Monografias.com > Tecnología
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Comunicación por Satélites




Enviado por jmoscoso70



    1. Velocidad de la
      órbita:
    2. Periodo de la
      órbita:
    3. Comunicación por
      Satélites 
    4. Clasificaciones orbitales,
      espaciamiento y asignaciones de
      frecuencia  
    5. Modelos de enlace del sistema
      satelital 
    6. Inmarsat y otros sistemas de
      satélites.
    7. Dispositivos de
      microondas
    8. Transmisión sin
      cables
    9. Estructura general de un
      radioenlace por mocroondas

      Antes de entrar en materia,
    creemos que es necesario entender una serie de hechos
    básicos sobre tecnología espacial
    para luego discutir en detalle los sistemas de
    navegación por satélite.

    Un satélite es transportado a su órbita
    abordo de un cohete capaz de alcanzar la velocidad
    suficiente requerida para no verse influenciado por el campo
    gravitatorio terrestre.

    Una vez conseguido esto, es virtualmente posible
    conseguir cualquier plano o altitud de la órbita mediante
    la utilización de modernos cohetes. El plano de la
    órbita se denomina inclinación. Este
    parámetro se ilustra en la figura:
     VELOCIDAD DE LA
    ÓRBITA:

    Un satélite puede permanecer en su
    órbita sólo si su velocidad es lo suficientemente
    mayor como para vencer la gravedad y menor que la requerida
    para escapar de la gravedad. La velocidad del satélite
    es pues como un compromiso entre esos dos factores pero ha de
    ser absolutamente precisa para la altitud elegida.
     

    V=K/(sqrt(r+a)) Km/s

     

    donde:

    V=a velocidad de la órbita en
    kilómetros por segundo.
    a=altitud de la órbita sobre la superficie de la tierra, en
    Km.
    r=el radio medio de la
    tierra,
    aproximadamente 6371Km.
    K=630

    Aunque la tierra no es perfecta y su radio puede variar,
    vamos a tomar que posee un valor de
    6371Km. La velocidad de un satélite con altitud de 200 Km
    necesitará una V=177Km/s.

    La velocidad para un satélite con una altitud de
    1075km será de V=7.3km/s (satélite
    TRANSIT).
     

    PERIODO DE LA
    ÓRBITA:

    El periodo que posee un satélite viene dado por
    la siguiente fórmula:
     

    P=K(r+a/r)3/2 minutos

    donde
      P=periodo de una órbita en minutos.
    a=altitud de la órbita sobre la superficie terrestre.
    r=radio medio de la tierra.
    K=84.49.

    El periodo para un satélite cuya altitud es de
    200 Km es: P=88.45 minutos.

    Comunicación
    por Satélites
     

    INTRODUCCION  

    A principios de
    1960, la American Telephone and Telegraph Company (AT&T)
    publicó estudios, indicando que unos cuantos
    satélites poderosos, de diseño
    avanzado, podian soportar mas tráfico que toda la red AT&T de larga
    distancia. El costo de estos
    satélites fue estimado en solo una fracción del
    costo de las facilidades de microondas
    terrestres equivalentes. Desafortunadamente, debido a que
    AT&T era un proveedor de servicios, los
    reglamentos del gobierno le
    impedían desarrollar los sistemas de satélites.
    Corporaciones más pequeñas y menos lucrativas
    pudieron desarrollar los sistemas de satélites y AT&T
    continuó invirtiendo billones de dólares cada
    año en los sistemas de microondas terrestres
    convencionales. Debido a esto los desarrollos iniciales en la
    tecnología de satélites tardaron en
    surgir. 

    A través de los años, los precios de la
    mayoría de los bienes y
    servicios han aumentado sustancialmente; sin embargo, los
    servicios de comunicación, por satélite, se han
    vuelto mas accesibles cada año. En la mayoría de
    los casos, los sistemas de satélites ofrecen mas
    flexibilidad que los cables submarinos, cables
    subterráneos escondidos, radio de microondas en
    línea de vista, radio de dispersión
    troposférica, o sistemas de fibra
    óptica. 

    Esencialmente, un satélite es un repetidor de
    radio en el cielo (transponder). Un sistema de
    satélite consiste de un transponder, una estación
    basada en tierra, para controlar el funcionamiento y una red de usuario, de las
    estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para
    transmisión y recepción de tráfico de
    comunicaciones, a través del sistema de
    satélite. Las transmisiones de satélites se
    catalogan como bus o carga útil. La
    de bus incluye mecanismos de control que
    apoyan la operación de carga útil. La de carga
    útil es la información del usuario que será
    transportada a través del sistema. Aunque en los
    últimos años los nuevos servicios de datos y
    radioemisión de televisión
    son mas y más demandados, la transmisión de las
    señales de teléfono de voz convencional (en forma
    analógica o digital).  

    SATELITES ORBITALES 

    Los satélites mencionados, hasta el momento, son
    llamados satélites orbitales o no síncronos. Los
    satélites no síncronos giran alrededor de la Tierra
    en un patrón elíptico o circular de baja altitud.
    Si el satélite esta girando en la misma dirección de la rotación de la
    Tierra y a una velocidad angular superior que la de la Tierra, la
    órbita se llama órbita progrado. Si el
    satélite esta girando en la dirección opuesta a la
    rotación de la Tierra o en la misma dirección, pero
    a una velocidad angular menor a la de la Tierra, la órbita
    se llama órbita retrograda. Consecuentemente, los
    satélites no síncronos están
    alejándose continuamente o cayendo a Tierra, y no
    permanecen estacionarios en relación a ningún punto
    particular de la Tierra. Por lo tanto los satélites no
    síncronos se tienen que usar cuando están
    disponibles, lo cual puede ser un corto periodo de tiempo, como 15
    minutos por órbita. Otra desventaja de los
    satélites orbitales es la necesidad de usar un equipo
    costoso y complicado para rastreo en las estaciones terrestres.
    Cada estación terrestre debe localizar el satélite
    conforme esta disponible en cada órbita, y después
    unir su antena al satélite y localizarlo cuando pasa por
    arriba. Una gran ventaja de los satélites orbitales es que
    los motores de
    propulsión no se requieren a bordo de los satélites
    para mantenerlos en sus órbitas
    respectivas. 

