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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS
Curso: MICROONDAS 2015 – I
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES
208018 – MICROONDAS
GUÍA DE ACTIVIDADES DE LA UNIDAD 1
REMBERTO CARLOS MORENO HERAZO
(Director del cuso)
COROZAL
2015
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD – www.unad.edu.co
PTU: www.unadvirtual.org / Docente diseñador: Remberto C. Moreno Herazo
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Curso: MICROONDAS 2015 – I
GUIA DE ACTIVIDADES UNIDAD 1
Temáticas Revisadas:
Capítulo 1. CONCEPTO DE MICROONDAS
Lección 1.
Lección 2.
Lección 3.
Lección 4.
Lección 5.
Definición de Microondas
Generación de Ondas
Usos
Red por Microondas
Internet por Microondas
Capítulo 2. APLICACIONES DE LA INGENIERÍA DE MICROONDAS.
Lección 6.
Radar
Lección 7.
Radiometría
Lección 8.
Radiocomunicaciones
Lección 9.
Sistemas de telefonía Celular
Lección 10. Conexiones de Ordenadores y Periféricos.
Capítulo 3. CÁLCULO DE RADIOENLACE
Lección 11.
Lección 12.
Lección 13.
Lección 14.
Lección 15.
Inspección en campo (Site Survey).
Cálculo del enlace.
Zonas de Fresnel.
Aplicaciones utilizadas en el cálculo de enlaces.
Ingeniería de Detalle
Peso Evaluativo: 100 Puntos / 500 Totales.
Cronograma de Actividades: Según la agenda del curso.
GUÍA DE ACTIVIDADES:
Reconocimiento de la Unidad 1: Estimado estudiante, se espera que a través de
esta actividad se realice el proceso de transferencia de los temas de la Primera
unidad.
Estrategia de Realización de la Actividad: Aprendizaje Individual y Trabajo
Colaborativo.
Objetivo del Trabajo Colaborativo:
 Evaluar e implementar la teoría vista durante el desarrollo de la Unidad 1.
 Descubrir los temas específicos que se necesitan dominar en
implementación de un diseño.
la
Descripción de la actividad
A partir de los conceptos básicos, debe el grupo realizar un documento donde se
desarrolle:
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Curso: MICROONDAS 2015 – I
CÁLCULO DE PERFILES DE ELEVACIÓN.
Tipo de practica
Presencial
Porcentaje de evaluación
Horas de la practica
Temáticas de la práctica
Intencionalidades
formativas
Autodirigida
X Remota
20%
4
Diseño y análisis de radioenlaces
Propósitos
Preparar al estudiante para el planteamiento de
soluciones inalámbricas a problemas de comunicaciones,
y al desarrollo de actividades de planeación y diseño,
apoyándose en el conocimiento que ya se tiene de las
tecnologías, en las bases teóricas adquiridas durante la
carrera, y en metodologías propias para el desarrollo de
estas actividades que incluyen la utilización de software
especializado. Todo lo anterior, para facilitar
posteriormente las fases de implementación que le
seguirán
al
diseño
en
los
proyectos
de
telecomunicaciones.
Objetivos



Identificar y definir los principales parámetros,
elementos y equipos que caracterizan y
componen un radioenlace.
Manejar e interpretar las recomendaciones
internacionales sobre diseño y análisis de
radioenlaces
Realizar cálculos de balance de potencia y
disponibilidad.
Metas




Presentar al análisis de requerimientos como
punto de partida para la planeación de redes.
Retomar conceptos vistos en otras asignaturas,
desde un punto de vista aplicativo.
Explicar los conceptos, terminologías y técnicas
relacionadas con el radio planning.
Realizar una introducción a la optimización y
expansión de redes inalámbricas.
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Curso: MICROONDAS 2015 – I






Proporcionar los conocimientos básicos para el
trabajo de diseño basado en herramientas
computacionales.
Identificar los factores claves que intervienen en
la planeación y diseño de redes inalámbricas.
Aplicar los conocimientos en radiopropagación y
en tráfico, al diseño de redes inalámbricas.
Analizar los requerimientos de infraestructura
cableada para soporte a la red (core de red)
Describir metodológica y secuencialmente el
proceso de planeación y diseño de redes
inalámbricas.
Comprender la relación de los parámetros de
ancho de banda, capacidad, y cobertura, con la
calidad del servicio y el costo de implementación
de la red.
Competencias





