una gran variedad de rutas posibles. :or proceso de eliminación y de selección ha dellegarse a la escogencia de la ruta más favorable.


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4fn N T nhd*d?Md*Od?,m

donde $ Rfn N 4adio de la nesima !ona de fresnel en metros.

2 N Longitud de onda en metros.

d4 N 6istancia del transmisor al punto considerado en metros.

d: N 6istancia del punto considerado al receptor en metros.

/ partir del mapa de la región se tra!a en un papel @M+ el perfil del terreno a lo largo de latrayectoria de estación a estación.

"rdinariamente, el margen sobre obstáculos se refiere al radio d la primera !ona de fresnelCsi el cociente correspondiente se lleva en abscisas en le gráfico, en coordenadas se obtendrála influencia sobre la intensidad de campo. .interpretaciones del

margen sobreobstáculos p U( y p Go

La siguiente es una formula empírica para pérdidas por obstáculo.

(od0B 3 4: (6 Rf . 47

La ecuación anterior es válida en el intervalo . ; (6Rf 4

0ay momentos en -ue la distribución de la densidad de la atmósfera cambia y la

trayectoria se hace mas restante y pasa a sufrir obstrucción, se debe incluir en los cálculosuna pérdida adicional de + d>. :oniendo en funcionamiento tal enlace, la transmisióncon atmósfera normal no tendrá la perdida de + d>, solo surge en momentos desfavorablesy ya está incluida en el diseño.

Luego se calcula la atenuación con la ecuación 1 2 (r 6 (t 3 +t Ar 6 TT r

de la ecuación 1 2 se tiene Ar 3 +r 2 6 TT


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donde los parámetros son los mismos -ue se dieron anteriormente.

#xpresado en d> la ecuación 1 2 se tiene la ecuación 1 2

(r 6 (t d0B 3 47 loF (r 6 (t 3 +t d0B 5 +r d0B 5 :7 loF 2 . :7 loF r . ::


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6esvanecimiento en el peor mes para trayectos de @( a ( Dms con visibilidad y margensobre obstáculos de *5 a +( m.

CON-IA0ILIDAD DE SISTEMAS DE RADIOTRANSMISION (OR MICROONDAS

Las normas de seguridad de funcionamiento de los sistemas de microondas hanalcan!ado gran rigide!. :or ejemplo, se utili!a un ==.=JS de confiabilidad general en unsistema patrón de ((( Dm. de longitud, lo -ue e-uivale a permitir solo un máximo de ?5segundos de interrupción del año por cada enlace. :or enlace o radio enlace se entiende eltramo de transmisión directa entre dos estaciones adyacentes, ya sean terminales orepetidoras, de un sistema de microondas. #l enlace comprende los e-uiposcorrespondientes de las dos estaciones, como así mismo las antenas y el trayecto de

propagación entre ambas. 6e acuerdo con las recomendaciones del 3394, los enlaces,deben tener una longitud media de 5( Dm. Las empresas industriales -ueemplean sistemas de telecomunicaciones también hablan de una confiabilidad media del

orden de ==.====S, o sea un máximo de +( segundos de interrupciones por año, en lossistemas de microondas de largo alcance.

Los cálculos estimados y cómputos de interrupciones del servicio por fallas de propagación, emplean procedimientos parcial o totalmente empíricos. Los resultados dedichos cálculos generalmente se dan como 1Tiem"o -era de Ser#icio, T-S2 anual por enlace o porcentaje de confiabilidad por enlace.

JI.-I JKreless -idelityB


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La tecnología tiene como función primordial la de hacer la vida más fácil y de moldear elentornoC una nueva revolución esta llegando a nosotros y promete afectarnos tan

profundamente -ue cambiara nuestro estilo de vida. 0ace años el pensar en cambiar decanal al televisor sin tener -ue levantarte de tu lugar, o estar comunicados en casi todo elmundo parecían hechos de ciencia ficción. /hora en la actualidad la tecnología nos permite

estar conectados a la red sin necesidad de cables.

La mejor oferta -ue nos ofrece la tecnología es la del cambio de vida. La 9nternettransformo por completo la forma en -ue la gente se comunica y se informa.

La palabra Wi-Fi es una abreviatura de Wireless Fidelity -ue significa Fidelidad Inalámbrica, se utili!a como denominación para cual-uier variante de la tecnología J(?.**-ue permite la creación y la conexión a redes inalámbricas conocidas como WLAN , oWireless Local Area Networks.


