C A P I T U L O I

GENERALIDADES

1.1 RECUENTO HISTÓRICO DE LAS COMUNICACIONES

El hombre como elemento integrante de una sociedad necesita comunicarse con sus semejantes. Para suplir esta necesidad ha creado códigos (señas, sonidos, símbolos) para intercam -biar información.

Largo camino es el recorrido por las comunicaciones, cuyo ob jetivo principal es la información, desde antes del corredor de Maratón, hasta el control automático defensivo contra proyect_i

;_ les cuya velocidad pasa de 16.000 km/hora- La escr i tura y su L. esbozo parece ser la primera técnica eficaz de comunicación-; Los "bastones de mensajes" empleados en la China antigua y en

Australia y los trenzados de Brahamante adornados con objetos simbólicos usados por las tribus de Nigeria, y las cuerdas con nudos de los incas, entre otros, Uevados por corredores porta dores entre puestos debidamente situados, iniciaron el esfuerzo humano para ganar velocidad en las comunicaciones-

El hombre al domesticar el caballo aumentó la velocidad en las comunicaciones. Gengis Khan, con motivo de la muerte de su

. padre atravesó media Europa y Asia en diez días La luz de las hogueras en la noche, las señales de humo en el día, el tan-tan de los tambores africanos, eran medios de comunicación más

f veloces, pero limitados.

Los griegos fueron los pr imeros en construir faros, utilizando antorchas para comunicarse. Eneas el Táctico puede conside -r a r s e como el pr imer ingeniero de telecomunicaciones, ya que en el siglo IV antes de Cristo inventó una especie de telégrafo mediante movimiento de antorchas que eran repetidos una tor re t ras otra, algo así como las modernas torres repetidoras de las redes de televisión.

La comunicación por señales ya fueran luminosas o con bande--

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r a s , exigía percepción directa. Con el descubrimiento de los "miralejos" la información mediante señales progresó enorme­mente- En 1864 el médico inglés Robert Hooice propuso fabr i -car grandes letras de madera para ser observadas con anteo -jos; en 1787 el alemán Bergs t rasser , de Hanau, inventó un a l ­fabeto utilizando la posición de los brazos, que aún hoy se u-san en todas las marinas del mundo. En 1794 en Francia, ini­cia su funcionamiento el telégrafo aéreo visual de Claude Chap-pe en la posición relativa de tres pedazos de madera y con to­r r e s de repetición. En 1831 José Henry había mostrado su p r i ­mer telégrafo electromagnético práctico, que haría funcionar un t imbre a 15 km de distancia. Henry no quiso patentar nunca su descubrimiento , pues consideraba que sus conocimientos de ­berían ser compartidos y usados en benefício de toda la huma -nidad. En 1838 Samuel F. B. Morse creó su código de punto y raya y el instrumento para transmitirlo; y efectivamente lo hizo en el mismo año cuando transmitió a unas 30 millas su pr imer mensaje: "What hath God Wrought".

También hubo otras directr ices en Ja solución del mismio proble^ ma, y entre éstas cabe destacar el trabajo de Alexander G. Bell un profesor de fisiología estudioso de los órganos de los senti -dos y en especial de la boca, quien al tener conocimientos, los de su época, sobre electricidad se preocupó por convertir las ondas sonoras en corrientes eléctricas variables como lo expli­caba en una carta escri ta a su padre en 1874. Avanzó en sus estudios y en 1876, ordenó a su ayudante formar un teléfono y a los pocos días lo usó para Uamar a su ayudante: "Mr. Watson come here I want you". Pocas horas después de l lenar su f o r ­mulario solicitando la patente, lo hacía también el profesor Elisha Gray y luego lo hacían otros investigadores . Esto ocasio­nó un litigio que fue faUado a favor de Bell .

Desde 1873 Clerk Maxwell basado en sus estudios de campos ele£ tromagnéticos, había predicho la propagación de ondas, lo cual fue confirmado en 1887 por los trabajos de Heinrich Hertz . El ú nico interés de Hertz era el estudio de las propiedades electro -magnéticas sin prever las aplicaciones prácticas . En los años siguientes fueron varios los investigadores que se dedicaron al e£ tudio de "radioondas", destacándose los trabajos de Lodge en In­gla ter ra , Marconi en Italia y Popov en Rusia. Así se obtuvo el s is tema inalámbrico para t ransmit ir el código Morse. Era nece sar io combinar este sistema con el de modulación de corriente de Bell, y para esto se necesitaba de otros aportes como los de John A Fleming en 1904 que produjo el detector (diodo al vació) y Lee

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de Forest en 1906 el audión (triodo al vacío). El mismo de Fo­rest hizo mejoras en el sistema de radio y en 1910 transmitió la voz de Enrice Carusso. En 1921 se establecieron estaciones de radio difusión con modulación en amplitud.