    SATELITES GEOESTACIONARIOS 

    Los satélites geoestacionarios o
    geosíncronos son satélites que giran en un
    patrón circular, con una velocidad angular igual a la de
    la Tierra. Consecuentemente permanecen en una posición
    fija con respecto a un punto específico en la Tierra. Una
    ventaja obvia es que están disponibles para todas las
    estaciones de la Tierra, dentro de su sombra, 100% de las veces.
    La sombra de un satélite incluye todas las estaciones de
    la Tierra que tienen un camino visible a él y están
    dentro del patrón de radiación
    de las antenas del
    satélite. Una desventaja obvia es que a bordo, se
    requieren de dispositivos de propulsión sofisticados y
    pesados para mantenerlos fijos en una órbita. El tiempo de
    órbita de un satélite geosíncrono es de 24
    h. igual que la Tierra. 

    CLASIFICACIONES
    ORBITALES, ESPACIAMIENTO Y ASIGNACIONES DE
    FRECUENCIA  

    Hay dos clasificaciones principales para los
    satélites de comunicaciones: hiladores (spinners) y
    satélites estabilizadores de tres ejes. Los
    satélites espinar, utilizan el movimiento
    angular de su cuerpo giratorio para proporcionar una estabilidad
    de giro. Con un estabilizador de tres ejes, el cuerpo permanece
    fijo en relación a la superficie de la Tierra, mientras
    que el subsistema interno proporciona una estabilización
    de giro. 

    Los satélites geosíncronos deben compartir
    espacio y espectro de frecuencia limitados, dentro de un arco
    específico, en una órbita geoestacionaria,
    aproximadamente a 22,300 millas, arriba del Ecuador. La
    posición en la ranura depende de la banda de frecuencia de
    comunicación utilizada. Los satélites trabajando,
    casi o en la misma frecuencia, deben estar lo suficientemente
    separados en el espacio para evitar interferir uno con otro. Hay
    un límite realista del número de estructuras
    satelitales que pueden estar estacionadas, en un área
    específica en el espacio. La separación espacial
    requerida depende de las siguientes variables: 

    • Ancho del haz y radiación del lóbulo
      lateral de la estación terrena y antenas del
      satélite.
    • Frecuencia de la portadora de RF.
    • Técnica de codificación o de modulación usada.
    • Límites aceptables de
      interferencia.
    • Potencia de la portadora de
      transmisión.

    Generalmente, se requieren de 3 a 6º de
    separación espacial dependiendo de las variables
    establecidas anteriormente. 

    Las frecuencias de la portadora, más comunes,
    usadas para las comunicaciones por satélite, son las
    bandas 6/4 y 14/12 GHz. El primer número es la frecuencia
    de subida (ascendente) (estación terrena a transponder) y
    el segundo numero es la frecuencia de bajada (descendente)
    (transponder a estación terrena). Diferentes frecuencias
    de subida y de bajada se usan para prevenir que ocurra
    repetición. Entre mas alta sea la frecuencia de la
    portadora, más pequeño es el diámetro
    requerido de la antena para una ganancia específica. La
    mayoría de los satélites domésticos utilizan
    la banda 6/4 GHz. Desafortunadamente, esta banda también
    se usa extensamente para los sistemas de microondas terrestres.
    Se debe tener cuidado cuando se diseña una red satelital
    para evitar interferncia de, o interferencia con enlaces de
    microondas establecidas. 

    MODELOS DE
    ENLACE DEL SISTEMA SATELITAL 

    Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres
    secciones básicas: una subida, un transponder satelital y
    una bajada. 

    Modelo de subida 
    El principal
    componente dentro de la sección de subida satelital, es el
    transmisor de estación terrena. Un típico
    transmisor de la estación terrena consiste de un modulador
    de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un amplificador
    de alta potencia (HPA) y
    algún medio para limitar la banda del último
    espectro de salida (por ejemplo, un filtro pasa-bandas de
    salida). El modulador de IF se convierte la IF convierte las
    señales de banda base de entrada a una frecuencia
    intermedia modulada en FM, en PSK o en QAM. El convertidor
    (mezclador y filtro pasa-bandas) convierte la IF a una frecuencia
    de portadora de RF apropiada. El HPA proporciona una sensibilidad
    de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la
    señal al transponder del satélite. Los HPA
    comúnmente usados son klystons y tubos de onda
    progresiva. 

    Transponder 
    Un típico
    transponder satelital consta de un dispositivo para limitar la
    banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo ruido de
    entrada (LNA), un traslador de frecuencias, un amplificador de
    potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. Este
    transponder es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de
    transponder son los repetidores de IF, y de banda base,
    semejantes a los que se usan en los repetidores de
    microondas. 

    Modelo de bajada 
    Un receptor de
    estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un
    convertidor de RF a IF. Nuevamente, el BPF limita la potencia del
    ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente
    sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo
    túnel o un amplificador paramétrico. El convertidor
    de RF a IF es una combinación de filtro mezclador
    /pasa-bandas que convierte la señal de RF recibida a una
    frecuencia de IF. 

