Microondas

DEFINICION:
¿QUE ES MICROONDAS?....
Se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las frecuencias entre
aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que corresponde a la longitud de onda en
vacío entre 10 cm. y 1mm.La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es
que el rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensión físicas de los sistemas de
laboratorio; debido a esta peculiaridad, exigen un tratamiento particular que no es extrapolable de
ninguno de los métodos de trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que limita.
COMO SE COMUNICAN:
COMUNICACIÓN VÍA MICROONDAS....
Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: El Transmisor,
El receptor y El Canal Aéreo. El Transmisor es el responsable de modular una señal digital a la
frecuencia utilizada para transmitir, El Canal Aéreo representa un camino abierto entre el transmisor
y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y
llevarla de nuevo a señal digital.
La antena más común es la de tipo parabólico. El tamaño es de un diámetro de unos 3 metros. Esta
antena se fija rígidamente, y en este caso el haz estrecho debe estar perfectamente enfocada hacia
la antena receptora.
D= 7.14
kh
(km) 2.1
Donde d es la distancia de separación entre las antenas expresada en kilómetros, h es la altura de
la antena en metros, y k es un factor de corrección que tiene en cuenta que las microondas se
desvían o refractan con la curvatura de la tierra llegando, por lo tanto, más lejos de lo que lo harían
si se propagarse en línea recta.
Una buena aproximación es considerar k=4/3
Ejemplo: Dos antenas de microondas con altura de 100 metros pueden separarse una distancia de:
d = 7.14
133= 82 km.
Para llevar a cabo transmisiones a largas distancias, se utiliza la concatenación de enlaces punto a
punto entre antenas situadas en torres adyacentes, hasta cubrir la distancia deseada.
TIPOS DE CONEXION A INTERNET
Conexiones inalámbricas:
1. Internet por microondas terrestres: Se utiliza una antena colocada en un edificio y un
modem especial conecta la antena al ordenador. Esta antena se encarga de radiar, la señal
en forma de ondas electromagnéticas de alta frecuencia.
2. Internet por microondas vía satélite: La comunicación se realiza a través de microondas
que viajan en el espacio hasta un satélite geoestacionario.
VELOCIDAD:
Frecuencias y longitud de onda
Las microondas comprenden frecuencias que trabajan en el rango de los 10 9 a 1012 Hertz, que
corresponden a longitudes de onda que van de los 30 cm. (centímetros) a 0.3 mm. (Milímetros).
Estas longitudes de onda son del mismo orden de magnitud que las dimensiones de los
circuitos empleados en su generación.
Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
Ventajas
Los campos electromagnéticos naturales son más fuertes en frecuencias inferiores al límite de 100
kHz. El campo eléctrico estático de la tierra alcanza valores de 100 V/m en condiciones de buen
tiempo en la capa de aire próxima al suelo. La presencia de nubes de tormenta incrementa la tensión
del campo y las descargas eléctricas naturales producen una radiación de banda ancha centrada en
los 10 kHz. En la gama de RF y microondas recibimos radiación del sol y las estrellas pero en
magnitud de 10 pW/cm²
La densidad de potencia de las fuentes naturales cae no linealmente con la frecuencia hasta valores
inferiores a 10-22 uW/cm2.MHz sobre los 10 MHz, siendo la irradiación más alta en la noche que
durante el día.
La transmisión por satélite ofrece muchas ventajas para una compañía. Los precios de renta de
espacio satelital es más estable que los que ofrecen las compañías telefónicas. Ya que la
transmisión por satélite no es sensitiva a la distancia. Y además existe un gran ancho de banda
disponible.
Los beneficios de la comunicación por satélite desde el punto de vista de comunicaciones de datos
podrían ser los siguientes:
•Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps)
•Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente accesibles geográficamente.
•Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos.
•Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las
redes públicas telefónicas.
VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS
DE LINEA METALICA...
- Volumen de inversión generalmente más reducido.
- Instalación más rápida y sencilla.
- Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.
- Puede superarse las irregularidades del terreno.
- La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características del medio de
transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.
- Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres.
Las comunicaciones vía satélite poseen numerosas ventajas sobre las comunicaciones terrestres, la siguiente es
una lista de algunas de estas ventajas:
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El costo de un satélite es independiente a la distancia que valla a cubrir.