Desde 1914 Armstrong había estado trabajando y haciendo mejo­ras en estos sistemas de radio hasta que en 1933 dio al servi -ció la modulación en frecuencia.

Además de transmitir la voz debía pensarse en t ransmit i r la ima gen, y en 1884 P. Nipkow propuso un disco con agujeros en espi ­ral por los cuales pasaría un haz luminoso que incidería en un fototubo para producir una corriente variable que podría t ransmi­t i rse. Era también necesario transmitir una señal de sincronis -mo para rotar otro disco similar en el sistema receptor. Las pr imeras demostraciones fueron ejecutadas por J. L. Baird en In­glaterra y C. F. Jenkins en USA en los comienzos del 1910 mos­trando siluetas; al finalizar la década se obtenían gráficas de to -nos medios. En 1923 V. K. Zwoykin presentaba el iconoscopio-La televisión fue especialmente desarrollada durante la segunda gue -r r a mundial bajo control mili tar .

En 1887 Hertz hablaba del eco o reflexión de ondas e lec t romag­néticas. En 1904 Christian Hulsmeyer obtuvo patentes en varios países de un instrumento que percibía radioecos. En 1922 Mar­coni, resaltando la importancia de los trabajos de Hertz, predi­jo el funcionánaiento del radar. En 1925 se estableció el pr inci­pio de pulsos para el sondeo de la ionosfera.

Todo esto sirvió para que entre los años 1935 y 1940 las a rma­das de Estados Unidos e Inglaterra y laboratorios comerciales con supervisión militar de Francia y Alemania establecieran s i s ­temas de radar . Otro paso a dar . y en ese sentido se trabaja, consiste en estudiar las posibilidades de uso del rayo l á se r co mo portadora de comunicaciones.

1.2 GENERALIDADES

Para hablar de un sistema de comunicaciones se necesita, por lo menos, de dos agentes, uno que produce y envía la información y otro que la recibe y actúa. Al pr imero se le l lama emisor o transmisor y al segundo receptor . El medio a t ravés del cual

avanza la información será denominado el canal de propagación.

Como se puede deducir del resumen histórico del desarrollo de las comunicaciones, una preocupación que se vino convirtiendo en necesidad, fue la de cubrir cada vez mayores extensiones con la información. Este problema conduce a plantear el reemplazo de la onda sonora por una señal eléctrica que puede se r enviada por un par de conductores; método que ofrece algunas ventajas pero que resulta costoso y conlleva también pérdidas de energía al alcanzar grandes distancias-

Luego de los experimentos de Hertz y de Popov se plantea como solución el envío de ondas electromagnéticas o también Uamadas radioondas que se propagan a través de medios dieléctricos. Plan teado el problema en estos términos se necesita de dos clases de transductores: la primera comprende los transductores " s o n o r o -eléctr icos" (micrófonos) y "eléctrico -sonoros" (parlantes) y la segunda los transductores "eléctrico-electromagnéticos" y los " e -lectromagnético-eléctricos" que son las antenas emisoras y recep i toras respectivamente. I

En este punto ya surge otro problema, cuando se piensa en dos comunicaciones simultáneas. El problema consiste en la interfe­rencia o mezcla fasorial de las dos señales- Además las dimen siones de las antenas necesarias para el envío de una informa­ción en el rango de audio resultan demasiado exageradas pa ra la construcción de antenas eficientes. Como solución a los proble­mas hasta aquí plsuiteaclos debe proponerse el traslado de la in­formación en el rango de frecuencias hacia los mayores valores de és tas .

El proceso de traslado de la información en el rango de frecuen cías recibe el nombre de modulación. En la modulación se toma una frecuencia de radio o un tren de pulsos, que hacen las veces de vehículo o señal portadora de información. La información misma recibe el nombre de señal moduladora o modulante y la señal compleja resultante de la modulación se la denomina señal modulada.