Capacidad para plantear soluciones inalámbricas
ajustadas a los requerimientos.
Realización de un link budget y su respectivo
ajuste.
Destreza en la aplicación de metodologías de
planeación y diseño de redes inalámbricas en
diversos ambientes.
Conocimiento y habilidad para el trabajo con
herramientas software existentes que asisten los
procesos de diseño.
Habilidad para optimizar recursos e incrementar
la eficiencia, calidad y capacidad en redes ya
desplegadas.
Fundamentación Teórica
Temáticas de la Unidad 1. La base principal sobre la que se van a fundamentar todos los
cálculos efectuados para evaluar las pérdidas que afectan a un radioenlace, es el perfil
levantado entre los dos extremos del mismo, es decir, entre el transmisor y el receptor. En
esta práctica se pretende que el alumno aprenda a calcular un perfil entre dos puntos
cualquiera siendo conocida la posición de éstos en un sistema de coordenadas.
Descripción de la practica
La base principal sobre la que se van a fundamentar todos los cálculos efectuados para
evaluar las pérdidas que afectan a un radioenlace, es el perfil levantado entre los dos
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extremos del mismo, es decir, entre el transmisor y el receptor. En esta práctica se
pretende que el alumno aprenda a calcular un perfil entre dos puntos cualquiera siendo
conocida la posición de éstos en un sistema de coordenadas.
Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)
Se requiere un computador de escritorio por estudiante y conexión a internet. También se
puede realizar con un portatil desde la casa del estudiante.
Software a utilizar en la practica
Hertz Mapper de ATDI (versión Demo), o Radio Mobile. Software para Radio Enlaces Se
requiere un sistema operativo con acceso a Internet, no importa si es windows o Linux.
Metodología
Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica.
En general temas propuestos en los cursos de Microondas.
Forma de trabajo:
El estudiante puede trabajar en la Universidad con la asistencia de un tutor o de forma
virtual, siempre y cuando disponga de los medios necesarios para el desarrollo del trabajo.
Los estudiantes de cada CEAD deben formar grupos con no más de cinco estudiantes que
estén matriculados en el curso Microondas. Oportunamente, cada CEAD hará pública la
programación (fechas, horarios y sitio de trabajo) de prácticas de los cursos
metodológicos. Los estudiantes deben presentarse a cumplir con las sesiones asignadas al
curso para desarrollar esta actividad práctica.
Es necesario que los estudiantes lleven los elementos necesarios y claros los conceptos y
procedimiento que van a desarrollar. Si disponen del software, es aconsejable que lleven
el montaje listo con el fin de ganar tiempo.
Una vez el tutor encargado de la práctica les dé las explicaciones básicas y
recomendaciones a que haya lugar, los estudiantes del grupo completarán el montaje de
cada una de las configuraciones solicitadas y la sustentarán, debidamente alimentada y en
perfecto funcionamiento, al tutor presente quién tomará nota de este proceso para
asignar posteriormente la nota correspondiente.
En el foro del trabajo colaborativo se publicará la programación de las sesiones de práctica
que suministre cada CEAD. El correo interno del aula es un medio eficiente para que los
estudiantes realicen las consultas directamente al Director del curso.
Procedimiento:
La base principal sobre la que se van a fundamentar todos los cálculos efectuados para
evaluar las pérdidas que afectan a un radioenlace, es el perfil levantado entre los dos
extremos del mismo, es decir, entre el transmisor y el receptor. En esta práctica se
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pretende que el alumno aprenda a calcular un perfil entre dos puntos cualquiera siendo
conocida la posición de éstos en un sistema de coordenadas.
La representación de los perfiles del terreno se efectúa llevando las cotas de los puntos
sobre una línea de base o “curva de altura cero” parabólica, que representa la curvatura
de la Tierra ficticia con radio KR0. La ordenada de esta curva, para la abscisa genérica x, se
denomina “flecha” y equivale a la protuberancia de la Tierra. Llamándola ahora f(x), se
tiene:
Donde f(x) está en m y d-x en Km. K es el factor de corrección del radio terrestre para
tener en cuenta el efecto de refracción atmosférica. En España se suele tomar K=4/3 si se
va a trabajar con el archivo N42W008, y para Colombia (N10W075) se debe ajustar este
factor.
En la figura 1 se ha representado un perfil atendiendo a estos parámetros.
Figura No 1. Perfil con corrección del radio terrestre.
La altura z(x), sobre la horizontal de un punto genérico del terreno P a una distancia x del
transmisor, es igual a su cota geográfica c(x) más la flecha f(x): z(x)=c(x)+f(x)
Tradicionalmente, los perfiles se representan a partir de datos obtenidos manualmente de