La comunicación entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran número de repetidoras puesto
que solo se utiliza un satélite.
 Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola señal de satélite, sin tener que preocuparse en gran
medida del problema de los obstáculos.
 Grandes cantidades de ancho de bandas están disponibles en los circuitos satelitales generando mayores
velocidades en la transmisión de voz, data y vídeo sin hacer uso de un costoso enlace telefónico.
Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son:
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
La absorción por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda.
Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las comunicaciones de voz, por lo
cual son generalmente evitadas.

Un satélite no puede retransmitir una señal a la misma frecuencia a la que es recibida, si esto ocurriese
el satélite interferiría con la señal de la estación terrestre, por esto el satélite tiene que convertir la señal
recibida de una frecuencia a otra antes de retransmitirla, para hacer esto lo hacemos con algo llamado
"Transponders". La siguiente imagen muestra como es el proceso.
 Al igual que los enlaces de microondas las señales transmitidas vía satélites son también degradadas por
la distancia y las condiciones atmosféricas.
 Otro punto que cabe destacar es que existen satélites que se encargan de regenerar la señal recibida
antes de retransmitirla, pero estos solo pueden ser utilizados para señales digitales, mientras que los
satélites que no lo hacen pueden trabajar con ambos tipos de señales (Análogas y Digitales).
Entre las desventajas de la comunicación por satélite están las siguientes:
•1/4 de segundo de tiempo de propagación. (Retardo)
•Sensibilidad a efectos atmosféricos
•Sensibles a eclipses
•Falla del satélite (no es muy común)
•Requieren transmitir a mucha potencia
•Posibilidad de interrupción por cuestiones de estrategia militar.
DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS
SISTEMAS DE LINEA METALICA...
- Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.
- Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que disponer de
energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservación. Se han hecho ensayos
para utilizar generadores autónomos y baterías de células solares.
- La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas por cable
- Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz,
lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante
problema en diseño.
Generación
Transmisión y recepción
Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (por ejemplo, un electrón) se excita a
una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagnético. Otros tipos
de emisiones que caen fuera de la gama de RF son los rayos gamma, los rayos X, los rayos
infrarrojos, los rayos ultravioleta y la luz.
Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en él un movimiento
de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo
de señales portadoras de información.
APLICABILIDAD:
Usos
Radionavegación
Uno de sus primeros usos fue en el ámbito naval, para el envío de mensajes en código Morse
entre los buques y tierra o entre buques. Actualmente también se usa en aeronavegación.
Radiodifusión AM y FM
Las primeras transmisiones regulares, comenzaron en 1920. Antes de la llegada de la televisión,
la radiodifusión comercial incluía no solo noticias y música, sino dramas, comedias, shows de
variedades, concursos y muchas otras formas de entretenimiento, siendo la radio el único medio
de representación dramática que solamente utilizaba el sonido. Actualmente la radio es el medio
en el que algunos géneros del periodismo clásico alcanzan su máxima expresión.
Radios comunitarias
En la historia reciente de la radio, han aparecido las radios de baja potencia, constituidas bajo la
idea de radio libre o radio comunitaria, con la idea de oponerse a la imposición de un monólogo
comercial de mensajes y que permitan una mayor cercanía de la radio con la comunidad.
Televisión
La televisión hasta tiempos recientes, principios del siglo XXI, fue analógica totalmente y su modo
de llegar a los televidentes era mediante el aire con ondas de radio en las bandas de VHF y UHF.
Pronto salieron las redes de cable que distribuían canales por las ciudades. Esta distribución
también se realizaba con señal analógica; las redes de cable debían tener una banda asignada,
más que nada para poder realizar la sintonía de los canales que llegan por el aire junto con los
que llegan por cable. En los años 1990 aparecen los sistemas de alta definición, primero en
forma analógica y luego, en forma digital.
Radioaficionados
La radio afición es tanto una afición como un servicio en el que los participantes utilizan varios
tipos de equipos de radiocomunicaciones para comunicarse con otros radioaficionados para el
servicio público, la recreación y la autoformación. Los opera doradores de radio afición gozan (y,
a menudo en todo el mundo) de comunicaciones inalámbricas personales entre sí y son capaces
de apoyar a sus comunidades con comunicaciones de emergencia y de desastres si es
necesario.