En el equipo receptor se hace necesario volver de la señal mo­dulada a la modulante con el objeto de que la información pueda se r entendida. Este proceso de recuperación de la información recibe el nombre de detección o demodulación. En el ordinal 1. 4 se elabora una idea más concreta del s istema de comunica-

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ción en su conjunto.

Otro aspecto que no debe perderse de vista consiste en el in­terés de dirigir la información; puede se r una comunicación pú­blica o de radiodifusión como también puede ser de interés par ticular o sea una comunicación privada- Estos cri ter ios noa llevan al estudio de dos partes fundamentales de la comuni­cación: la commutación y la transmisión.

La conmutación estudia el problema del tráfico de la informa­ción y los caminos apropiados en un circuito de comunicación múltiple, mientras que la transmisión encara el problema de como Uevar la información de un punto a otro (o a otros).

1-3 ESTADO ACTUAL Y OBJETIVO FUNDAIVIENTAL DE LA RA­DIOTÉCNICA

La radiotécnica moderna es un poderoso medio del progreso técnico; ha logrado penetrar en todos los campos de la econo mía, en la ciencia, en la técnica, la cultura y el uso domés­tico.

Uno de los objetivos fundamentales de la radiotécnica es e l e£ tablecimiento de la comunicación a grandes distancias median­te la emisión de ondas electromagnéticas.

Durante el desarroUo de las distintas orientaciones de la radio técnica, se ha divulgado umversalmente la radio difusión y la radio comunicación particular, grandes regiones se sirven de la televisión, se establece una comunicación permanente conbu ques aviones y con naves espaciales. Los medios de la radio­técnica permiten la comunicación interplauíetaria, así como ase gurar desde la t i e r ra el telemando de los aparatos complejos destinados a explorar otros planetas. Ha llegado a convertirse en algo cuotidiano la radio localización o radar , la radio nave­gación, la radiotelemetría, el radio control, etc.

Sin embargo, las aplicaciones enumeradas están lejos de com pletar todas las posibilidades de la moderna radiotécnica. Al penetrar la radiotécnica en las ciencias existentes cambió cua­litativamente el carác ter de laa mismas. Así han aparecido

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nuevas ciencias tales como la radiofísica, la radioastronomía, etc.

La aplicación de los aparatos y métodos radiotécnicos presta una valiosísima ayuda a la física experimental, especialmen­te a la física nuclear, a la técnica de medicción de cualesquie ra de los procesos de acción rápidos y de distintas magnitudes no eléctricas (presión, vibración, pequeños desplazamientos), al estudiar la física de la ionosfera, en el servicio del t iempo.

La aplicación profusa de los métodos radiotécnicos para la r e ­solución de los problemas no relacionados con la emisión, dio lugar a la creación de un nuevo término, la radioelectrónica, que abarca la radiotécnica y la electrónica.

Se amplía rápidamente el uso del instrumento radioelectrónico para las investigaciones médicas (diagnósticos), así como pa­ra la compensación parcial, o incluso total, de las funciones perdidas del organismo humano-La aplicación de las máquinas calculadoras de alta velocidad, las computadoras, las de control, las de información es un importante logro de la radioelectrónica, que se amplía cons­tantemente. En la automación y la mecanización completa de los procesos de elaboración, las máquinas cibernéticas, cuya creación es inconcebible sin la radiotécnica, están llamadas a jugar un papel decisivo.

De todo lo dicho anteriormente puede deducirse que la radio-electrónica adquirirá un valor continuamente creciente en el desarroUo humano. Sin embargo se puede advertir una par t i ­cularidad importante que une a todas las ciencias que de algu na manera son afectadas por la radiotécnica. Esta particula­ridad consiste en que la transmisión de la información se pro duce por señales eléctr icas. Esta circunstancia Ueva a esta­blecer la diferencia entre la radiotécnica y la electrotécnica. La última también utiliza la transmisión a distancia pero de energía como tal, mientras que la radiotécnica se encarga de la transmisión de información.

1. 4 TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES A DISTANCIA

La particularidad principal de la radiotécnica ea la t ransmi -

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sión de un mensaje, sobre un acontecimiento cualquiera, a di¿ tancia. La distancia separa dos objetos, el remitente y el des tinatario, el transmisor de mandos y el dispositivo ejecutor, el proceso a controlar y el mecanismo de medición, la fuente de radio-emisión cósmica y el instrumento registrador del radio­telescopio, las distintas unidades de la computadora electróni -ca, es decir, la fuente y el consum.idor de la información.

