¿Por qué un curso en micro-ondas? Sin lugar a dudas
este invento revolucionó la vida de todos. Sus principios
de operación están relacionados a temas que
estudiaremos en el curso, pero no…este curso no le
ensenará a cocinar con el horno microondas.
Comunicaciones por micro-ondas Ahora sí estamos hablando.
Le ofreceremos este semestre un curso de comunicaciones por
sistemas de micro-ondas. A microwave telecommunications tower on
Wrights Hill in Wellington, New Zealand
Definición de Micro-ondas Las micro-ondas son ondas
electromagnéticas (poseen componentes eléctricos y
magnéticos) cuyas frecuencias están en el
intérvalo de 0.3 G[Hz]hasta 300 G[Hz]. Sin embargo, a base
de algunos estándares (IEC estándar 60050 and IEEE
estándar 100) las señales de micro-ondas comienzan
en 1 G[Hz].
Señales de micro-ondas Note como en un segmento del
espectro están las señales de micro-ondas. Note que
en frecuencias menores se encuentran las señales de radio.
(Gp:) Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético
El largo de onda (?) Otra característica que se utiliza
para describir a las señales de micro-ondas lo es un
parámetro conocido como el largo de onda. El largo de onda
está definido como: donde c es la constante de la
velocidad de la luz, c = 3×10^8 m/s y f es la frecuencia de la
señal en [Hz]. Esto asume que la señal bajo estudio
se esta propagando en el vacío. Para el sonido el valor en
el numerador cambia y se utiliza otra letra para
representarlo.
El largo de onda (?) Note que el largo de onda es la distancia de
cresta a cresta de la señal. Aquí en la
ilustración se muestra el largo de onda para una
señal sinusoide.
Ejemplo: Para una señal que viaja en el vacío, cuya
frecuencia es de 1 G[Hz], determine el largo de onda. (Gp:)
Respuesta: Dado Por lo tanto
Ondas Electromagnéticas Estas ondas se propagan en el
vacío o en la materia. Esta radiación posee dos
campos que oscilan con un ángulo de 90 grados entre si (se
le conocen como campos ortogonales). Uno de los campos es
eléctrico y el otro es magnético.
Para recordar… Recuerde: El campo eléctrico lo
asociamos con los capacitores o condensadores. El campo
magnético lo asociamos con los inductores o
solenoides.
Microwave Communication Network
Resumen del sistema de ejemplo Note que el satélite es
capaz de recibir y enviar información. Decimos que el
mismo posee múltiples beams. Note que la
información que recibe el satélite proviene de la
estación terrestre 1 (Ground Station 1) y la envía
a la estación terrestre dos (Ground Station 2). Tanto la
información que se envía como la que se recibe
desde la tierra hacia el satélite poseen frecuencias
diferentes.
Resumen del sistema de ejemplo La estación #1 transmite a
6 GHz (uplink). Esta señal es transmitida por microondas
hasta el satélite. El satélite, con la ayuda de un
mixer hace un downconversion a 4 GHz y retransmite la
señal para que la estación terrestre #2 la pueda
recibir. ¿Por qué el uplink y el donwlink
están a frecuencias distintas? Porque si tratáramos
de usar la misma frecuencia, la señal que el
satélite transmite retroalimentaría el receiver y
lo saturaría.
Resumen del sistema de ejemplo El circulator conectado a
la antena del satélite permite que la misma antena
funcione como transmisor y como receiver simultáneamente.
El circulator permite que la señal de 6 GHz pase de la
antena al receiver y que simultáneamente la señal
de 4 GHz pase del transmisor a la antena. La estación #1
está conectada a múltiples terminales. La
conexión a estos terminales se hace mediante varios tipos
de líneas de transmisión, incluyendo cable coaxial
y fibras ópticas.
Resumen del sistema de ejemplo Este diagrama sencillo resume
varios de los temas principales a cubrirse en el curso:
Líneas de transmisión Propagación de ondas
en cables coaxiales Propagación de ondas en el espacio
Fundamentos de fibra óptica Antenas Diseño de links
de microondas