    Enlaces cruzados 
    Ocasionalmente,
    hay aplicaciones en donde es necesario comunicarse entre
    satélites. Esto se realiza usando enlaces cruzados entre
    satélites o enlaces intersatelitales (ISL). Una desventaja
    de usar un ISL es que el transmisor y receptor son enviados ambos
    al espacio. Consecuentemente la potencia de salida del transmisor
    y la sensibilidad de entrada del receptor se
    limitan. 

    4.
    Inmarsat y otros sistemas de satélites.

    4.1. Introducción.

    La primera serie de satélites usados por
    INMARSAT, comenzando en 1982, fue posible gracias a la
    intervención de varias fuentes como
    COMSAT (Programa
    MARISAT), ESA (Programa MARECS) e INTELSAT (Programa
    ISV-MCP).

    MARISAT y MARECS fueron los precursores de los servicios
    de demostración y el MCP posibilitó comunicaciones
    marítimas mediante la incorporación de un
    módulo especial para esa función en
    la serie INTELSAT V-A (modificación de la serie V), dicho
    módulo era similar al ofrecido por
    MARISAT.

    4.2. COSPAS-SARSAT.

    4.2.1. Introducción.

    Los satélites de INMARSAT III cuentan con un
    sistema SAR (Búsqueda y Rescate) a bordo, el sistema
    COSPAS-SARSAT es actualmente el máximo exponente en lo que
    a búsqueda y rescate vía satélite se
    refiere.

    4.2.2. El sistema.

    COSPAS-SARSAT es un sistema internacional de
    búsqueda y rescate consistente en una constelación
    de satélites con cobertura global dispuestos en
    órbita polar (entre 800 y 1000 Km de altitud) y en una red
    de estaciones terrestres que envían señales de
    alerta o informaciones de localización a las autoridades
    encargadas de las labores de rescate ya sea por tierra, mar o
    aire.

    Nace de la unión SARSAT (Search And Rescue
    Satellite-Aided Tracking) y su homólogo soviético
    COSPAS (acrónimo ruso de Sistema Espacial para la
    Búsqueda de Buques en Peligro).

    Este programa conjunto está esponsorado por
    Canadá (pionera en 1982), Francia,
    Estados Unidos
    y el propio COSPAS soviético.

    4.2.3. Participantes.

    Hay 28 países y organizaciones
    participantes en el funcionamiento del sistema, entre ellos
    están las 4 partes del acuerdo COSPAS-SARSAT
    (Canadá, Francia, Rusia y Estados Unidos), 14 proveedores de
    segmentos terrestres, 8 países usuarios y 2 organizaciones
    participantes, los países adicionales están en
    proceso de
    integración.

    Las organizaciones son the International Maritime
    Organization (IMO), the International Civil Aviation Organization
    (ICAO), the International Telecommunication Union (ITU), the
    International Chamber of Shipping (ICS), the International Radio
    Maritime Committee (CIRM) and the International Federation of Air
    Line Pilots Associations (IFALPA).

    4.2.4. Funcionamiento.

    Actuando como repetidores de comunicaciones, los
    satélites COSPAS-SARSAT reciben señales de alerta
    emitidas por:

    • Radiobalizas marítimas de emergencia e
      indicadoras de posición (EPIRBs).
    • Transmisiones aéreas de localización de
      emergencia (ELTs).
    • Radiobalizas de localización personal
      (PLBs).

    Los satélites retransmiten las señales de
    alerta a estaciones terrestres denominadas
    (Local User Terminal) donde se procesa y determina la
    localización geográfica del accidente, esta
    información se envía al Centro de Control de
    Misiones (MCC) que se encarga de transmitir la posición y
    otras informaciones pertinentes al Centro de Coordinación de Rescates más
    apropiados (RCC).

    La velocidad y precisión de estas comunicaciones
    incrementa significativamente las posibilidades de supervivencia
    de las víctimas del accidente en
    cuestión.

    Hay 14 MCCs operativos situados en 14 paises y 6 MCCs
    bajo test en 6 paises,
    respecto a las LUTs cabe destacar la existencia de 29 operativas
    distribuidas en 17 países y 4 bajo test en 4
    países.

    4.2.5. Los satélites.

    La configuración del sistema comprende cuatro
    satélites, dos COSPAS y dos SARSAT.

    Los satélites soviéticos están
    situados en órbita polar a 1000 Km. de altitud y
    están equipados con instrumental SAR (Búsqueda y
    Rescate) a 121.5 y 406 MHz.

    Los Estados Unidos contribuyen con dos satélites
    meteorológicos NOAA (National Oceanic and Atmospheric
    Administration) situados a 850 Km. de altitud en órbita
    polar y equipados con instrumental SAR a 121.5 y 406 MHz apoyados
    por Canadá y Francia.

    Cada satélite da una vuelta completa a la Tierra
    en 100 minutos aproximádamente a una velocidad de 7Km por
    segundo.

    Los satélites obtienen imágenes
    del planeta barriendo zonas con un haz de 4000 Km de
    ancho.

    4.2.6. Resultados.

    Desde Septiembre de 1982 hasta Junio de 1995 el sistema
    COSPAS-SARSAT contribuyó al rescate de 5541 personas en
    1800 sucesos SAR:

    • Accidentes aéreos: 1624 personas en 755
      sucesos SAR.
    • Accidentes marítimos: 3633 personas en 922
      sucesos SAR.
    • Accidentes terrestres: 284 personas en 123 sucesos
      SAR.

    El sistema de
    406 MHz
    fue utilizado en 500 de estos
    incidentes (2193 personas rescatadas), el sistema de

    121.5 MHz
    se utilizó en el resto de
    los casos.

    4.2.7. Nuevos desarrollos.

    El concilio COSPAS-SARSAT está considerando el
    desarrollo del
    sistema GEOSAR con satélites de búsqueda y rescate
    en órbita geoestacionaria que incrementaría el
    potencial de los ya existentes en órbita polar.

