RADIO COMUNICACIONES POR MICROONDAS Y GANANCIA DEL

SISTEMA.

Presentado Por:Camacho Judith Yadira Nieto Diana Carolina Quintero Wendy NatalyTopaga Sindy Lorena

INTRODUCCIÓN:

Las microondas son las ondas electromagnéticas que se encuentran entre las frecuencias de 5oo MHz hasta 300 GHz o más. Debido a que estas tiene altas frecuencias sus longitudes de onda son muy cortas de donde se deriva su nombre de “micro” ondas. La longitud de frecuencia de una microonda va desde 1 a 60cm un poco mayores que la energía infrarroja.

Figura N°1 Asignación De Radio Frecuencias De Microondas.

Los sistemas terrestres de microondas se llaman radio repetidoras que usan ondas moduladas en frecuencias AM.O DIGIALMENTE PSK o QAM.

Los sistemas de microondas de servicio intraestatal o alimentado son de corto alcance, porque se usan para llevar información a distancias cortas, por ejemplo, entre ciudades de un mismo estado.

Los sistemas de microondas de largo alcance son los que se usan para llevar información a distancias largas, por ejemplo, en aplicaciones de ruta interestatal y de red primaria.

Las capacidades de los sistemas de radio de microondas van desde menos de 12 canales de banda de voz hasta más de 22,000.

Figura N°2 Espectro Electromagnético.

VENTAJAS DE LAS RADIO COMUNICACIONES POR MICROONDAS.

Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de derecho de vía entre estaciones.

Cada estación requiere la compra o alquiler de solo una pequeña extensión de terreno.

Los sistemas de radio de microondas pueden llevar grandes cantidades de información.

Necesitan antenas pequeñas ya que a altas frecuencias poseen longitudes de onda cortas.

Se propagan con facilidad por casi cualquier medio.

Para amplificar se necesitan menos repetidoras.

Las distancias en los centros de conmutación son cortas.

No necesita de muchas instalaciones subterráneas.

El tiempo de retardo es mínimo. En pos puntos de comunicación existe

una cantidad mínima de ruido. No necesitan excesivo mantenimiento

y poseen mayor fiabilidad.

MODULACION DE FRECUENCIA Y DE AMPLITUD.En las radiocomunicaciones con microondas es mas usual que se utilice la modulación por frecuencia que la modulación por amplitud debido a que las modulaciones por amplitud son mas sensibles que las de frecuencias cuando encuentran a su paso un amplificador de microondas de banda ancha.

Este sistema de radio es muy flexible, confiable y económico, cuando el medio de transmisión o canal es la atmósfera. Los sistemas de microondas FM que se usan con el equipo multiplexor son capaces de conducir en forma simultánea desde unos pocos circuitos de voz de banda angosta, hasta miles de circuitos de voz y de datos.

Los sistemas que puede abarcar la comunicación por microondas son:

1. Canales de banda de voz multiplexados por división de frecuencia.

2. Canales de banda de voz multiplexados por división de tiempo.

3. Video compuesto de calidad comercial o teléfono visual.

4. Datos en banda ancha.

SISTEMA DE RADIO DE MICROONDAS CON FRECUENCIA MODULADA.

• Radiotransmisor de microondas FM.

Un transmisor de microondas FM, posee una red de preénfasis que es la encargada de crear un efecto artificial para diferenciar las amplitudes de la banda de frecuencias, esto hace que el desviador de FM permita que las frecuencias inferiores modulen la frecuencia de la portadora y que las frecuencias superiores modules la fase de la portadora con unos índices de modulación de 0,5 y 1.

Para que las frecuencias trabajen en la banda de microondas se necesitara de un mezclador, el oscilador de microondas y un filtro pasa banda.

Figura N°3 Diagrama simplificado de bloques de un sistema de radio FM de microondas; Transmisor.

Un receptor de microondas de FM, posee una red separadora de canales, que como su nombre lo indica separa las señales de microondas de manera individual y de direccionarlos a los receptores correspondientes. La etapa que baja las frecuencias consiste en un filtro pasa banda, el mezclador AM y el oscilador de microondas.

• Radiorreceptor de microondas de FM.

Figura N°4 Diagrama simplificado de bloques de un sistema de radio FM de microondas; Receptor.

RADIO REPETIDORAS DE MICROONDAS DE FM. Un sistema de radio repetición se constituye por un transmisor y receptor de microondas en FM que tiene varios factores que se asocian a su funcionamiento como lo son: la potencia de salida del transmisor, el umbral de ruido del receptor el medio de propagación, capacidad del sistema, Objetivos de la confiabilidad y expectativas de eficiencia. Su utilidad es utilizada cuando en un sistema de comunicaciones posee obstrucciones geográficas básicamente lo que hace es recibir la señal amplificarla la reconforma y la retrasmite.

Figura N°5 Repetidora De Microondas.

Figura N°6 Repetidora De Microondas FI.

Figura N°7 Repetidora De Microondas Banda Base.

Figura N°8 Repetidora De Microondas RF.

DIVERSIDAD.Se le llama línea de transmisión a la trayectoria directa de la señal desde el punto de transmisión hasta el punto de recepción. Esta trayectoria sufre como cualquier línea de transmisión sufre perdidas o deterioro que hace que se interrumpa el servicio, pero esta perdida varia debido a varios factores, como lo son las condiciones atmosféricas, que por lo general causan perdidas entre los 20 y 40dB.

Diversidad De Frecuencia.

Diversidad espacial.