La distancia a través de la cual se transmite la señad puede ser muy pequeña, como en el caso de transmitir el mando a la com putadora, de una unidad a otra, o enorme como en las comuni­caciones intercontinentales o cósmicas. La información se trans mite a nivel de líneas alámbricas, de cables, de guiaondas o del espacio libre (medio aéreo, espacio cósmico). Naturalmen­te que para la transmisión de señales es conveniente ut i l izarlos procesos físicos que tienen la propiedad de desplazarse, o sea propagarse en el espacio- Entre estos procesos se encuentran las oscilaciones electromagnéticas aplicadas en la radiotécnica, o sea las ondas radioeléctricas . Además todo proceso físicoa plicado en calidad de agente para .la transmisión de la informa­ción debe cumplir requisitos de mamera que ese proceso tenga la propiedad de recibir todo el conjunto de valores o estados s£ gún los cuales se podría establecer simplemente el correspon­diente valor o estado del objeto o proceso que es la fuente de información.

Con este propósito las ondas radioeléctricas se exponen al pro ceso denominado de modulación. Esto consiste en que, las os cilaciones de alta frecuencia, capaces de propagardo a grandes distancias, se dotan de rasgos que caracterizan el mensaje útil. Por tanto, esta oscilación se utUiza como portador del mensa­je destinado a la transmisión.

Pa ra eUo un (o varios) parámetro de la oscilación de alta íre_ cuencia varía según una ley coincidente con la ley de variación del mensaje a transmitir . En función del parámetro a va r i a r s e distinguen t res tipos fundamentales de modulación: de amplitud, de frecuencia o de fase (con portadora de onda continua).

La conversión inversa de las oscilaciones electromagnéticas a la señal original, realizada en el receptor, se denomina demodulación o detección.

Como norma, la modulación no influye en la capacidad de las

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oscilaciones de alta frecuencia a propagarse en el espacio. Sin embargo la selección de la longitud de onda de la osci­lación de alta frecuencia (o como se acostumbra a decir fre cuencia portadora) es importantísima para garantizar una comunicación estable y segura.

En la selección de una u otra gama de ondas, utUizada enea da s is tema de comunicación concreto, influyen los siguientes factores:

1) Particularidades de propagación de las ondas electromag­néticas de la gama establecida e influencia del período del año, día, estado de la atmósfera, la emisión solar y una se r i e de distintas circunstancias.

2) Posibilidades técnicas: emisión dirigida, utilización del sis^ tema de antena de las dimensiones correspondientes, gene ración de oscilaciones potentes y su control construcción del circuito del dispositivo receptor .

3) Carácter de los ruidos y las perturbaciones en la gamae£ blecida.

4) Carácter del mensaje o, como se acostumbra a decir , an cho de banda de las frecuencias moduladoras y método d£ seado de la modulación.

Prácticampnte son aptos los sectores de la gama en los que se aseguran las condiciones favorables para la propagación de las ondas radioeléctricas y se satisfacen en grado admisible las restantes de las exigencias enumeradas. La tendencia de la radiotécnica moderna es el estudio intensivo de las gamas de ondas poco investigadas y la propensión a la ampliación de las gamas de frecuencias utilizadas tanto por el lado del do­minio de las frecuencias muy bajas, como de las supereleie-vadas, incluso hasta el empleo de ondas luminosas . Esto úl­timo no debe parecer extraño, pues las ondas radioeléctricas y las luminosas son de la misma naturaleza; la diferencia r a ­dica solo en la longitud de onda.

En la tabla 1.4 se da la subdivisión de las ondas radioeléctH cas en las gamas que se utilizaü en la práctica.

Las ondas superlargas y largas utilizadas en la pr imera etapa

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de desarr-oUo de la radiotécnica para la comunicación radiotele-gráfica tienen dos grandes inconvenientes:

1. La necesidad de transmisores de grandes potencias debido a la absorción de la onda superficial al propagarse sobre la superficie t e r res t re .

2. La incapacidad de trasmitir señales complejas, debido a la relación demasiado grande entre la anchura del espectro de la señal y la frecuencia portadora.