    Se ha desarrollado un D&E (Demostración y
    Evaluación) de GEOSAR .

    4.3. GPS.

    Inmarsat pretende crear un sistema de navegación
    (GNSS, Global Navigation Satellite System) totalmente
    independiente del sistema GPS (EE.UU.) y GLONASS (Rusia), y por
    tanto, constituiría una alternativa (civil) a
    ellos.

    De hecho, el contratista de Inmarsat, ITT, ha
    señalado que un sistema global de navegación civil
    espacial puede ser desarrollado por menos de un millardo de
    dólares, una pequeña cantidad comparada con el
    coste del sistema GPS (6-10 millardos de
    dólares).

    Los pasos a seguir hasta constituir la GNSS son los
    siguientes:

    1. En los satélites Inmarsat-3 se incluye un
      transpondedor separado que gestiona las señales GPS,
      aumentando la integrabilidad de este sistema. Lo
      complementa.
    2. Los 12 satélites del proyecto 21 de
      Inmarsat (Inmarsat-P, ICO) incluirán antenas separadas,
      transpondedores y relojes atómicos así como otro
      instrumental necesario para proveer una amplia gama de
      servicios de navegación, pero no llegará a
      sustituir al GPS.
    3. En un tercer paso, se constituirá la GNSS
      independiente de GPS.

    Veamos el primer paso dado por Inmarsat para establecer
    una GNSS propia a partir de los satélites de Inmarsat 3.
    Concretamente, la tercera generación de Inmarsat se
    encarga de la integridad del sistema GPS mediante la
    técnica GIC (GPS Integrity Channel) , está basada
    en una red terrena que monitoriza los satélites y
    transmite a los usuarios los resultados, para lo que el uso de
    satélites geoestacionarios y los satélites de
    INMARSAT serán los encargados de llevarla a
    cabo.

    Los satélites de INMARSAT III operarán a
    la misma frecuencia que la señal C/A (código
    que permite un posicionamiento
    rápido del receptor pero con precisión media SPS)
    del GPS (1575.42 MHz) con una secuencia directa pseudoaleatoria
    con modulación de espectro ensanchado de la misa familia de GPS
    que llevará la información de integridad
    además de la de navegación, se comportarán
    como repetidores con lo que se simplificarán los circuitos del
    satélite y la información de integridad
    podrá ser actualizada en tiempo real.

    Las estaciones terrenas de enlace con el satélite
    serán las mismas que proporcionan los servicios de
    comunicaciones móviles y son operadas por asociaciones que
    integran INMARSAT (como Comsat) que será responsable de
    los satélites.

    Requisitos del repetidor del satélite:

    Los requisitos del repetidor del satélite son
    tres:

    • PIRE de 28 dBW en el haz de cobertura global para que
      la potencia de la señal recibida sea semejante a la
      señal de los satélites GPS.
    • Ancho de banda nominal del repetidor de 2 MHz para
      poder
      transmitir la señal de espectro ensanchado modulada con
      código C/A a la frecuencia de 1.023 MHz.
    • Estabilidad de las características de retardo de grupo del
      sistema de modo que pueda ser calibrado para su uso en
      navegación.

    Los satélites INMARSAT III poseen un enlace de
    banda C a banda L y otro de banda C a banda C de baja potencia,
    la comparación de los retardos producidos en los dos
    enlaces se usa para compensar el retardo de propagación
    ionosférica en el enlace de subida.

    Al usar INMARSAT III como repetidor se produce un
    desplazamiento Doppler adicional debido al enlace de la
    estación terrena con el satélite, para que la
    señal recibida sea compatible con la señal GPS se
    debe compensar en tiempo real el enlace de subida al
    satélite adelantando la señal de reloj una cantidad
    igual al retardo del enlace de subida y se desplaza ligeramente
    la frecuencia de la portadora, este método de
    generar una señal de reloj virtual en el satélite
    se denomina Generación de Señal en Bucle
    Cerrado.

    Presentación

    Los satélites de radioaficionado son una de las
    áreas de la radioafición que en México
    menos se practica. La creencia a que operar satélites es
    complejo y caro no es necesariamente cierta: hay satélites
    que podemos trabajar sin tener que estudiar el tema por meses ni
    contar con equipo sofisticado.

    Aunque parezca difícil de creer en la
    mayoría de nuestros cuartos de radio existen los equipos
    necesarios para iniciarse en este campo de la
    radioexperimentación.

    La presente es una lista de preguntas básicas
    sobre la operación satelital con sus correspondientes
    respuestas. Su nivel es elemental e introductorio y es muy
    probable que quién desee operar algún
    satélite deba de consultar otras fuentes, mismas que se
    citan al final del documento. 73s de XE1KK.

    1. ¿Que es un satélite?

    En su concepción más sencilla, y
    quizá simplista, los satélites de radioaficionados
    son repetidoras voladoras. Su principal diferencia con sus
    equivalentes terrestres el que vuelan y el que al volar se
    mueven.

    2. ¿Como funciona un
    satélite?

    Un radioaficionado "A" emite una señal que es
    recibida por el satélite. El satélite la amplifica
    y la retransmite inmediatamente. El radioaficionado "B" la recibe
    y le contesta. Así inicia un comunicado por
    satélite.

    3. ¿Como "se mueven" los
    satélites?

    Los actuales satélites con los que podemos
    experimentar los radioaficionados tienen dos tipos de
    órbita: circular y elíptica.

