dapositiva cable coaxial y antenas

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TEMARIOTEMARIO

Matemáticas para CATV

Módulo 1

Módulo 3

Módulo 4

•Notación científica•Unidades del SI y del Sistema Inglés para CATV•Logaritmos•El decibel

•Cálculos para el cable coaxial•Relación Portadora a Ruido y Relación Señal a Ruido•Cálculos de ruido y distorsiones•Antenas

•Señales digitales•Transmisión de señales por fibra óptica

Módulo 2•Señales y su representación•Ley de Ohm•Ancho de banda•Modulación

MMÓÓDULO 3DULO 3

• Un cable coaxial puede definirse como dos conductores metálicos que comparten el mismo eje y están separados por un material dieléctrico (no conductor).

• Se llama coaxial porque el conductor central y la malla externa tienen un eje común.

• En CATV se utilizan cables coaxiales de varios tipos.

CCÁÁLCULOS PARA EL CABLE COAXIALLCULOS PARA EL CABLE COAXIAL

MensajeroMalla de aluminio

Conductor central (pin)

Dieléctrico

Cobertura de PVC

Inicio

CaracterCaracteríísticas del cable coaxial:sticas del cable coaxial:

• Las principales características del cable coaxial se agrupan en los siguientes rubros:

– Dimensiones físicas– Características mecánicas– Características eléctricas– Atenuación de RF

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Dimensiones físicas:

a. Diámetro del conductor central (mm)b. Diámetro del dieléctrico (mm)c. Diámetro del conductor externo (mm)d. Espesor (grosor) del conductor externo (mm)e. Diámetro incluyendo la chaqueta (mm)f. Espesor (grosor) de la chaqueta (mm)

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

a b c

d f

e

Características mecánicas:

• Radio mínimo de curvatura (cm)• Con chaqueta• Con armadura

• Máxima tensión de jalado (kgf)• Tensión de ruptura del mensajero (kgf)

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Mínimo radio de curvatura

kgf = kilogramo fuerza: Es aquella fuerza que aplicada a la masa de un kilogramo le produce una aceleración de 9.81 m/s2

Características eléctricas:

• Capacitancia (nF/km)• Impedancia (ohms)• Velocidad de propagación (%)

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

nF = nanofarad: Farad es la unidad de la capacitancia en el Sistema Internacional de Unidades.

Características eléctricas:

• Capacitancia se refiere a la característica de un sistema que almacena carga eléctrica entre sus conductores y un dieléctrico, almacenando así una energía en forma de campo eléctrico. Su unidad es el farad (F).

• La impedancia eléctrica mide la oposición de un circuito o de un componente eléctrico al paso de una corriente eléctrica. Su unidad es el ohm (Ω)

• La velocidad de propagación define, en porcentaje, la velocidad con que viajan las ondas electromagnéticas a través del cable con respecto al vacío. En el vacío las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz (c = 300,000 km/s).

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Impedancia

• La impedancia característica del cable coaxial es de 75 Ω.• La impedancia característica del cable coaxial es una función de la

relación del diámetro del conductor externo, con respecto al diámetro del conductor interno.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Diámetro del

conductor interno

Diámetro del

conductor externo

Impedancia

• Se puede fabricar cable coaxial de diferentes tamaños, pero si se mantiene la relación apropiada entre los diámetros de los conductores, los cables tendrán la misma impedancia característica, independientemente de las dimensiones totales del cable.

• La fórmula para determinar la impedancia característica de un cable coaxial es:

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

KdD

log 138Z =

Donde:Z = Impedancia característicaD = Diámetro del conductor exteriord = Diámetro del conductor interiorK = Constante dieléctrica

Impedancia

• Ejemplo. Determine el valor de la impedancia característica de un cable coaxial con las siguientes características:D = 0.5 in = 12.70 mmd = 0.109 in = 2.77 mmK = 1.7206Z = ?

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

001.751.31174.5848 log 138

1.72062.7712.7

log 138Z ===

KdD

log 138Z =

Ω= 75Z

Atenuación de RF

• La atenuación de una señal se define como la disminuciónprogresiva de su potencia conforme se incrementa la distancia del punto emisor.