Las ondas medias han encontrado una profusa aplicación en la radio difusión. La ventaja fundamental de las ondas de más de 1 km de longitud es la estabilidad de la intensidad de recep -ción; su inconveniente es la dificultad de garantizar el alcance de acción debido a la considerable absorsión de la onda super­ficial. Por eso, la radiodifusión local, calculada para una zo­na con radio de varios cientos de kilómetros se realiza princi­palmente en ondas medias. Solo un número pequeños de es ta ­ciones de radio superpotentes cubren grandes regiones.

La acumulación de una gran cantidad de material experimental sobre las condiciones de propagación de las ondas cortas p e r ­mitió establecer las longitudes de onda óptimas para las distin tas horas del día y período del año q'^e aseguren condiciones favorables de propagación.

Los méritos principales de transmisión en ondas cortas es la posibilidad de obtener enormes alcances de acción con una po tencia relativamente pequeña del t rasmisor y la posibilidad de una emisión dirigida. La desventaja fundamental de la radiodi­fusión por onda corta es la oscilación de la intensidad de r e ­cepción (desvanecimiento), a menudo acompañada por fuertes distorsiones de la transmisión para una señal de estructura compleja, que consta de un gran número de componentes con distintas frecuencias. Las condiciones de interferencia depen­dientes de la frecuencia pueden ser desiguales para las distin­tas componentes del espectro de la señal- Este fenómeno deno minado desvanecimiento selectivo da lugar a la pérdida tempo­ral de las distintas componentes del espectro de la señal o, por el contrario, a la ganancia o amplificación de las amplitu­des de estas componentes. Por tanto, en el punto de recep -ción se perturba la relación correcta entre las distintas compo nentes y la nitidez de la trasmisión. Puesto que el fenómeno de

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desvanecimiento selectivo se manifiesta con tanta mayor fuerza cuanto más ancho es el espectro de la señal, prácticamente es imposible transmitir por ondas cortas las señales complejas ta les como las de televisión.

A la par de la radio-difusión, las ondas cortas se utilizan ac -tualmente con excepcional profusión para la radiotelegrafía en las principales líneas de comunicación, así como para la radio navegación marítjima y aérea.

La aparición de las ramas de la radiotécnica, tales como la te levisión y la radiolocalización (radar) se ha hecho posible g ra ­cias al dominio de las gamas de ondas ultracortas. Aquí se pro duce la combinación afortunada de dos factores. El uso de emi siones de muy alta frecuencia permite ampliar convenientemen­te la banda de frecuencias del mensaje a transmitir , ya que las condiciones de transmisión y amplificación de las señales en el equipo de radio se determinan, fundamentalmente, por la anchu ra relativa del espectro de la señal- Las particularidades de propagación de las OUC (ondas ultracortas) excluyen casi por completo la distorsión de la señal debida a la interferencia de las ondas que se propagaui por distintas trayectorias.

El hecho de que en las OUC la recepción regular solo es posi­ble en los límites del horizonte óptico es , desde luego, una con siderable restricción. Para aumentar el alcance de la comuni­cación en OUC, habitualmente se utilizan antenas muy altas. Los últimos decenios se caracterizan por el desarrollo de las líneas de radiorre lés , o sea, un conjunto de estaciones receptoras- t ran£ miseras de OUC, dispuestas a lo largo de la línea de comunica­ción, a una distancia de varias decenas de kilómetros entre s í . Semejantes líneas permiten una comunicación múltiple, así como el intercambio de programas de televisión entre puntos muy dis­tantes. Las ondas milimétricas y más cortas encuentran progre­sivamente una mayor aplicación en la práctica.

Del breve examen realizado se deduce que el desarrollo de la radiotécnica se caracter iza por la ampliación continua de las ga mas de ondas utilizadas.

De la física se sabe que la enaisión efectiva de la energía elec­tromagnética puede producirse sólo a condición de que las dimen siones geométricas del s istema emisor sean comparables con la longitud de onda. En consecuencia la emisión de ondas superlar-

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largas es difícil por la falta de sistemas de antenas aptas pa­ra la aplicación práctica, los cuales en este caso, deben po­seer enormes dimensiones. Por el contrario, el empleo de las ondas luminosas permite obtener emisores diminutos con una directividad excepcionalmente alta y una enorme concentra ción de energía en el rayo, de manera que, por ejemplo, e l r a yo emitido desde la t ier ra forma sobre la superficie de la lu­na una naancha del diámetro de solo algunos cientos de m e t r o s . Sin eanbargo, la aplicación de las ondas luminosas p a r a l a t r a n £ misión de mensajes está relacionada con las dificultades de la modulación, de la recepción, e tc . Por tanto al seleccionar la gama de trabajo se debe considerar numerosos factores y a menudo adoptar soluciones de compromiso.