    Los satélites con órbitas circulares se
    mantienen mas o menos a la misma distancia de la tierra pero su
    posición respecto a la superficie varia cada momento. Es
    la mas común y conocida de las órbitas. Por su
    parte los satélites de órbitas elípticas,
    tiene la característica que pueden permanecen más
    tiempo viendo un mismo lugar de la tierra y su órbitas son
    mucho más largas.

    4. ¿Que cobertura tiene un satelite de orbita
    baja?

    Al igual que en la repetidoras tradicionales a mayor
    altitud mayor cobertura. Los satélites de órbita
    baja se encuentran entre 400 y 1400 Km. de altura así que
    el área que pueden cubrir equivale a toda la
    República en los más bajos o una área
    equivalente a México, sur de Estados Unidos, Centro
    América, parte del Caribe y norte de
    Colombia en los
    de mayor altura.

    Esta área o sombra del satélite permite
    que cualquier estación que se encuentre dentro de ella
    pueda, en principio, contactar otras estaciones que estén
    dentro de esa sombra. La duración del satélite en
    esa posición en muy breve ya que se mueven a gran
    velocidad. La sombra mantiene su diámetro pero
    también se está moviendo.

    5. ¿Cuantas veces pasa un satélite
    sobre nosotros?

    Un satélite de orbita baja pasa por arriba de un
    determinado punto, entre 4 y 6 veces al día. La
    duración de cada pase varia dependiendo de la
    órbita pero en promedio podemos decir que entre 10 y 18
    minutos están disponibles para que los operemos. Tenemos
    pues más de una hora diaria para usarlo.

    Si consideramos que hay más de 15
    satélites de órbita baja nos daremos cuenta que hay
    más tiempo de satélites que tiempo para hacer
    radio.

    6. ¿Como funcionan los satélites de
    órbita elíptica?

    Los satélites de órbita elíptica
    tienen otras características. Su órbita tiene dos
    puntos claves: el más cercano se le conoce como perigeo y
    el más lejano como apogeo. En su apogeo casi toda una cara
    de la tierra esta disponible para comunicar ya que en el caso de
    algunos satélites como el OSCAR 13 llega a estar a 38,000
    Km. de distancia.

    Estos satélites equivalen en cierta manera a 20
    metros en HF: hay buen DX y siempre hay estaciones llamando CQ. A
    diferencia de los satélites de órbita baja casi no
    se nota el efecto dopler, que es el movimiento de frecuencia que
    se origina por la velocidad a la que se mueve el satélite.
    Algo similar como cuando escuchamos una ambulancia o un auto a
    gran velocidad: el tono de la sirena o el motor es distinto
    antes y después de que pasan frente a nosotros.

    7. ¿Como se donde está el
    satélite?, ¿cuando pasará?

    La predicción de las órbitas satelitales
    se hace por lo general con ayuda de una computadora
    personal. No es la única opción pero hoy por hoy es
    la más fácil. Hay diversos y entre ellos destacan
    el InstanTrack y el QuickTrack. El primero mi favorito y lo vende
    AMSAT (ver pregunta # 18).

    Los programas no solo
    indican y grafican cuando el satélite pasará sino
    que dan otros datos importantes como la elevación o
    altitud sobre el horizonte y el azimut o posición respecto
    a los cuatro puntos cardinales.

    8. ¿Cual es la mejor
    elevación?

    La elevación optima, que es de 90 grados, solo se
    da cuando el satélite pasa exactamente sobre nosotros.
    Pero esto no quiere decir que con otras elevaciones no se pueda
    trabajar, Praticamente cualquier elevación superior a 2 o
    3 grados es suficiente si nuestro horizonte lo forman
    montañas lejanas o montes cercanos pero no muy
    altos.

    9. ¿Y en base a que información el
    programa hace estos cálculos?.

    Los programas de computadora para seguimiento de
    satélite se actualizan con una serie de datos sobre los
    satélites mejor conocidos como elementos Keplerianos que
    por lo general uno consigue fácilmente de los BBSes de
    packet o de alguna revista sobre
    el tema.

    Existen dos tipos de formatos: NASA o de dos
    líneas y AMSAT que es mas fácil de entender a los
    humanos y por lo mismo son mas largos. Para efectos de una
    computadora da igual cual utilices.

    10. ¿Cuantos satélites
    hay?

    A la fecha hay más o menos 20 satélites de
    radioaficionados disponibles de una u otra forma. Digo mas o
    menos ya que de vez en cuando alguno queda apagado por falla o
    mantenimiento.

    11. ¿Que tipo de actividad encuentro en los
    satélites?

    Hay satélites para todos los gustos. Muchos de
    los modos de operación que encontramos en las bandas
    tradicionales también están disponibles en los
    satélites: banda lateral, telegrafía, teletipo,
    televisión de barrido lento, FM y packet de diversos
    tipos.

    En los satélites se hace DX tan bueno como en 20
    metros, hay plie-ups y DXpediciones que trabajan en split. Hay
    diplomas aunque no hay concursos.

    Hay espacio para los que les gusta conversar y hacer
    nuevos amigos. Para el experimentador y en constructor de equipos
    y antenas, este es un mundo muy amplio. En pocas palabras: lo que
    hoy nos gusta del radio casi seguro lo
    encontramos también vía satélite.

    12. ¿Como puedo trabajar un
    satélite?

    Dependiendo de las caracteristicas de los
    satélites será la manera de trabajarlos. Para
    efectos didacticos podemos dividirlos en cuatro:

    A) Satélites de órbita baja para voz o
    analógicos.