• El cable coaxial atenúa a las señales que viajan dentro de él.• Una red de cable debe entregar a la entrada de una televisión

señales con un nivel ideal de 0 dBmV (cero decibeles referidos a 1 mV) para que ésta pueda detectarlas correctamente.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

0 dBmV

AtenuaciAtenuacióón de RFn de RF

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Tem

pera

tura

Frecuencia

Atenuación del cable

A mayor frecuencia y/o

temperatura, se atenúan más

las señales.

Los cables de mayor diámetro atenúan menos a las señales que

viajan en él.

• En las tablas de especificaciones, la atenuación se indica en decibeles por unidad de longitud. En la siguiente diapositiva se muestra un ejemplo de una hoja de especificaciones.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Fuente: Commscope

Atenuación de RF

• Ejemplo: Calcule la pérdida máxima de señal a 550 MHz para un tramo de cable P3 500 de 38 m (considere la temperatura a 20°C).

Respuesta:Primero se busca la atenuación por cada 100 m en la tabla de especificaciones del fabricante:

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Fuente: Commscope

Atenuación de RFde RF

• La pérdida máxima a 550 MHz por cada 100 m es 5.97 dB• Sólo hay que efectuar una división para obtener la pérdida por cada

metro:

• Ahora sólo se multiplica ese dato por el número de metros:

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

dB/m 0597.01005.97MHz 550 a Pérdida ==

dB 2.2686 (38) x )0597.0(m 38en Pérdida ==

dB 2.27 500 cable el para m 38en Pérdida =

Atenuación VS temperatura

• En las tablas de especificaciones la atenuación se especifica a 20°C(se indica la atenuación típica y máxima para cada frecuencia).

• Si se quiere conocer el valor de la atenuación a una temperatura “X”(diferente a 20 °C), se utiliza la fórmula:

Y para °F, se tiene:

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

( )[ ]20-X 0.0021 C 20 a Atenuación C x a Atenuación +°=°

( )[ ]68-X 0.00111 F 68 a Atenuación F x a Atenuación +°=°

Atenuación VS temperatura

• Ejemplo: Calcule la pérdida típica que tiene un cable P3 500 a 750 MHz en una distancia de 100 m a 35°C.

Solución:Pérdida típica del cable 500 a 750 MHz a 20°C = 6.69 dB/100m

Pérdida típica del cable 500 a 750 MHz a 35°C = 6.89 dB/100m

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

( )[ ]20-X 0.0021 C 20 a Atenuación C x a Atenuación +°=°

( )[ ]20-35 0.0021 6.69 C 35 a Atenuación +=°

[ ] 89.61.03 6.69 C 35 a Atenuación ==°

Atenuación de RF

• El cable coaxial es bidireccional por naturaleza. • Las señales se atenúan al viajar en los dos sentidos: desde el CRC

(Centro de Recepción y Control) hacia las instalaciones del suscriptor, y viceversa.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Desde el CRC…

54 -860 MH

z 5 –

45 M

Hz

Hacia delante(forward)

Retorno o reversa (return)

Flujodescendente(downstream)

Flujoascendente(upstream)

… Hacia el suscriptor

• El cable no atenúa a todas las frecuencias por igual (las frecuencias

bajas se atenúan menos y las frecuencias altas sufren mayor atenuación).

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL¿Qué significa balancear una red?

Portadoras de los canales

Frec. bajas

Frec. altas

Niveles

Frec. bajas

Frec. altas

Niveles

Frec. bajas

Frec. altas

Frec. bajas

Frec. altas

• Al llegar al amplificador, éste incrementa los niveles de las señales y le da una pendiente positiva al conjunto de las portadoras para contrarrestar su pendiente negativa.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL¿Qué significa balancear una red?

Niveles

Frec. bajas

Frec. altas

Niveles

Amplificador

Pendiente

positiva

Pendiente negativa

Frec. bajas

Frec. altas

Frec. bajas

Frec. altas

Frec. bajas

Frec. altas

• De esta manera, todos los canales llegarán al suscriptor con el mismo nivel.

• El balanceo, por tanto, es el proceso para lograr que todas las señales lleguen con la potencia y pendiente adecuada en downstream (sentido descendente) y en upstream (sentido ascendente).