Al mismo tiempo se va creando una ser ie de orientaciones de perspectiva, que en m.uchos casos, por lo visto, permiten evi­tar los inconvenientes relacionados con las particularidades de la propagación de ondas en las gamas ya denominadas . Entre estas orientaciones puede ci tarse los intentos de utilizar las t razas meteoríticas (reflexión de los sectores con elevada ioni zación, formados al penetrar los meteoritos en la capa s u p e ­r ior de la atm.ósfera), emplear la superficie de la luna como un reflector pasivo de las ondas radio eléctr icas , de t ransmi­t ir las señales con ayuda de los satélites artificiales déla t i e ­r r a , de c rear nubes ionizadas especiales, e tc . Puede s u p o ­nerse que semejantes métodos conducen a la posibilidad de una comunicación que reúna en s í las cuaUidades inherentes a las diferentes gamas .

1.5 PROCESOS RADIOTÉCNICOS FUNDAMENTALES

De lo anterior se deduce a cuan variadas transformaciones se expone la señal en el proceso de transmisión por el canal de comunicación. Algunos de estos procesos son fundamentales en la mayoría de los s is temas radio técnicos, independiente­mente de su destino, así como del carácter de los mensajes a t ransmi t i r . Estos procesos fundamentales se enumeran y se señalan someramente sus rasgos principales en base al e s ­quema mostrado en la Fig. 1 . 4 . 1 .

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Conversión del mensaje originad en nna señal eléctrica y su codificación. Al transmiHr la palabra y la música tal conversión se produce a través del micrófono; al t ransmi­tir la imagen con ayuda de los tubos de cámara o tubos analizadores de televisión-Para transmitir un mensaje escri*^o (radiotelegrafía) se co difica, o sea que cada letra del texto se sustituye por una combinación de símbolos normalizados, los cuales a su vez se convierten en señales eléctricas normalizadas- Se debe indicar que el esquema mostrado en la figura 1.4.1 corresponde al caso en el cual la información se introdu­ce directamente al transmisor- Se presenta algo distinto el canal de radiolocalización, donde la información sobre el objetivo se introduce por reflexión de la onda radio elé£ trica desde el objetivo en el espacio libre-Generación de oscilaciones de alta frecuencia. La fuente de oscilación de frecuencia portadora es el generador de alta frecuencia. Según el destino del radio canal de comunica­ción la potencia de las oscilaciones varía entre los límites del mw hasta miUones de watios- Es natural que las for­mas constructivas y las dimensiones de los generadores son variadísimas, desde el diminuto elemento simple hasta la enorme instalación técnica.

Las característ icas fundamentales del generador de alta fre cuencia son la frecuencia y la variabilidad de la gama o banda, la potencia y el rendimiento. La estabilidad de la frecuencia de las oscilaciones tiene un valor especialmen­te importante.

En este sentido la técnica se encuentra en una situación ex­cepcional. Las condiciones de propagación de las ondas ra dio eléctricas y la anchura del espectro de las frecuencias de las señales, imponen el empleo de frecuencias portado­ras muy al tas. Las condiciones de elaboración o procesa­miento de las señales en un fondo de interferencias y la necesidad de debilitar las interferencias mutuas entre los distintos radio canales exigen que se logre la reducción má xima posible de las variaciones absolutas de la frecuencia-Esto da lugar a requisitos extraordinariamente rígidos con respecto a la estabilidad relativa de la frecuencia.

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Fig. 1-4.1

Control de las oscilaciones. La modulación consiste en la modificación de uno o varios parámetros de la oscilación de alta frecuencia una forma proporcional a la señal del mensaje a transmitir. Como norma, las frecuencias de la señal modulante son pequeñas con respecto a la frecuencia portadora del generador. Para la modulación se aplican distintos métodos, generalmente basados en las va r iac io ­nes de los potenciales de los electrodos de los aparatos e-lectrónicos que componen el circuito del dispositivo radio­t ransmisor .

La caracter ís t ica fundamental de la modulación es el g ra ­do de concordancia entre la modificación del parámetro de la oscilación de alta frecuencia y la señal modulante.