mapas topográficos. Estos representan el terreno de una zona geográfica a una escala
determinada, en forma de retícula tridimensional, con coordenadas UTM: X, Y y la cota Z.
Para levantar un perfil del terreno seguiremos los siguientes pasos:
 Localización sobre el mapa de los puntos donde se encuentran las estaciones
transmisora y receptora a partir de sus coordenadas.
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 Unir ambos puntos con una recta sobre el mapa topográfico.
 Localizar los puntos de intersección de la recta anterior con las curvas de nivel del
plano.
 Determinar la distancia entre cada punto consecutivo. Esto se puede hacer con una
regla o escalímetro y teniendo en cuenta la escala del mapa.
 Representar de modo ordenado cada punto de la recta anterior en un eje cartesiano:
en el eje de abscisas la distancia horizontal entre antena transmisora y cada punto de la
recta, y en ordenadas la cota de cada punto.
 Añadir a las cotas del eje cartesiano la flecha f(x) para tener en cuenta la curvatura de
la tierra.
 Unir los puntos del eje cartesiano.
En la práctica este proceso se suele implementar por medio de software diseñado para la
planificación de Radioenlaces. Estos programas suelen trabajar modelos digitales del
terreno (MDT), a partir de los cuales son capaces de generar y calcular las
representaciones y perfiles del terreno pertinentes, sin más que definir las coordenadas
de las estaciones transmisoras y receptoras.
Para mostrar el uso de este tipo de software, se va a emplear el Hertz Mapper de ATDI
(versión Demo) o RadioMobile, con cualquiera de los dos se puede desarrollar dicha
practica. Este software de fácil manejo, nos permite calcular el perfil de elevación del
terreno entre dos puntos definidos por sus coordenadas geográficas. Vamos a realizar el
cálculo del perfil de elevación, ayudándonos de este software. Para ello siga
ordenadamente, los pasos que se describen a continuación:
 Descargue
el
Hertz
Mapper
o
RadioMobile
del
sitio
http://www.4shared.com/rar/8NdCkBmN/herz_mapper.html en este pueden descargar
tanto el software como la licencia de registro del software y un tutorial en el manejo
del software.
 Luego de descargado, instale y ejecute el Hertz Mapper, pulse sobre la ventana de
presentación del programa.
 Vaya al menú Files -> File Server. Elija el directorio donde guardará el fichero con los
cálculos del radioenlace y a continuación, escriba en la ventana emergente radioenlace
y pulse en el botón “Guardar”. De este modo acabamos de crear un fichero de
proyecto llamado radioenlace.svr
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 En ventana de pestaña workspace, pulsar con el ratón sobre “Digital Terrain Model” y
luego 2 veces sobre “none.geo”. En la ventana emergente introducir el siguiente
nombre de archivo N42W008.geo y pulsar en el botón
“OK”. Realizar la misma
operación en “Primary image” e introducir: N42W008.img; por último introducir
N42W008.pal en la ventana emergente de título “Open palette file” Si no consigue abrir
del modo descrito los ficheros con la topografía, abra el archivo Zip de Hertz Mapper y
extraiga el archivo N42W008.zip, de esta forma se descargará los 3 ficheros con la
topografía al disco duro de su PC.
 Marcar la opción “Open coverage & profiles” y pulsar el botón Ok.
 Se abren simultáneamente dos ventanas con la topografía digital de la provincia de
Pontevedra en España. Con el menú de “View” podemos aumentar o disminuir el
zoom. Si movemos el puntero del ratón sobre cualquiera de los 2 planos se puede leer
en la barra inferior de la pantalla las coordenadas en formato UTM, DMS y la altura
sobre el nivel del mar, de la posición del plano sobre la que se encuentra el puntero del
ratón. Puede inspeccionar los distintos menús disponibles; la mayoría de las opciones
no son accesibles ya que se trata de una versión Demo del software.
 Pulse con el botón izquierdo del ratón sobre un punto cualquiera del plano y en el
menú emergente seleccione la opción “Add site”->”Through coordinates”. En la
ventana emergente introduzca las coordenadas en las que se encuentra la estación A.
Antes de introducirlas seleccione en “Grid in” el formato de las coordenadas adecuado
según los datos que se toman de las coordenadas anteriores.
 Una vez introducidas las coordenadas de la estación, el programa solicita que se
definan el resto de los parámetros relacionados con la estación transmisora: diagramas
de radiación de la antena, potencia de transmisión, altura de la antena, etc. Introduzca
la altura de la antena en la casilla “Height” y acepte el resto de parámetros por
defecto. Escriba A en la casilla “name”
 Una vez definida sobre el plano la estación A, realice la misma operación del paso
anterior para definir la estación B. Una vez definidas aparecerá sobre el plano un
cuadrado rojo con el nombre de cada una. Se pueden seleccionar colocando el ratón