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL¿Qué significa balancear una red?

Niveles

Frec. altas

Frec. bajas

downstream

upstream

¿Cómo se balancea una red?

• En el balanceo de una red están involucrados varios factores, entre ellos: – El control y ajuste de los niveles de todas las portadoras desde

el CRC. – La inserción y/o el reemplazo de atenuadores y ecualizadores en

los amplificadores para ajustar la pendiente deseada. – El mantenimiento preventivo y correctivo de toda la red para

asegurarse de que los dispositivos pasivos y activos funcionen correctamente.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

• El cable más utilizado para las acometidas es el RG-6 (Radio Grade 6) pero también se pueden utilizar otros como el RG-59 o el RG-11 dependiendo de la distancia que se pretende cubrir o de las políticas del sistema de cable.

PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

Pérdida en dB/100mTipo de cable

a 50MHz a 550MHz a 750MHz a 860MHz

RG 59 6.40 19.53 22.88 24.68

RG 6 5.02 16.08 18.54 20.02

RG 11 3.02 9.98 11.98 13.06

P3 500 1.71 5.74 6.69 7.91*

P3 750 1.15 3.90 4.54 5.33*

*Estos datos son para 1000 MHz

Ejercicios de repaso

• Para poder detectar una señal, se requiere que su potencia tenga un nivel mínimo respecto del nivel de potencia medio del ruido.

• Para evaluar la calidad de una transmisión se utiliza, comúnmente, el parámetro Relación Señal a Ruido (SNR).

• Mientras más grande sea el valor de la SNR, mayor será la capacidad del receptor para detectar una transmisión.

Relación Señal a Ruido

SNR Y CNRSNR Y CNR

Inicio

La SNR es la relación de la potencia promedio de la señalen banda base y la potencia

promedio del ruido.

• En ocasiones es mucho más conveniente usar la relación entre el nivel de ruido y las portadoras de RF.

• Esta relación se conoce como Relación Portadora a Ruido(CNR) y se expresa en decibeles.

Relación Portadora a RuidoSNR Y CNRSNR Y CNR

La CNR es la relación entre la potencia de la portadora de RF

y el ruido presente en esa porción del espectro (4 MHz).

• La Relación Señal a Ruido se usa para señales en banda base (no moduladas).

• Es la relación o proporción entre el ruido y la información original (por ejemplo audio o video).

• La SNR se emplea para señales en el dominio del tiempo.

Diferencia entre SNR y CNRSNR Y CNRSNR Y CNR

• La Relación Portadora a Ruido se usa para señales moduladas.

• Es la relación o proporción entre la portadora de la señal y el ruido en un determinado ancho de banda.

• La CNR ó C/N usualmente se utiliza para magnitudes de portadoras (potencias) en el dominio de la frecuencia.

• Para calcular la Relación Portadora a Ruido (CNR ó C/N) de un solo amplificador (cuando se conoce su figura de ruido) se utiliza la siguiente fórmula:

Donde:C/N = Relación Portadora a Ruido.NF (Noise Figure) = figura de ruido del amplificador.- 59.2 = constante (ruido térmico en un ancho de banda de 4 MHz).

Relación Portadora a Ruido

SNR Y CNRSNR Y CNR

Ejercicios de repaso

Ganancia)NF(-59.2 -or amplificad del salida de NivelC/N ++=

• Para obtener la Relación Portadora a Ruido (CNR) total de amplificadores con la misma Relación Portadora a Ruido:

Donde:C/NS = Relación Portadora a Ruido resultanteN = número de amplificadores con el mismo CNR

Relación Portadora a Ruido

SNR Y CNRSNR Y CNR

Nlog 10-C/NC/N 10S =

• Para obtener la Relación Portadora a Ruido (CNR) total de amplificadores con diferente Relación Portadora a Ruido:

Donde:C/NS = Relación Portadora a Ruido resultanteC/Nn = Relación Portadora a Ruido de cada uno de los

amplificadores

Relación Portadora a Ruido

SNR Y CNRSNR Y CNR

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++−=

−−−10

C/N10

C/N10C/N

10S

n21

10...1010log10C/N

Regla para CNR:

• El CNR total siempre disminuye 3 dB cuando se duplica el número de amplificadores con CNR igual.