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La compatibilidad de las frecuencias, ya -ue un e-uipo J(?.**a y un J(?.**b no puedeninteractuar debido a -ue trabajan en frecuencias diferentes, lo -ue ha originado a producir hot spots y adaptadores -ue permitan la comunicación a doble banda, es decir, con doblecapacidad radial para asi interactuar con todas las versiones de Wi-Fi.

La interferencia es otro problema, en especial para las redes -ue utili!an la frecuencia de?.@ )0V como lo son la J(?.**b y el bluetooth, ya -ue pueden verse afectabas por hornosde microondas o por teléfonos inalámbricos, las paredes por-ue mediante estas no pueden

pasar las frecuencias.

Alto consumo de energía$ de los chips de Wi-Fi, algo -ue los hace pocos prácticos endispositivos como PDA o teléfonos celulares.

Las WLAN son susceptibles a -ue transentes o usuarios situados en las cercanías puedanconectarse de forma no autori!ada para tener acceso gratuito a 9nternet e información de laempresa si no se cuentan con un W Firewall X o con rees !irt"ales pri!aas (#PN$.

no de los principales problemas obstáculos de la Wi-Fi es la renuencia del 6epartamentode 6efensa de #stados nidos a aceptarla, ya -ue argumenta -ue el acceso inalámbrico a lared provocara congestión en las radiofrecuencias -ue utili!an los e-uipos militares como elradar.

A# ien vale la pena pagar este precio por todos los beneficios -ue representa una redinalámbrica, de tal forma -ue podrás mover tu :3 de lugar sin preocuparte por el cableado,

podrás navegar en el 9nternet, compartir archivos con el resto de los usuarios de la 4edLocal.


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Solciones de Acceso y Trans"orte con Microondas

Los sistemas de acceso y transmisión por microondas de #ricssonestán diseñados para operar en cual-uier tipo de red y en cual-uier clima

La rápida instalación, y la fácil implantación a lo largo de todas las fases del un proyecto,desde la planeación hasta la puesta en operación, aseguran un rápido retorno de la inversióninicial.

E'EM(LO$ #ricsson ofrece un compromiso total con sus clientes, incluyendo soporte yservicios -ue van desde la planeación hasta la puesta en operación del sistema completo y...más allá.. Los sistemas de acceso y transmisión por microondas de #ricsson 1&9;9L9;D]2 permiten un desarrollo eficiente de la red, así como una rápida capacidad deexpansión cuando la red lo re-uiere.

Los sistemas &9;9L9;D] incluyen dos soluciones$ :untopunto y Q:untomultipuntoQofreciendo capacidades desde *x?&bitMs hasta *'x? &bitMs, en un rango de frecuencias de 'a +J )0!.

Solciones

:ara los sistemas (nto."nto #ricsson ofrece los productos &9;9L9;D #, &9;9L9;D

# &icro y &9;9L9;D &K. Los sistemas de transmisión &9;9L9;D proporcionanenlaces por microondas -ue van desde * hasta *'x? &bitMs, y operan dentro de las bandas

http://www.fortunecity.es/banners/interstitial.html?http://www.ericsson.com.mx/wireless/products/mobsys/soluciones/punto.shtmlhttp://www.fortunecity.es/banners/interstitial.html?http://www.ericsson.com.mx/wireless/products/mobsys/soluciones/punto.shtmlhttp://www.fortunecity.es/banners/interstitial.html?http://www.ericsson.com.mx/wireless/products/mobsys/soluciones/punto.shtml


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de frecuencia de ' a +J )0!. Las interfaces estandari!adas aseguran -ue todas lasgeneraciones de los productos &9;9L9;D puedan ser usadas en todas las redes, de hoy ydel futuro.

:ara los sistemas (nto.mlti"nto #ricsson ofrece el &9;9L9;D >//< opera en las bandas de frecuencia de ?@ a +* )0! 1#uropean #B/< provee interfaces #thernet e y :60 1B*M#*2 para el usuario final. La capacidad es de +'.5 &bitMs por sector 1B6&MB6&/2.

(nto."nto . MINI.LIN9 Descri"ci!n del sistemaB

#l diseño compacto de &9;9L9;D contiene la tecnología más reciente y proporciona lamáxima seguridad en cual-uier red. 3on un &B>% 1Biempo &edio #ntre %allas2 de más de

+( años, &9;9L9;D proporciona un continuo alto rendimiento.