    Son los mas fáciles de trabajar y casi todos nos
    iniciamos en ellos. El sistema por el que operan es el de
    retransmitir entre 50 y 100 kHz de una banda, en lugar de una
    sola frecuencia como lo hace un repetidora, a 50 o 100 kHz de
    otra banda con todo lo que se encuentre en ella, sea CW o banda
    lateral. Esto se conoce como "transponder".

    Entre los satélites de este tipo destacan los
    rusos RS-10/11 y RS-12/13 y el satélite japonés
    FUJI OSCAR 20 No se requiere de equipo sofisticado para
    trabajarlos, quizá solo de un poco de paciencia

    B) Satélites de órbita baja
    digitales.

    Son satélites de órbita circular que
    operan principalmente packet en sus distintas modalidades. Son el
    equivalentes a BBSes de packet voladores. A la fecha hay
    más de 10 satélites digitales operando.

    Los satélites tradicionales de este tipo,
    conocidos como pacsats, son el UO-14, AMSAT OSCAR 16, el DOVE
    OSCAR 17, el Webersat o WO-18 y el satélite argentino
    LUSAT o LO-19.

    Los satélites UO-22 y KITSAT OSCAR 23
    también son BBS voladores pero trabajan a 9600 bps y
    tienen entre sus curiosidades cámaras que toman fotos de la
    tierra y las retransmiten vía packet.

    Una nueva generación de satélites
    digitales fue lanzada recientemente: el ITAMSAT-A, KITSAT-B,
    EYESAT-A y POSAT-1. Algunos ya están disponibles para
    todos, otros siguen en pruebas. El
    UNAMSAT. primer satélite mexinaco de este tipo muy pronto
    estará en órbita.

    C) Satélites de órbita
    elíptica.

    Son como ya dijimos en donde se llevan a cabo las
    comunicaciones intercontinentales y algunos modos como SSTV y
    RTTY, así como otro tipo de experimentos
    propios del mundo de los satélites.

    Entre ellos destacan el OSCAR 10, OSCAR 13 y el ARSENE.
    El primero ya está cumpliendo su ciclo de vida
    y el último no funciono. Muy pronto habrá nuevos
    satélites de este tipo: la llamada FASE 3-D.

    D) Satélites tripulados.

    Por último las naves espaciales: el MIR ruso y el
    Space Shuttle norteamericano que como ustedes bien saben traen
    equipos de dos metros y hacen contacto con radioaficionados en la
    tierra tanto en voz como en packet. El MIR es relativamente
    fácil de trabajar en packet dado que los cosmonautas
    permanecen en el espacio por mucho tiempo.

    13 ¿Que equipo necesito para trabajar un
    satélite?

    Cual es el equipo necesario para trabajar
    satélites es siempre una difícil pregunta. A
    continuación se presenta una tabla con los equipos MINIMOS
    necesarios para que con un poco de paciencia y tenacidad se pueda
    trabajar algún satélite.

    EQUIPO MINIMO NECESARIO PARA TRABAJAR
    SATELITES

    EQUIPO PARA EL

    SATELITE MODO UPLINK DOWNLINK ANTENAS AMP/PREAMP TNC
    TIPO

    —————————————————————————-

    RS-10/11 A 2m/SSB 10m/SBB omni no/no no
    Analógico

    DO-17 2m/FM omni no/no 1200 AFSK Digital

    AO-16 JD 2m/FM 70cms/SSB omni no/no 1200 PSK
    Digital

    KO-23 JD 2m/FM 70cms/SSB omni no/no 9600 FSK
    Digital

    AO-13 B 70cms/SSB 2m/SSB yagis si/si no
    Elíptico

    MIR/STS 2m/FM 2m/FM omni no/no 1200 AFSK
    Tripul

    —————————————————————————-

    14. ¿Que es el "modo" en los
    satélites?

    El término modo de los satélites es uno de
    los que hacen parecer complicada esta área de la
    radioexperimentación. En HF el modo es el tipo de
    emisión en el que trabajamos: SSB, FM, CW, etc. En
    satélite el modo significa las bandas que estoy utilizando
    para trabajar al satélite: que banda uso en el uplink,
    esto es para transmitir o subir al satélite y el downlink
    o la banda en la que el satélite transmite de regreso o
    baja y en la que nosotros recibimos.

    Modo Uplink Downlink

    —————————————————-

    A 2 metros (145 MHz) 10 metros (29 MHz)

    B 70 cm. (435 MHz) 2 metros (145 MHz)

    J 2 metros (145 MHz) 70 cm. (435 MHz)

    K 15 metros (21.2 MHz) 10 metros (29 MHz)

    L 23 cm. (1.2 GHz) 70 cm. (435 MHz)

    S 70 cm. (435 MHz) 13 cm. (2.4 GHz)

    T 15 metros (21.2 MHz) 2 metros (145 MHz)

    —————————————————-

    15. ¿Cuando hay modos de dos
    letras?

    En algunas ocasiones vemos modos de dos letras como JA y
    JD en este caso se refiere a modo J Analógico o modo J
    Digital. En otras vemos que el satélite trabaja en modo
    compuesto, por ejemplo KA esto significa que se puede subir en 15
    metros o en 2 metros y ambos bajan en 10 metros. En los futuros
    satélites se prevén nuevos modos.

    16. ¿Cual es la potencia que requiero para
    trabajar satélites?

    Los satélites no requieren de grandes potencias,
    por el contrario mucho de ellos se bloquean o bajan su potencia
    de downlink como aviso de que se están protegiendo. Si se
    tiene antenas direccionales un amplificador de 100 watts esta en
    el límite máximo de lo decente.

    17. ¿Cuales son los mas fáciles de
    escuchar/trabajar y sus frecuencias?