• El CNR total siempre será menor al CNR del amplificador más bajo.• El CNR se incrementa 1 dB por cada dB de incremento en el nivel de

salida.

SNR Y CNRSNR Y CNR

Nivel de salida CNRSube 1 dB Mejora 1 dB

• La distorsión es la alteración de la señal debida a la respuesta imperfecta del sistema de comunicación a ella misma.

• Si un componente de un sistema de comunicación modifica la forma de la señal, entonces le produce una distorsión.

• En los sistemas de comunicación es deseable que no se distorsionen los componentes de frecuencia que nos interesan. Por ejemplo, en una red de cable, los amplificadores no deberían distorsionar las señales de los servicios que presta.

¿Qué es la distorsión?

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Inicio

Señal con distorsión

Señal original

• La siguiente figura muestra la distorsión causada por un canal o medio por el que se desea transmitir una señal de pulsos cuadrados.

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESDistorsión

A diferencia del ruido y de la interferencia, la distorsión

desaparece cuando la señal se deja de aplicar.

Canal

• El ruido se puede entender como las señales aleatorias o impredecibles que se originan en forma natural dentro o fuera del sistema de comunicación.

• Cuando el ruido se agrega a la señal portadora de la información, ésta puede quedar en gran parte oculta o eliminarse totalmente.

• El ruido no puede eliminarse por completo, por lo que representa uno de los problemas más importantes de las comunicaciones eléctricas.

Ruido

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

• La modulación cruzada es un tipo de distorsión causada por la mezcla de señales creada cuando varias señales son amplificadas.

• La modulación cruzada se acentúa cuando existe un mayor número de amplificadores.

• El efecto que causa en la imagen de televisión son rayas diagonales (líneas que se mueven en un sentido y en otro por la pantalla) y en algunos casos imágenes superpuestas.

¿Qué es la modulación cruzada (XM)?

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

• Para obtener la modulación cruzada total con amplificadores con XM idéntica se emplea:

• Para obtener la modulación cruzada total con amplificadores con XM diferente:

Modulación cruzada (XM)

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Nlog 20-XMXM 10=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++=

−−−20

XM20

XM20XM

10

n21

10...1010log -20XM

Regla para XM:

• La modulación cruzada de un solo amplificador mejora 2 dB con cada decremento de 1 dB en el nivel de salida. En otras palabras, si sube el nivel de salida del amplificador, la modulación cruzada empeora.

• La modulación cruzada total empeora 6 dB cada vez que se duplicael número de amplificadores con idéntica modulación cruzada.

SNR Y CNRSNR Y CNR

Nivel de salida XMBaja 1 dB Mejora 2 dB

• El Triple Batido Compuesto es la distorsión causada por la mezcla de tres portadoras (o una armónica y una portadora) de las señales de interés. Esta mezcla cae en el espacio en frecuencia de la portadora de un canal.

• A mayor cantidad de canales, hay más posibilidades que aparezcan más batidos.

• El efecto que causa en la imagen de televisión es la aparición de delgadas rayas horizontales.

¿Qué es el Triple Batido Compuesto (CTB)?

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

• Para obtener el CTB total con amplificadores con CTB idéntico:

• Para obtener el CTB total con amplificadores con CTB diferente:

Triple Batido Compuesto (CTB)

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Nlog 20-CTBCTB 10S =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++=

−−−20

CTB20

CTB20

CTB

10S

n21

10...1010log -20CTB

Regla para CTB:

• La Relación Portadora a Triple Batido Compuesto (CTB) de un solo amplificador mejora 2 dB con cada decremento de 1 dB en el nivel de salida. Es decir, si sube el nivel de salida del amplificador, el CTB empeora.

• El CTB empeora 6 dB cada vez que se duplica el número de amplificadores con idéntica modulación cruzada.

SNR Y CNRSNR Y CNR

Nivel de salida CTBBaja 1 dB Mejora 2 dB

• Los Batidos de Segundo Orden son otro tipo de distorsión causado por la mezcla de portadoras (o armónicas de portadoras). Estos productos no deseados de las señales caen dentro del ancho de banda de los canales a distancias específicas de la portadora.