Amplificación de las señales débiles en el receptor. La an­tena del receptor capta una fracción ínfima de la energía emitida por la antena del transmisor. En función de ladis_ tancia entre las estaciones t ransmisora y receptora, del grado de directividad de emisión de las antenas y de las condiciones de propagación de las ondas radioeléctr icas . la

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potencia en la entrada del receptor se mide con magnitu­des del orden de 10-10 - lO-^^-w. En la salida del m i s ­mo receptor, para un registro seguro de la señal se n e ­cesita una potencia del orden de unidades de watt y más. De aquí se deduce que la amplificación en el receptor de­be alcanzar a 10^0 - 10l4 de la potencia, 6 10^ - 10^ de la tensión.

En los receptores modernos, el registro fiable de la s e ­rial se garantiza a tensiones del orden de ^ v en la entra da. La resolución de este complejísimo problema se ha­ce posible gracias a los éxitos de la electrónica moderna-Juegan también un papel importante los métodos especia -les de construcción de los circuitos de los receptores que aseguran una buena amplificación conservando la estabili­dad del trabajo del receptor- Entre estos métodos se en­cuentra la conversión de la frecuencia de oscilaciones en el canal o línea del receptor realizada de manera que se conserva la estructura de la señal transmitida, (El p ro­ceso de conversión de frecuencia no está designado en el esquema de la figura 1.4.1).

La conversión de frecuencia, además de la técnica de r e ­cepción, se utiliza ampliamente en distintos dispositivos radio técnicos y de radio medición. El problema de am­plificación en el receptor es inseparable del problema de discriminación o separación de la señal de un fondo de in­terferencias.

Como consecuencia de lo anterior resulta como un índice fundamental la selectividad definida como la capacidad del receptor de separar las señales eficaces del conjunto de efectos extraños que se diferencian en frecuencia de la señal. La selectividad frecuencial se realiza mediauítelos sistemas oscilatorios resonantes.

Separación del mensaje de la oscilación de alta frecuencia. La detección o demodulación es un proceso inverso a la modulación. Gracias a la demodulación debe ser restableci­da la tensión eléctrica, que varía en el tiempo en forma proporcional a la señal del mensaje a t ransmit ir .

Como norma, el detector se coloca a la salida del rece£ tor; por tanto a él se le suministra la oscilación modula-

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da, ya amplificada por las etapas anteriores del receptor. Por eso, el detector no interviene en la amplificación de las señales- El requisito fundamental que debe cumplir el detector e s , en lo posible, la reproducción de la forma de la señal-

Además de los procesos enumerados, relacionados de uno u otro modo con la conversión de los espectros de frecuen cías , en los dispositivos radiotécnicos tiene una profusa a-plicación la amplificación de las oscilaciones sin t ransfor ­mación de la frecuencia, realizada en distintos amplifica -dores.

Además de los procesos citados de cualquier línea radio técnica, en una serie de casos especiales se aplican pro­fusamente muchos otros procesos: multiplicación y divi -sión de frecuencias, generación de impulsos cortos, dis -tintos tipos de modulación por impulsos, e tc .

1. 6 PROBLEMA DE LAS INTERFERENCIAS DEL CANAL DE CO­MUNICACIÓN

El conjunto de dispositivos utilizados para la transmisión de la información desde su fuente hasta el receptor forma el canal de comunicación. El canal de comunicación debe satisfacer, en lo posible, la exigencia de una transmisión completa de xa infor­mación. La pérdida de información puede originarse por las distoriones de las señales debido a la imperfección de los dis­tintos elementos del canal, así como a causa de interferencias.

Las interferencias surgen en todos los elementos del canal de comunicación: tanto en el medio utilizado para la transmisión de la señal, desde el t rasmisor hasta el receptor, como en los dispositivos técnicos que cumplen las conversiones necesarias de la señal . En el pr imer caso las interferencias se denomi­nan externas, en el segundo, internas.

Las interferencias externas se deben a diferentes géneros de fenómenos atmosféricos y ruidos o perturbaciones de origen espacial, o son de carácter industrial: chispas en los meca -nismos de toma corr ientes , durante la soladadura eléctrica ,

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al conectar y desconectar equipos y redes eléctricas, al t raba­jar los sistemas de encendido de los motores de combustión in­terna, etc. El funcionamiento del equipo médico, instalaciones de rayos X y dispositivos fisioterapéuticos, crea interferencias en la radiorecepción.