    Satélite Descripción Uplink MHz Downlink
    MHz

    —————————————————————————-

    MIR FM y packet 145.550 145.550

    —————————————————————————-

    STS FM 144.910 145.550

    144.930

    144.950*

    144.970

    144.990

    Packet 144.490 145.550

    —————————————————————————-

    RS-10/11 DX 145.890 USB 29.390
    USB

    Modo A 145.860 a 145.900 29.360 a 29.400

    Robot 145.820 29.403

    Beacon 29.357 y 29.403

    —————————————————————————-

    RS-12/13 DX 21.240 USB 29.440 USB

    Modo K 21.210 a 21.250 29.410 a 29.450

    Robot 21.129 CW 29.454 CW

    Beacon 29.408 y 29.454

    —————————————————————————-

    UO-11 FM y packet 145.825

    —————————————————————————-

    DO-17 FM y packet 145.825

    —————————————————————————-

    AO-27 Modo J – FM 145.850 +/- .010 436.800 +/-
    .010

    —————————————————————————-

    La relación entre uplink y downlink puede variar
    por el efecto dopler.

    Algunos de estos satélites trabajan otros modos y
    tienen otros beacons, aquí solo se mencionan los
    principales.

    El UO-11 y el DO-17 eventualmente emiten mensajes en voz
    digitalizada.

    18. ¿Donde puedo encontrar más
    información?

    En organizaciones: AMSAT, Box 27, Washington, D.C.
    20044, USA

    ARRL, 225 Main St., Newington, CT 06111-1494.
    USA

    R. Myers Comm., Box 17108 Fountain Hills AZ
    85269-7108

    En libros: The
    Satellite Experimenters Handbook (ARRL)

    The ARRL Satellite Antology (ARRL)

    Having Fun Getting Started on the Oscar and

    Weather Satellites! (R. Myers Communications)

    Revistas del tema: The AMSAT Journal (AMSAT)

    Oscar Satellite Report (R. Myers
    Communications)

    Satellite Operator (R. Myers Communications)

    Revistas de radio: CQ Radio Amateur, QST, World Radio,
    73 Amateur Radio

    En-linea: Internet, Compuserve,
    etc.

    En packet: Los mensajes bajo AMSAT y KEPS

    Dispositivos de microondas

     La ingeniería de
    microondas/milimétricas tiene que ver con todos aquellos
    dispositivos, componentes y sistemas que trabajen en el rango
    frecuencial de 300 MHz a 300 GHz. Debido a tan amplio margen de
    frecuencias, tales componentes encuentran aplicación en
    diversos sistemas de comunicación. Ejemplo típico
    es un enlace de Radiocomunicaciones terrestre a 6 GHz en el cual
    detrás de las antenas emisora y receptora, hay toda una
    circuitería capaz de generar, distribuir, modular,
    amplificar, mezclar, filtrar y detectar la señal. Otros
    ejemplos lo constituyen los sistemas de comunicación por
    satélite, los sistemas radar y los sistemas de
    comunicación móviles, muy en boga en nuestros
    días.

    La tecnología de semiconductores,
    que proporciona dispositivos activos que
    operan en el rango de las microondas, junto con la
    invención de líneas de transmisión planares;
    ha permitido la realización de tales funciones por
    circuitos híbridos de microondas.

    En estos circuitos, sobre un determinado sustrato se
    definen las líneas de transmisión necesarias.
    Elementos pasivos (condensadores,
    resistencias)
    y activos (transistores,
    diodos) son
    posteriormente incorporados al circuito mediante el uso de pastas
    adhesivas y técnicas
    de soldadura. De
    ahí el nombre de tecnología híbrida de
    circuitos
    integrados (HMIC: "Hibrid Microwave Integrated Circuit").
    Recientemente, la tecnología monolítica de
    circuitos de microondas (MMIC), permite el diseño de
    circuitos/subsistemas capaces de realizar, muchas de las
    funciones mencionadas anteriormente, en un sólo "chip".
    Por las ventajas que ofrece ésta tecnología, su
    aplicación en el diseño de amplificadores para
    receptores ópticos, constituye un campo activo de investigación y desarrollo.

    El diseño de circuitos de microondas en ambas
    tecnologías, ha exigido un modelado preciso de los
    diferentes elementos que forman el circuito. De especial
    importancia son los dispositivos activos (MESFET, HEMT, HBT);
    pues conocer su comportamiento
    tanto en pequeña señal como en gran señal
    (régimen no lineal), es imprescindible para poder predecir
    la respuesta de un determinado circuito que haga uso de
    él. El análisis, modelado y simulación
    de éstos dispositivos, constituye otra de las áreas
    de trabajo

    Materiales en comunicaciones

    La utilización de nuevos materiales con
    altas prestaciones
    es uno de los pilares del avance espectacular de las
    tecnologías de la información y comunicaciones. El
    desarrollo de aplicaciones basadas en sus propiedades requiere un
    profundo conocimiento
    previo de éstas. En particular, el descubrimiento de
    superconductividad en óxidos cerámicos
    multimetálicos a temperaturas superiores a 77 K
    (superconductores de alta temperatura,
    SAT) puede permitir del desarrollo práctico de algunas
    aplicaciones de la superconductividad económicamente
    inviables con los superconductores clásicos. Sin embargo,
    la gran complejidad de los SAT y su naturaleza
    granular dificultan la puesta en marcha de aplicaciones de los
    mismos de forma inmediata, a pesar del gran esfuerzo investigador
    que en este campo se está realizando en los países
    avanzados. En concreto, en
    nuestro grupo se ha trabajado en la caracterización
    experimental y modelado fenomenológico de las propiedades
    electromagnéticas de superconductores de alta temperatura
    crítica, incidiendo especialmente en las implicaciones de
    la granularidad, y en el desarrollo de aplicaciones de los mismos
    en magnetometría y en cintas para el transporte de
    corriente sin pérdidas. Por otra parte, en relación
    con las aplicaciones de la superconductividad clásica, se
    ha trabajado en la implementación en España de
    los patrones primarios de tensión (efecto Josephson) y
    resistencia
    (efecto Hall cuántico), en colaboración con
    grupos
    nacionales y extranjeros especializados en metrología
    eléctrica básica. Por último, también
    se ha colaborado con otros grupos de investigación en la
    caracterización electromagnética de materiales de
    interés
    tecnológico, como imanes permanentes o aceros
    estructurales