• A mayor cantidad de canales, es probable que sea mayor la cantidad de batidos.

• El efecto que causa en la imagen son rayas delgadas diagonalesen movimiento.

¿Qué son los Batidos de Segundo Orden (CSO)?

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

• Para obtener el CSO total con amplificadores con CSO idéntico:

• Para obtener el CSO total con amplificadores con CSO diferente:

Batido de Segundo Orden (CSO)

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Nlog 15-CSOCSO 10S =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++=

−−−15

CSO15

CSO15

CSO

10S

n21

10...1010log -15CSO

Regla para CSO:

• El Batido de Segundo Orden de un solo amplificador mejora 1 dBcon cada decremento de 1 dB en el nivel de salida. O bien, si se incrementa el nivel de salida del amplificador, el CSO empeora.

SNR Y CNRSNR Y CNR

Nivel de salida CSOBaja 1 dB Mejora 1 dB

• El zumbido o “Hum” es la modulación no deseada de la portadora de video por señales con frecuencia de la línea de alimentación o por armónicas de la misma.

• Generalmente es causada por problemas o fallas en fuentes de alimentación o por problemas de blindaje.

¿Qué es el zumbido?

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

• El efecto que causa en la imagen son franjashorizontales (una o dos) que recorren el televisor verticalmente. Generalmente estas barras o franjas son de color oscuro, pero también pueden ser claras o de otro color.

• Para obtener la suma de Relación Portadora a Zumbido (C/HS) de idénticas C/H:

• Para obtener la suma de Relación Portadora a Zumbido (C/HS) de diferentes C/H:

• Para convertir el porcentaje de zumbido a C/H:

• Para convertir a C/H el porcentaje de zumbido:

Zumbido (Hum)CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Nlog 20C/HC/H 10S −=

Nota: Para estos cálculos se asume que todas las fuentes de poder se conectan a la misma fase de línea de alimentación.

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++=

−−−20

C/H20

C/H20C/H

10S

n21

10...1010log -20C/H

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

100Hum %log -20C/H 10

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= 20

-C/H

10100Hum %

CCÁÁLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONESLCULOS DE RUIDO Y DISTORSIONES

Distorsión Efecto en la imagenCSO Líneas delgadas diagonales en movimiento

CTB Líneas horizontales

XMOD Franjas o bandas diagonales y/o imagen superpuesta

Hum Franja horizontal que recorre la pantalla de arriba a abajo

Recapitulando…

Ejercicios de repaso

Antenas parabólicas

• Las antenas parabólicas se utilizan para recibir las señalesprovenientes de los satélites de comunicaciones.

• Las antenas parabólicas deben dirigirse u orientarse hacia los satélites que se encuentran en la órbita geoestacionaria.

ANTENASANTENAS

Inicio

¿Cómo se orienta una antena parabólica?

• Para orientar una antena parabólica se necesitan los parámetros de elevación y azimut.

ANTENASANTENAS

Elevación

Azimut

¿Cómo se orienta una antena parabólica?

• El ángulo de elevación es un parámetro que va de los 0º a 90°.

• El azimut va de los 0º a los 360°.

• Para calcular los ángulos de elevación y azimut a los cuales se apuntará la antena se deben conocer primero las coordenadasgeográficas (latitud y longitud del CRC) y la ubicación del satélite.

ANTENASANTENAS

Elevación: 0° a 90°

Azimut: 0° a 360°

¿Cómo se orienta una antena parabólica?

• Una vez que se conozcan las coordenadas geográficas del satélite de interés y de la ubicación de la antena, se emplean las siguientes fórmulas:

• Para el azimut:

Donde:x = latitud de la ubicación del CRCy = longitud de la ubicación del CRCz = ubicación del satélite

ANTENASANTENAS

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡+°=∠

θsiny)-(zsen sen180A 1-

[ ]y))-(z (cos x)(coscos 1−=θ

¿Cómo se orienta una antena parabólica?