Otros usos de las radiocomunicaciones
 Audio
 Música, voz y servicios interactivos con el sistema de radio digital DAB empleando
multiplexación en frecuencia OFDM para la transmisión física de las señales.
 Servicios RDS, en subbanda de FM, de transmisión de datos que permiten transmitir el
nombre de la estación y el título de la canción en curso, además de otras informaciones
adicionales.
 Transmisiones de voz para marina y aviación utilizando modulación de amplitud en la banda
de VHF.
 Servicios de voz utilizando FM de banda estrecha en frecuencias especiales para policía,
bomberos y otros organismos estatales.
 Servicios civiles y militares en alta frecuencia (HF) en la banda de Onda Corta, para
comunicación con barcos en alta mar y con poblaciones o instalaciones aisladas y a muy
largas distancias.
 Sistemas telefónicos celulares digitales para uso cerrado (policía, defensa, ambulancias, etc).
Distinto de los servicios públicos de telefonía móvil.
 Telefonía.
 Vídeo.
 Navegación.
 Servicios de emergencia.
 Transmisión de datos por radio digital.
Radioastronomía
Muchos de los objetos astronómicos emiten en radiofrecuencia. En algunos casos en rangos
anchos y en otros casos centrados en una frecuencia que se corresponde con una línea
espectral,[1] por ejemplo:
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Línea de HI o hidrógeno atómico. Centrada en 1,4204058 GHz.
Línea de CO (transición rotacional 1-0) asociada al hidrógeno molecular. Centrada en 115,271
GHz.
Radar
El radar es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes,
direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos
motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en
emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma
posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad de información. El uso
de ondas electromagnéticas permite detectar objetos más allá del rango de otro tipo de
emisiones. Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control del tráfico
aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.
Resonancia magnética
La RMN estudia los núcleos atómicos al alinearlos a un campo magnético constante para
posteriormente perturbar este alineamiento con el uso de un campo magnético alterno, de
orientación ortogonal. La resultante de esta perturbación es una diferencia de energía que se
evidencia al ser excitados dichos átomos por radiación electromagnética de la misma frecuencia.
Estas frecuencias corresponden típicamente al intervalo de radiofrecuencias del espectro
electromagnético. Esta es la absorción de resonancia que se detecta en las distintas técnicas de
RMN.
Otros usos de las ondas de radio
Fuerza mecánica
Metalurgia:
Templado de metales
Soldaduras
Industria alimentaria:
Esterilización de alimentos
Medicina:
Implante coclear
Diatermia
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DISTANCIA:
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Microondas terrestres: se utilizan antenas parabólicas con un diámetro aproximado de unos
tres metros. Tienen una cobertura de kilómetros, pero con el inconveniente de que el emisor y
el receptor deben estar perfectamente alineados. Por eso, se acostumbran a utilizar en
enlaces punto a punto en distancias cortas. En este caso, la atenuación producida por la lluvia
es más importante ya que se opera a una frecuencia más elevada. Las microondas
comprenden las frecuencias desde 1 hasta 300 GHz.
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Microondas por satélite: se hacen enlaces entre dos o más estaciones terrestres que se
denominan estaciones base. El satélite recibe la señal (denominada señal ascendente) en
una banda de frecuencia, la amplifica y la retransmite en otra banda (señal descendente).
Cada satélite opera en unas bandas concretas. Las fronteras frecuenciales de las
microondas, tanto terrestres como por satélite, con los infrarrojos y las ondas de radio de alta
frecuencia se mezclan bastante, así que pueden haber interferencias con las comunicaciones
en determinadas frecuencias.
RESUMEN
MEDIO DE TRANSMISION:
ANCHO DE BANDA:
CAPACIDAD MÁXIMA:
CAPACIDAD USADA:
OBSERVACIONES:
Microondas por satelital
100 MHz
275 Gbps
20 Mbps
Se necesitan emisores/receptores.
Microondas terrestres
50 GHz
500 Mbps
Corta distancia y atenuación fuerte.
Difícil instalar.