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encima del icono (cambia entonces al color azul), y pulsando el botón izquierdo del
ratón. En la ventana emergente se selecciona el nombre de la estación y aparecen
varias opciones: con “Tx parameters” se puede cambiar su posición y parámetros que
la definen.
 Seleccione una de las estaciones y elija la opción “Profile”. Lleve la línea que aparece de
modo que una ambas estaciones. Entonces pulse con el ratón y aparecerá el perfil de
elevación entre ambas estaciones. En este perfil ya se tiene en cuenta un factor de
corrección K=4/3 como corresponde a España (N42W008.).
 Sobre el perfil de elevación veremos además los dos primeros elipsoides de Fresnel, la
orientación óptima de la antena transmisora y la distancia del vano. Además en la parte
inferior de la pantalla verá el despejamiento y el radio máximo del primer elipsoide de
Fresnel. Con los iconos podemos alterar dinámicamente varios de los parámetros sobre
el perfil para ver cómo cambia el radioenlace.
 Inicialmente parta de la mínima longitud de mástil ht=hr=1m, y realice varios cálculos
del radio de la primera zona de Fresnel y el despejamiento (varié la altura de las
antenas para obtener varias mediciones de la zona de Fresnel para el mismo enlace,
por lo menos 5 mediciones de la zona de fresnel con diferentes datos y valores de los
parámetros de configuración del Herz Mapper o RadioMobile).
 Comparé el perfil de elevación resultante del Hertz Mapper con el que había obtenido
inicialmente y rellene la tabla con los resultados del Hertz Mapper y compárela con las
otras mediciones de las varias alturas de las antenas. En caso de que existan diferencias
intente encontrar una explicación.
Tabla No 1. Cuadro Comparativo.
Ejercicio #1
Diseñar 5 radioenlaces entre varios puntos tomados al azar.
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Punto 1: _______________ Punto 2: _______________
Distancia: ______________ Alturas: _______________
Ejercicio # 2
Si no conoce la distancia, calcúlela usando una fórmula o herramientas en línea:
Punto 1: Latitud _______________ Longitud _______________
Punto 2: Latitud _______________ Longitud _______________
Distancia: _____________________
Ejercicio # 3
 Con base en la distancia del radioenlace, evalúe la pérdida en el Espacio Libre y
estudie las posibilidades de establecer un radioenlace. Analice los requerimientos.
 Examine la topología y otros factores: ¿Es posible de realizar el enlace?.
 Base su estudio en el uso de herramientas en línea y desconectado si es necesario.
¿Qué radio frecuencias son convenientes?
 ¿Qué hardware es conveniente?
 Escriba un resumen corto de la situación y las posibilidades de establecer un
radioenlace. Si el enlace no es posible, trate de encontrar alternativas.
Ejercicio # 4
Si el proyecto es posible de realizar, hágalo de enlace completo. Consulte a su Tutor
cuando lo necesite.
Potencia de transmisión _____ [dBm]
Pérdidas cable + conectores _____ [dB]
Ganancia amplificador _____ [dB]
Ganancia antena _____ [dBi]
Pérdidas en espacio abierto _____ [dB]
Ganancia antena _____ [dBi]
Ganancia amplificador _____ [dB]
Pérdidas en cable _____ [dB]
Sensibilidad del receptor _____ [dBm]
TOTAL _____ [dB]
Sistema de Evaluación
La práctica se calificará cuando el estudiante resuelva las preguntas planteadas en la
descripción de la práctica y mediante la previa presentación del informe de laboratorio en
una escala de 1 a 5. Luego las notas serán enviadas al director de curso para proceder a la
puntación en el campus virtual.
Para la evaluación se tendrán en cuenta los siguientes aspectos:
Participación activa y presencial en el laboratorio.
Informe escrito y sustentación de cada práctica.
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Informe o productos a entregar
Se entregará un informe de laboratorio que contendrá las preguntas formuladas en las
prácticas y el procedimiento seguido para obtener los datos. Deben entregarlo en formato
digital al tutor local y al tutor del curso.
Es necesario que mediante el simulador recomendado u otro similar se simulen todas las
configuraciones planteadas en las guías, o implementarlas si es posible en forma física. Las
imágenes del simulador o cualquier evidencia de desarrollo de la actividad se deben
incorporan también en el informe de práctica.
Retroalimentación
En el campus virtual del curso, se creará un foro para retroalimentar la práctica y publicar
los resultados. También se creará un tema para preguntas y respuestas. Debe tenerse en
cuenta que las fechas de ejecución de las prácticas dependen de la programación que
realiza cada CEAD, por lo tanto la fecha de publicación de notas del componente práctico
dependerá también de dicha programación.
Se recomienda las Lecturas Complementarias de la Unidad 1, para la recolección
y organización de la Información, así como las evidencias de las simulaciones
para el diseño de la solución.
Documentos de referencia:
LECTURAS PREVIAS:

Bará, Javier, " Ondas electromagnéticas en comunicaciones ", Edicions UPC, 2ª
edición,
2000.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_1/ondas_electromagnticas_en_comunicaciones.pdf
LECTURAS DE LA UNIDAD 1:
 David M.Pozar: "Microwave Engineering" Third Edition 2005, John Wiley&Sons.
(Capítulo 4). http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_3/Ingenieria_de_Microondas_David_Pozar.pdf

WAYNE, Tomasi. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. Prentice Hall.
México 2003.

Miranda, Sebastián, Sierra, Margineda: “Ingeniería de Microondas: Técnicas
Experimentales” Prentice Práctica 2002.

R.E. Collin, "Foundations for microwave engineering", 2nd edition, Mc Graw Hill,
1992.
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
Bará, Javier, "Circuitos de microondas con líneas de transmisión", Edicions UPC,
1ª edición, 1994. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_2/circuitos_de_microondas_con_lineas_de_transmision.pdf

Neri Vela, Rodolfo,” Líneas de transmisión” 2nd edition, Mc Graw Hill, 2004.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_2/Lineas_de_Transmision_-_Rodolfo_Neri_Vela.pdf

S. Ramo, J.R. Whinnery, T.V. Duzer, "Fields and waves in communication
electronics". John Wiley, (Third edition) 1993.

Diseño y cálculo de radioenlaces:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_1/Diseno_y_Calculo_de_RadioEnlace.pdf

Diseño y cálculo de radioenlaces:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/208018/208018AVA/UNIDAD_1/06_es_calculo-de-radioenlace_guia_v01.pdf
METODOLOGÍA RECOMENDADA
1. Tener una apropiación adecuada de conceptos que le permitan ser contextualizados.
2. Leer el caso de manera individual antes de participar en la discusión para que se
familiarice con la situación.
3. Formule posibles hipótesis que le ayuden a llegar al problema.
4. Antes de iniciar el trabajo colaborativo, asignar los roles correspondientes para el
desarrollo de la puesta en común de las ideas. (Moderador y relator). Socializar en el
grupo colaborativo el caso y exponer sus puntos de vista, esto facilita la definición de
ideas concretas que respondan al problema y las soluciones del caso en estudio. El
tutor puede moderar la situación a nivel del grupo colaborativo.
5. Finalmente, después del análisis, la concertación de ideas y las conclusiones finales,
Realizar el informe respectivo de trabajo colaborativo.
Especificaciones de la entrega de la tarea grupal:
1. Portada
2. Introducción
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3.
4.
5.
6.
Desarrollo de la actividad
Conclusiones
Bibliografía
Referencias de acuerdo con las normas ICONTEC
Formato del archivo:
1. Envío de la actividad: El archivo debe adjuntarse a través de este foro por un
integrante del equipo en el tema creado para ello por el tutor del curso.
2. El archivo debe tener el nombre: Grupo_Actividad_No_. Por ejemplo, si su
grupo es el A1, el nombre de su archivo se debe llamar: A1_Actividad_No._1.pdf
sin usar caracteres especiales como tildes o puntos.
3. Verifique que su archivo ha quedado con la extensión pdf.
La nota y retroalimentación de su trabajo, podrá consultarlas según las fechas del
cronograma, dentro de la actividad “Calificación” que aparece debajo del Foro Trabajo
Colaborativo.
Nota: Estudiante que no muestre su desarrollo de la actividad dentro del foro,
esto es: que no presente aportes en el foro del grupo de manera pertinente y
articulada tendrá una nota total de CERO: (0)
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