• Y para el ángulo de elevación:

Donde:x = latitud de la ubicación del CRCy = longitud de la ubicación del CRCz = ubicación del satélite

ANTENASANTENAS

[ ][ ] ⎥

⎥⎦

⎢⎢⎣

+=∠

x sen )y-z(cosy)-(zsen0.1516 - xcos y))-(z (costan E

2221-

Datos de interés para orientar una antena

ANTENASANTENAS

LUGAR LATITUD LONGITUD

Acapulco 16.85° N 99.93° W

Chihuahua 28.67° N 106.1° W

Ciudad Juárez 31.7° N 106.48° W

Culiacán 28.8° N 107.4° W

Guadalajara 20.67° N 103.33° W

Hermosillo 29.07° N 110.97° W

León 21.17° N 101.7° W

Mazatlán 23.22° N 106.42° W

Mérida 20.97° N 89.62° W

Mexicali 32.67° N 115.48° W

México, DF 19.42° N 99.17° W

Monterrey 25.67° N 100.33° W

Puebla 28.52° N 100.9° W

San Luis Potosí 22.17° N 101° W

Tijuana 32.48° N 117.02° W

Datos de interés para orientar una antena

ANTENASANTENAS

SATÉLITE POSICIÓN

SATMEX 5 116.8° W

SATMEX 6 113.0° W

SOLIDARIDAD 2 114.9° W

Nota: En Internet usted podrá encontrar herramientas que realizan automáticamente todos los cálculos para orientar una antena, por ejemplo:

http://www.satellite-calculations.com/

Ejercicios de repaso

EJERCICIOS DE REPASO

1. Calcule la pérdida típica de señal a 750 MHz para un tramo de cable P3 500 de 62 m (considere una temperatura de 37°C).

EJERCICIO DE REPASOEJERCICIO DE REPASO

2. Calcule la pérdida de señal a 860 MHz para una trayectoria con un tramo de cable RG 6 de 36 m y un divisor de 2 salidas. Considere que la pérdida del divisor para esa frecuencia es de 3.5 dB.

EJERCICIO DE REPASOEJERCICIO DE REPASO

Pérdida en dB/100mTipo de cable

a 50MHz a 550MHz a 750MHz a 860MHz

RG 59 6.40 19.53 22.88 24.68

RG 6 5.02 16.08 18.54 20.02

RG 11 3.02 9.98 11.98 13.06

3. Calcule el nivel de señal a una frecuencia de 750 MHz que llega al televisor C del diagrama.

EJERCICIO DE REPASOEJERCICIO DE REPASO

Ver respuestas

Datos:Nivel de salida del tap @ 750 MHz = 19 dBmVCable = RG 6Pérdida del divisor de 2 salidas = 3.5 dBPérdida del divisor de 3 salidas = 3.5, 7.5 y 7.5 dB

20 m

.

5 m

15 m

A

B

C

- 3.5 dB

- 3.5 dB

4. Calcule la Relación Portadora a Ruido (CNR) a la salida de un amplificador con los siguientes datos:

Ganancia = 25 dBFigura de ruido = 13 dBNivel de entrada = 20 dBmV

EJERCICIO DE REPASOEJERCICIO DE REPASO

Ver respuestas

5. ¿Qué sucedería teóricamente si el nivel de salida de un amplificador sube de 39 dBmV a 41 dBmV?

Parámetros con 39 dBmV:CNR = 46 dBCSO = 53 dBCTB = 55 dB

Parámetros con 41 dBmV:CNR = ?CSO = ?CTB = ?

EJERCICIO DE REPASOEJERCICIO DE REPASO

Ver respuestas

6. Calcule el ángulo de elevación y el azimut de una antena parabólica en la ciudad de México que se desea apuntar hacia el satélite SATMEX 5.Datos:x = 19.42° N (latitud de la ciudad de México)y = 99.17 ° W (longitud de la ciudad de México)z = 116.8 W (ubicación del satélite)

EJERCICIOS DE REPASOEJERCICIOS DE REPASO

Elevación = ?

Azimut = ? Ver respuestas

RESPUESTAS

1. Calcule la pérdida típica de señal a 750 MHz para un tramo de cable P3 500 de 62 m (considere una temperatura de 37°C).