Los ruidos se forman por las señales de los aparatos de radio que trabajan en frecuencias próximas. Las interferencias puje den ser también premeditadas, originadas por contramedidas e-lectrónicas de un adversario.

Los ruidos internos, por su origen, debidos a la naturalezadi¿ creta de las partículas cargadas, se forman gracias al movi -miento térmico de estas partículas en los elementos de los c i r ­cuitos eléctricos, debido al efecto de granalla en las válvulas electrónicas y a una serie de otros fenómenos que se producen al funcionar los dispositivos radio técnicos .

Los ruidos internos se manifiestan especialmente a una granam plificación de la señal, como ocurre al recibir señales débiles . Simultáneamente con la señal eficaz se amplifican también los ruidos, que en intensidad pueden ser comparables a la señal ,d£ bido a lo cual, esta última está parcial o totalmente enmascara da.

El medio más eficaz de la lucha contra las interferencias es su eliminación o atenuación en el lugar de origen. Para ello es necesario mejorar el estado de los contactos, aplicar el blinda­je , emplear extintores de chispas, filtros especiales, etc . La eliminación de los ruidos de los aparatos de radio se logra me diante distribución racional de las frecuencias, reglamentada por acuerdos internacionales especiales, mejorando la calidad de la transmisión por medio de la reducción de la emisión indeseable, aumentando la estabilidad de la frecuencia portadora, utilizando antenas dirigidas, e tc .

En lo posible es necesario seleccionar la banda de frecuencia en la que los-ruidos son mínimos.

En principio el problema más complejo es el de atenuar los ruidos propios, y aquí también, se puede lograr una reduc -ción considerable de su intensidad mediante amplificadores que trabajan en un régimen de enfriamiento profundo, debido a lo cual disminuye la intensidad del movimiento térmico de

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las partículas. Sin embargo, a pesar de todas estas medidas no es posible l ibrarse de las interferencias. Siempre quedan los ruidos propios de una u otra intensidad, ruidos de la Galaxia y otras fuentes de emisión radio eléctricas espacial, atmosféricos, etc.

El peligro de distorsión de la señal a causa de las interferencias se debe al carácter casual de las perturbaciones; la corresponden cia unívoca de la señal recibida y del mensaje enviado se al tera y es solo más o menos probable. Surgen e r rores en la recepción, o sea el peligro de sustitución de un mensaje por otro posible, que en este caso dará lugar a una información falsa. En consecuencia, ahora el destinatario de los mensajes pierde la completa seguridad de la autenticidad del mensaje recibido, la recepción deviene infun dada. Toda acción basada en tal mensaje es arr iesgada. Por . eso el problema central de la radiotécnica ha sido y sigue siendo el de la inmunidad de las interferencias de la comunicación.

El s is tema de comunicación debe ser diseñado de manera que po­sea la capacidad de oponerse, del mejor naodo, a la acción m o ­lesta de las interferencias. El problema de inmunidad de las in­terferencias en la radio comunicación incluye un gran número de diversos problemas que abarcan todas las divisiones de la radio­técnica: generación de oscilaciones de potencia, asimilación y s e ­lección de las ondas que aseguran condiciones favorables de p r o ­pagación, empleo de antenas de acción dirigida, búsqueda de nue -vos tipos de señales radioeléctricas y nuevos métodos de su ela -boración en un fondo de interferencias.

Como norma, debido a que todas las interferencias son procesos aleatorios, la resolución afortunada del problema de inmunidad de la interferencia es inconcebible sin el empleo de los métodos de la teoría de probabilidades y de la teoría de las funciones aleato­r i a s . El valor de estos métodos para la radiotécnica creció esp£ eialmente después de la creación de la teoría general de las co­municaciones, la que en s í es una teoría estadística.

BIBLIOGRAFÍA

1. GONOROVSKI, LS . Señales y circuitos Radiotécnicos, Editorial Mir, Moscú. 1972, Este libro desarrol la un análisis d é s e -

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nales dirigido a las radiocomunicaciones y los circuitos usados en ellas.

^ 2 SEELY, S- Radio Electronics, Kogakusha Company, Tokyo, p 1956. Para este capítulo es de especial interés el pr imer f: - - capítulo de este libro que luego será citado nuevamente-

i 3- ZHEREBTSOV, I. Fundamentáis of Radio, Mir Publishers , ^ '' Moscú, 1969. De este l ibro también se recomienda la g lectura del pr imer capítulo para la introducción a es te •:

curso.