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TELECOMUNICACIONES
JUAN DAVID ALVARADO CORAL
BAIRON GOMEZ GUSTIN
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NARIÑO
FACULTAD DE ELECTRONICA
NOVENO SEMESTRE
SAN JUAN DE PASTO
2011
TELECOMUNICACIONES
JUAN DAVID ALVARADO CORAL
BAIRON GOMEZ GUSTIN
Trabajo presentado como requisito para la asignatura de:
TELECOMUNICACIONES
Presentado al Profesor:
ING. DIEGO TORRES
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NARIÑO
FACULTAD DE ELECTRONICA
NOVENO SEMESTRE
SAN JUAN DE PASTO
2011
INTRODUCCION
Con las grandes tecnologías a la vanguardia las telecomunicaciones van
avanzando a grandes pasos, en lo que se busca la comunicación inalámbrica de
un transmisor y un receptor por medio de la modulación y la demodulación y por
ello la importancia del tipo de antena que se debe emplear para cada caso
La comunicación inalámbrica utiliza ondas electromagnéticas para el transporte de
señales de datos a través del aire. También es importante conocer el tipo de
antena para la transmisión y recepción de datos en este trabajo daremos a
conocer sobre Las trasmisiones inalámbricas, el tipo de antenas y por último se
desarrollara un diseño de un tipo de antena.
OBJETIVO

Comprender y entender el uso de las transmisiones inalámbricas y de las
antenas en la vida cotidiana

Observar la ventaja y desventaja que tienen las transmisiones inalámbricas
para los diferentes tipos de aplicación.

Poder asimilar el concepto de los diferentes tipos de antena para poder ser
identificados en el campo de acción y así poder darles un buen uso para
nuestro beneficio

Diseñar un tipo de antena
TRANSMISION INALAMBRICA
Su principal característica es que no necesitan ningún cable para la transmisión ni
conexiones físicas entre nodos, su funcionamiento se basa en la modulación de
ondas electromagnéticas a través del espacio como medio de trasmisión.
Se utilizan medios no guiados, principalmente el aire. Se radia energía
electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra
antena.
Los medios que utilizan el aire como medio de transmisión son los medios no
confinados. Cada uno viene siendo un servicio que utiliza una banda del espectro
de frecuencias. A todo el rango de frecuencias se le conoce como espectro
electromagnético, el cual ha sido un recurso muy apreciado y, como es limitado,
tiene que ser bien administrado y regulado.
Cada subconjunto o banda de frecuencia dentro del espectro electromagnético
tiene propiedades únicas que son el resultado de cambios en la longitud de onda.
Por ejemplo, las frecuencias medias (MF, por Medium Frequencies),que van de
los 300 kHz a los 3 MHz, pueden ser radiadas a largo de la superficie de la tierra
sobre cientos de kilómetros, perfecto para las estaciones de radio de amplitud
modulada (AM)de la región. Los estaciones de frecuencia modula-da (FM) y
televisión utilizan las bandas conocidas como VHF (Very High Frequency) y UHF
(Ultra High Frequency), localizadas de los 30 MHz a los 300 MHz y de los 300
MHz a los900 MHz, respectivamente. Debido a que no son reflejadas por la
ionosfera, este tipo de señales cubren distancias cortas, como una ciudad por
ejemplo.
PROPAGACIO DE LAS ONDAS DE RADIO
La tecnología de radio considera al planeta con dos capas de atmosfera que son
la troposfera y la ionosfera
Troposfera
Parte de la atmosfera que se extiende desde la tierra hasta los 45 mil klm
Ionosfera
Está por encima de la atmosfera pero por debajo del espacio contiene partículas
cargadas eléctricamente
Teniendo en cuenta lo anterior las ondas de radio se clasifican en :
1) Superficial
2) Troposférica
3) Ionosferica
4) Línea de vista
5) espacio
Propagación en superficie. En la propagación en superficie, las ondas de radio
viajan a través de la porción más baja de la atmósfera, abrazando a la tierra. A las
frecuencias más bajas, las señales emanan en todas las direcciones desde la
antena de transmisión y sigue la curvatura de la tierra. La distancia depende de la
cantidad de potencia en la señal: cuanto mayor es la potencia mayor es la
distancia. La propagación en superficie también puede tener lugar en el agua del
mar.
Propagación troposférica. La propagación troposférica puede actuar de dos
formas. O bien se puede dirigir la señal en línea recta de antena a antena (visión
directa) ó se puede radiar con un cierto ángulo hasta los niveles superiores de la
troposfera donde se refleja hacia la superficie de la tierra. El primer método
necesita que la situación del receptor y el transmisor esté dentro de distancias de
visión, limitadas por la curvatura de la tierra en relación a la altura de las antenas.
El segundo método permite cubrir distancias mayores.
Propagación Ionosférica. En la Propagación Ionosférica, las ondas de radio de
más alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se reflejan de nuevo hacia
la tierra. La densidad entre la troposfera y la ionosfera hace que cada onda de
radio se acelere y cambie de dirección, curvándose de nuevo hacia la tierra. Este
tipo de transmisión permite cubrir grandes distancias con menor potencia de
salida.
Propagación por línea de vista. En la Propagación por visión directa, se trasmite
señales de muy alta frecuencia directamente de antena a antena, siguiendo una
línea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre si, y/o
bien están suficientemente altas ó suficientemente juntas para no verse afectadas
por la curvatura de la tierra. La propagación por visión directa es compleja porque
las transmisiones de radio no se pueden enfocar completamente. Las ondas
emanan hacia arriba y hacia abajo así como hacia delante y pueden reflejar sobre
la superficie de la tierra o partes de la atmósfera. Las ondas reflejadas que llegan
a la antena receptora más tarde que la porción directa de la transmisión puede
corromper la señal recibida.
Propagación por el espacio La Propagación por el espacio utiliza como
retransmisor satélites en lugar de la refracción atmosférica. Una señal radiada es
recibida por un satélite situado en órbita, que la reenvía devuelta a la tierra para el
receptor adecuado. La transmisión vía satélite es básicamente una transmisión de
visión directa como un intermediario. La distancia al satélite de la tierra es
equivalente a una antena de súper alta ganancia e incremente enormemente la
distancia que puede ser cubierta por una señal.
Microondas terrestres
Un radioenlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos
sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo
de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda
emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.
Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las
siguientes:

Telefonía básica (canales telefónicos)

Datos

Telegrafo/Telex/Facsímile

Canales de Televisión.

Video

Telefonía Celular (entre troncales)
Un sistema de microondas consiste de tres componentes principales: una antena
con una corta y flexible guía de onda, una unidad externa de RF (Radio
Frecuencia) y una unidad interna de RF. Las principales frecuencias utilizadas en
microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son
capaces de conectar dos localidades entre 1 y 15 millas de distancia una de la
otra. El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a
distancias entre 20 y 30 millas.
ANTENAS
ANTENA
Conjunto de conductores debidamente asociados, que se emplea tanto para la
recepción como para la transmisión de ondas electromagnéticas, que comprenden
los rayos gamma, los rayos X, la luz visible y las ondas de radio.
TIPOS
Antena Colectiva:
Antena receptora que, mediante la conveniente amplificación
y el uso de distribuidores, permite su utilización por diversos usuarios.
Antena de Cuadro:
Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de
una o varias espiras arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la
hace útil en radiogoniometría.
Antena de Reflector o Parabólica:
Antena provista de un reflector metálico, de
forma parabólica, esférica o de bocina, que limita las radiaciones a un cierto
espacio, concentrando la potencia de las ondas; se utiliza especialmente para la
transmisión y recepción vía satélite.
Antena Lineal: La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente
en posición vertical.: La que está constituida por un conductor rectilíneo,
generalmente en posición vertical.
Antena Multibanda:
La que permite la recepción de ondas cortas en una
amplitud de banda que abarca muy diversas frecuencias.
Dipolo de Media Onda:
El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una
de las antenas más ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En
frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud física de una antena de media longitud de
onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como
antena de Hertz.
Antena Yagi:
Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios,
directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales
televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian
el campo y los reflectores lo reflejan.
VENTAJAS DE LAS ANTENAS Y MICROONADAS - Antenas relativamente
pequeñas son efectivas. -A estas frecuencias las ondas de radio se comportan
como ondas de luz, por ello la señal puede ser enfocada utilizando antenas
parabólicas y antenas de embudo, además pueden ser reflejadas con reflectores
pasivos. Otra ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz
DESVENTAJAS DE LAS ANTENAS Y MICROONADAS -Las frecuencias son
susceptibles a un fenómeno llamado Disminución de Multicamino (Multipath
Fafing), lo que causa profundas disminuciones en el poder de las señales
recibidas. -A estas frecuencias las perdidas ambientales se transforman en un
factor importante, la absorción de poder causada por la lluvia puede afectar
dramáticamente el Performance del canal.
DISEÑO DE UNA ANTETA YAGI
Es uno de los diseños de antena más brillantes. Es simple para construir y tiene
un alto ganar, por lo general superior a 10 dB. Estas antenas funcionan
típicamente en la HF a las bandas de UHF (Alrededor de 3 MHz a 3 GHz), aunque
su ancho de banda suele ser pequeño, del orden de un pequeño porcentaje de la
frecuencia central.
La antena Yagi fue inventado en Japón, con los primeros resultados publicados en
1926. La obra fue originalmente realizada por Shintaro Uda, pero publicada en
japonés. El trabajo fue presentado por primera vez en Inglés por Yagi (que era
profesor o Uda o colega, mis fuentes están en conflicto), que fueron a América y
dio las primeras conversaciones de Inglés en la antena, lo que llevó a su uso
generalizado. Por lo tanto, incluso aunque la antena a menudo se llama una
antena Yagi, Uda probablemente lo inventó.
Parámetros de diseño:


El largo de la barra array de la Yagi uda es de 1.2λ.
El espacio entre directores es de (SD/λ) 0,20.
R1
0,482λ
D1
0,428λ
D2
0,420λ
D3
0,420λ
D4
0,428λ
Rango de trabajo UHF: frecuencia de 300 MHz a 3 GHz
Rango de frecuencia = 3GHz – 300 MHz
Frecuencia de operación = 0.7GHz
El rango que trabaja la antena es de 2.4GHz y 5.2GHz lo cual trabajan las wifi
Para 0,7GHz;
3∗108
λ = 0.7∗109
λ = 43cm
Para 𝐷𝜆⁄ (dB) = 10,2dB
2
De = diámetro de los elementos
Ds =diámetro del soporte
De → Dl1 = Dl2 = Dl3 = Dl4 = Dl5 = 6mm
Ds = 12mm
L = longitud de los elementos
L1 = 0482 x 43cm = 20,72cm
L2 = 0,428 x 43cm = 18,4cm
L3 = 0,420 x 43cm = 18,06cm
L4 = 0,420 x 43cm = 18,06cm
L5 = 0,428 x 43cm = 18,4cm
S = separación
S = 0,2xλ = 8,6cm
Medidas para el diseño de la antena
Distancias
Valores
Longitud 1
20,72cm
Longitud 2
18,4cm
Longitud 3
18,06cm
Longitud 4
18,06cm
Longitud 5
18,4cm
Separación 1
8,6 cm
Separación 2
8,6cm
Separación 3
8,6 cm
Separación 4
8,6cm
Separación 5
8,6cm
Figura N-1
Materiales:
Cable coaxial RG 6
Conectores para cable coaxial RG6 tipo f
Tubo de aluminio de 6mm
Tubo de aluminio de 12mm
Tornillos con tuercas
Segueta
CONCLUSIONES

Las transmisiones inalámbricas han abierto un nuevo panorama y
perspectivas de comunicación que permiten el intercambio de información en
casi cualquier lugar, pero hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas
que cada medio nos brinda.

Los sistemas de comunicación inalámbricos están basado generalmente en la
programación de ondas de radio emitidas por una antena omnidireccional
(estación base o punto de acceso) en un área determinada dentro de las
cuales se encuentran las estaciones móviles.

Cuando se requieren sistemas de comunicaciones que no se vean afectados
por limitaciones de distancias o de una ubicación geográfica especial,
definitivamente, los sistemas de comunicaciones satelitales son la mejor
solución, ya que los demás sistemas de comunicación móviles inalámbricos
tiene limitaciones en distancias, en frecuencias y muchos no son posible
ubicarlos en zonas geográficas determinadas, debido a la dificultad de
acceder a estos sitios, de instalarlos o de llevarles energía para alimentar los
equipos.

Después de observar detenidamente el mundo de las antenas nos damos
cuenta de que, aparte de ser una parte vital de nuestro sistema, tenemos
muchas cosas a contemplar respecto a cómo utilizarlas de forma responsable
y ordenada.