De la tabla de especificaciones, se tiene que la pérdida típica del cable P3 500 a 750 MHz a 20°C es 6.69 dB por cada 100 m.

dB/m 0692.0100m

6.92dBMHz 750 a Pérdida ==

dB 4.29 (62) x )0692.0(m 62en Pérdida ==

( )[ ]20-37 0.0021 C 20 a Atenuación C 37 a Atenuación +°=°

( )[ ]17 0.0021 .696 C 37 a Atenuación +=°

[ ] dB/100m92.61.034 .696 C 37 a Atenuación ==°

RESPUESTASRESPUESTAS

2. Calcule la pérdida de señal a 860 MHz para una trayectoria con un tramo de cable RG 6 de 36 m y un divisor de 2 salidas. Considere que la pérdida del divisor es de 3.5 dB.

De la tabla de especificaciones, se tiene que la pérdida del cable RG 6 a 860 MHz es 20.02 dB por cada 100 m.

dB/m 2002.0100m

20.02dBMHz 860 a Pérdida ==

dB 10.71 totalPérdida =

RESPUESTASRESPUESTAS

( ) ( ) dB 21.7362002.0m 36en Pérdida =×=

10.71dB3.5 21.7divisor Pérdida cable Pérdida =+=+

20 m

.

5 m

15 m

A

B

C

- 3.5 dB

- 3.5 dB

3. Datos:

Solución:

dB42.7100

18.5415)5(20 cablepor Pérdidas =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛×++=

RESPUESTASRESPUESTAS

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Nivel de salida del tap @ 750 MHz = 19 dBmVCable = RG 6Pérdida del divisor de 2 salidas = 3.5 dBPérdida del divisor de 3 salidas = 3.5, 7.5 y 7.5 dBPérdida del cable RG-6 @ 750 MHz = 18.54 dB/100m

pasivospor Pérdidas-cablepor Pérdidas- salida de NivelTV al entrada de Nivel =

dBmV58.43.5-3.5-7.42-19C TV al entrada de Nivel ==

dBmV58.4C TV al entrada de Nivel =

4. Calcule la Relación Portadora a Ruido (CNR) a la salida de un amplificador con los siguientes datos:

Ganancia = 25 dBFigura de ruido = 13 dBNivel de entrada = 20 dBmV

No se especifica el nivel de salida del amplificador, pero se puede calcular con los datos ya proporcionados:

Ganancia entrada de Nivel or amplificad del salida de Nivel +=

RESPUESTASRESPUESTAS

dBmV 45 25 20 or amplificad del salida de Nivel =+=

4. (continuación)

Sustituyendo en la fórmula de C/N:

dB 2.66(-21.2)-4525)13(-59.2 - 45C/N ==++=

dB 2.66C/N =

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RESPUESTASRESPUESTAS

Ganancia)NF(-59.2 -or amplificad del salida de NivelC/N ++=

5. ¿Qué sucedería teóricamente si el nivel de salida de un amplificador sube de 39 dBmV a 41 dBmV?

Parámetros con 39 dBmV:CNR = 46 dBCSO = 53 dBCTB = 54 dB

Parámetros con 41 dBmV:CNR = 48 dBCSO = 51 dBCTB = 50 dB

RESPUESTASRESPUESTAS

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Nivel de salida CNR CSO CTB

Sube 1 dB Mejora 1 dB Empeora 1 dB Empeora 2 dB

6. Parámetros:Para el ángulo de elevación:

RESPUESTASRESPUESTAS

[ ][ ] ⎥

⎥⎦

⎢⎢⎣

+=∠

x sen )y-z(cosy)-(zsen0.1516 - xcos y))-(z (costan E

2221-

[ ][ ] ⎥

⎥⎦

⎢⎢⎣

+=∠

(19.42)sen )99.17-116.8(cos99.17)-(116.8sen0.1516 - (19.42) cos 99.17))-(116.8 (costan E

2221-

°==∠ 33.59)6864.1(tan E -1

°=∠ 33.59 E

6. Parámetros:Para el azimut:

RESPUESTASRESPUESTAS

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡+°=∠

θsiny)-(zsen sen180A 1-

[ ]y))-(z (cos x)(coscos 1−=θ

[ ] °== − 9978.2599.17))-(116.8 (cos 19.42) (coscos 1θ

°=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+°=∠ 70.223

)9978.25(sin99.17)-(116.8sen sen180A 1-

°=∠ 70.223A

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