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^ &9;9L9;D split, compuesto por un módulo de acceso interno y una unidad deradio externa. #sta versión ofrece una máxima flexibilidad y una opción económicaen l sitios encadenados.

:ara propósitos de supervisión, el Q#lement &anagerX &9;9L9;D ;etman, es una

poderosa herramienta diseñada para administración centrali!ada de la red. :uede ser usado como un sistema aislado o dentro de un


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7 Redes de Acceso

Redes M!#iles=

La transmisión mediante los radios &9;9L9;D mejora la relación costobeneficio y

permite una rápida conexión entre los elementos de las redes celulares, como son lascentrales 1&B


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Redes de Acceso

3omparado con los cables de cobre y fibra, &9;9L9;D es mejor opción en costoeficiencia y es usado en aplicaciones de Local "L: 14LL2. Bambién es usado para conectar radio bases 14>


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Redes Cor"orati#as

3on &9;9L9;D, la comunicación interna de vo! y el intercambio de datos en lascompañías es fácilmente implementado.

ANEPOS

(RODUCTOS Y SOLUCIONES DE R- Y MICROONDAS

A9ON, INC=


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S(ECTRUM -SY MICROJA&E, INC=

%iltros de 4% y &icroondas en la banda 63@( )0!. 6iseños c"sto para aplicacionesespecíficas. 8ersiones conectori!adas y para montaje superficial. &ltiples tecnologías ytopologías$ parámetros concentrados, cavidadMpeineMinterdigitales, guía onda, stripline,

tubulares coaxiales, combinados... /plicaciones$ militar y telefonía celular.

OMNIYI+, INC=

3omponentes y sistemas basados en E9), generadores peine. "sciladores E9) 1 con ri!er analógico o digital 2, osciladores E9) sintoni!ados con trackin& , filtros E9),multiplicadores E9), osciladores E9) 1 con %#B )a/s 2 de bajo ruido, osciladores E9)thin-%il) #specificaciones &9L#5@(( para aplicaciones militares.

0ROADJA&E TEC/NOLO+IES, INC=

3omponentes de microondas pasivos conectori!ados cubriendo la banda 63?.5 )0!./copladores directivos, divisores de potencia, atenuadores de potencia, cargas, transiciones,63>locH, accesorios para instrumentos de medida. /copladores y divisores de potenciacubriendo la banda J((+5(( &0! en un solo componente. Belefonía celular y sistemaswireless)

/3 &934"F/8# M L9;&93

L9;&93 es un softIare avan!ado para diseño de circuitos híbridos y monolíticos demicroondas 1&93sM&&93s2. :resenta la solución 3/6 más completa en #uropa y consisteen una familia de herramientas #& basadas en 3/6 para funcionalidades avan!adas y un

entorno de fácil uso.

CERNEP, INC=

/mplificadores de 4% y &icroondas hasta @( )0!. /mplificadores de banda anchaconectori!ados. /mplificadores de bajo ruido y amplificadores de potencia para las bandasde telefonía celular y wireless 1modelos conectori!ados y montaje superficial2.3omponentes y subsistemas en milimétricas, banda *J**( )0!. /mplificadores,me!cladores, sistemas me!clador O preamplificador, osciladores )unn, multiplicadores defrecuencia, traslación de frecuencia, detectores de banda ancha, fuentes enganchadas enfase, sistemas hechos a medida.

/isladores y 3irculadores cubriendo el margen de frecuencias -ue va de *(( &0! _ @()0!. &odelos coaxiales, guía ondas, 3o9soguía, banda ancha, aislamientos altos. &odelosespecíficos para aplicaciones en banda ancha y banda estrecha. /plicaciones comerciales ymilitares.

/68/;3#6 3";B4"L 3"&:";#;B


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ocinas, /ntenas logperiódicas, antenas80%M0%, L:/, radomos... /tenuadores, filtros, cargas, desfasadores para alta potencia.6ivisores y combinadores en guíaondas. &odelos hechos a medida.

3";B9;#;B/L &934"F/8# B""L 3o. 9;3.

3omponentes y configuraciones en guía. )uíaondas flexibles, guíaondas para uso +i-,el satélite, acopladores directivos, duplexores, componentes para metrología. /isladores,circuladores, filtros en guía hechos a medida para frecuencias hasta 5( )0!

30#LB"; 3";B4"L

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