Diversidad de polarización: consiste en una portadora de radiofrecuencia se transporta con dos polarizaciones diferentes en forma vertical u horizontal en un espectro electromagnético.

Diversidad hibrida: se basa en un arreglo entre una diversidad de frecuencia y una diversidad espacial, que simplemente aplica las ventajas de la diversidad frecuencia, y consigue una propagación en ambos sentidos e una manera más eficaz.

Diversidad cuádruple: Esta clase de diversidad lo que hace es unir las cuatro diversidades anteriores lo que proporciona al sistema una transmisión más confiable pero lastimosamente más costosa lo que hace que no tenga mayor aplicabilidad

ARREGLOS DE CONMUTACION DE PROTECCION.

Con el fin de tener menos perdidas en una línea de transmisión, se crearon varios sistemas de conmutación y protección que brindan una cobertura a los equipos que se utilicen y a las pérdidas que genera la propagación atmosférica, este sistema puede dar cobertura a estaciones repetidoras separadas por distancias de 160Km o más.

Como primera medida encontraremos la reserva continua, que se basa en almacenar en forma simultánea con la transmisión la misma cantidad de información de la banda base.

RESERVA CONTINUA.

Diversidad.

Confiabilidad.

la confiabilidad, que se basa en compensar las pérdidas que hay en el sistema debido a las condiciones atmosféricas, se conforma por un canal que conmuta la señal en varias estaciones repetidoras durante la trayectoria de la transmisión, y puede poseer hasta 8 estaciones repetidoras.

ESTACIONES DE RADIO DE MICROONDAS FM

Estación terminal.

Estación Repetidora.

La fig. 17-11 muestra un plan de frecuencia alta/baja con ocho canales: cuatro de banda alta y cuatro de banda baja. Cada canal ocupa un ancho de banda de 29.7 MHz. La terminal oeste transmite las frecuencias de banda baja y recibe las de banda alta.

CARACTERISTICAS DE LA TRAYECTORIA.

Entre las líneas de transmisión podemos encontrar las que se propagan por medio de espacio libre directamente entre las antenas de transmisión y recepción esta onda es conocida como onda directa y de ella nace una onda reflejada que es la que rebota a la superficie en el espacio libre. Por otra parte tenemos la onda superficial se ubica entre los campos eléctrico y magnético producidos por la superficie terrestre, para calcular la longitud de la onda superficial tenemos que tener en cuenta varios factores como lo son las características de las superficies y la polarización de la onda.

Desvanecimiento

Como ya lo hemos mencionado anteriormente el desvanecimiento no es más que la pérdida de la intensidad en el sistema de trasmisión y en el caso específico de la trayectoria es la perdida que se asocia a los cambios que genera la trayectoria respecto a geometría de que leve con respecto a la ubicación de la antena espacialmente o también del fenómeno de refracción atmosférico que cambia las cualidades de la señal o una señal obstruida, y finalmente el clima también afecta la propagación de la trayectoria de una onda microonda debido a que se le dificulta actual baja extensas nieblas o moverse sobre un terreno rápido. La manera de disminuir este desvanecimiento utilizando la diversidad de frecuencia o espacial.

GANANCIA DEL SISTEMA.La ganancia es la diferencia de potencias de entrada del receptor y salida del transmisor que debe tener un valor mayor o igual a la cantidad de pérdidas y ganancias que se efectuaron en la trayectoria al desarrollarse la transmisión. La ecuación para calcular dicha ganancia será igual a la potencia de salida del trasmisor menos la potencia mínima de entrada del receptor todo en dBm.

Gs= Pt – Cmin.

Margen de desvanecimiento

Es un rango de la perdida que tiene la intensidad de la potencia, debido a la propagación y la sensibilidad del terreno. Pero este fenómeno depende de características momentáneas que alteran de manera anormal la trayectoria.

Umbral del receptor.Es una relación de señal a ruido, y es un parámetro básico para el funcionamiento de un sistema de comunicaciones por microondas, ya que la potencia mínima de la portadora de banda ancha en la entrada del receptor produce una salida de trabajo útil, que muchas veces se cuenta como la sensibilidad del recepto, pero este valor depende de la cantidad de potencia del ruido que se presente en la trayectoria, el ruido que posee el receptor y la sensibilidad de la banda base, se expresa de la siguiente manera:

N=KTB

Siendo N; la potencia del ruido (Watts), K; la constante Boltzmaan, T; la temperatura equivalente del receptor y B; el ancho de banda del ruido (hertz)

Relaciones de portadora a ruido y de señal a ruido.

En la relación de portadora a ruido, es la relación entra la potencia de la portadora expresada como C/N y se puede medir en el ancho de banda tanto de una radiofrecuencia y en una frecuencia intermedia. Por lo general esta relación se mide antes de llegar al demodulador de FM.

La relación se señal a ruido expresada como S/N es la misma relación de potencia entre la señal y el ruido solo que se medirá después del demodulador.

Factor de ruido e índice de ruido.

El factor de ruido y el índice de ruido con valores que indican una perdida debido al ruido que pasa por una banda de señal de información y se mide en la entrada y salida de un sistema y se expresa de la siguiente manera, para el factor de ruido:

Y para el índice de ruido será igual a:

Perdidas en la trayectoria en espacio libre. Es básicamente las perdidas por dispersión de la onda

propagada en el sistema de comunicaciones y para esta perdida se agregan amplificadores al sistema que balancee nuevamente la línea de transmisión., para realizar esta operación necesitares in índice de ruido en función de la temperatura.