    TRANSMISIÓN SIN CABLES

      INTRODUCCIÓN

    Cuando se piensa en comunicación de datos
    generalmente se piensa en comunicación a través de
    cable, debido a que la mayoría de nosotros tratamos con
    este tipo de tecnología en nuestro día a
    día. Haciendo a un lado las complicadas redes cableadas
    también tenemos la llamada COMUNICACIÓN
    INALÁMBRICA muy comúnmente a nuestro
    alrededor.

    La Comunicación de data inalámbrica en la
    forma de microondas y enlaces de satélites son usados para
    transferir voz y data a larga distancia. Los canales
    inalámbricos son utilizados para la
    comunicación digital cuando no es
    económicamente conveniente la conexión de dos
    puntos vía cable; además son ampliamente utilizados
    para interconectar redes locales (LANS) con sus homologas redes
    de área amplia (WANS) sobre distancias moderadas y
    obstáculos como autopistas, lagos, edificios y
    ríos. Los enlaces vía satélite permiten no
    solo rebasar obstáculos físicos sino que son
    capaces de comunicar continentes enteros, barcos, rebasando
    distancia sumamente grandes.

    Los sistemas de satélites y de microondas
    utilizan frecuencias que están en el rango de los MHz y
    GHz, usualmente utilizan diferentes frecuencias para evitar
    interferencias pero comparten algunas bandas de
    frecuencias.

      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.

    El factor limitante de la propagación de la
    señal en enlaces microondas es la distancia que se debe
    cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta
    distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que
    se debe señalar es que en estos enlaces, el camino entre
    el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima
    sobre los obstáculos en la vía, para compensar este
    efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.

      ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS

    La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser
    incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y
    redireccionan la señal, es importante destacar que los
    obstáculos de la señal pueden ser salvados a
    través de reflectores pasivos. Las siguientes figuras
    muestran como trabaja un repetidor y como se ven los reflectores
    pasivos.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    La señal de microondas transmitidas es
    distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor hasta
    el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por
    una perdida de poder dependiente a la distancia, reflexión
    y refracción debido a obstáculos y superficies
    reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.

    La siguiente es una lista de frecuencias utilizadas por
    los sistemas de microondas:

    Common Carrier Operational Fixed

    2.110 2.130 GHz

    1.850  1.990 GHz

    2.160  2.180 GHz

    2.130 2.150 GHz

    3.700 4.200 GHz

    2.180  2.200 GHz

    5.925  6.425 GHz

    2.500  2.690 GHz

    10.7  11.700 GHz

    6.575  6.875 GHz

    12.2  12.700 GHz

    Debido al uso de las frecuencias antes mencionadas
    algunas de las ventajas son:

            
    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.

            
    Ora ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24
    GHz.

    Como todo en la vida, el uso de estas frecuencias
    también posee desventajas:

    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.

      COMUNICACIÓN POR
    SATÉLITE

    Básicamente, los enlaces satelitales son iguales
    a los de microondas excepto que uno de los extremos de la
    conexión se encuentra en el espacio, como se había
    mencionado un factor limitante para la comunicación
    microondas es que tiene que existir una línea recta entre
    los dos puntos pero como la tierra es esférica esta
    línea se ve limitada en tamaño entonces, colocando
    sea el receptor o el transmisor en el espacio se cubre un
    área más grande de superficie.

    El siguiente gráfico muestra un
    diagrama
    sencillo de un enlace vía satélite, nótese
    que los términos UPLINK y DOWNLINK aparecen en la figura,
    el primero se refiere al enlace de la tierra al satélite y
    la segunda del satélite a la tierra.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Las comunicaciones vía satélite poseen
    numerosas ventajas sobre las comunicaciones terrestres, la
    siguiente es una lista de algunas de estas ventajas:

            
    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:

            
    El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK esta alrededor de un
    cuarto de segundo, o de medio segundo para una señal de
    eco.

            
    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.

    Los satélites de comunicación están
    frecuentemente ubicados en lo que llamamos Orbitas
    Geosincronizadas, lo que significa que el satélite
    circulará la tierra a la misma velocidad en que esta rota
    lo que lo hace parecer inmóvil desde la tierra. Un a
    ventaja de esto es que el satélite siempre esta a la
    disposición para su uso. Un satélite para estar en
    este tipo de órbitas debe ser posicionado a 13.937,5 Kms.
    de altura, con lo que es posible cubrir a toda la tierra
    utilizando solo tres satélites como lo muestra la
    figura.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    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).

    1. 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, las m. Exigen un tratamiento
    particular que no es extrapolable de ninguno de los métodos de
    trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que
    limita. Estos dos límites lo
    constituyen la radiofrecuencia y el infrarrojo lejano. En
    radiofrecuencia son útiles los conceptos de circuitos con
    parámetros localizados, debido a que, en general, las
    longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes de los
    dispositivos, pudiendo así, hablarse de autoinducciones,
    capacidades, resistencias, etc., debido que no es preciso tener
    en cuenta la propagación efectiva de la onda en dicho
    elemento; por el contrario, en las frecuencias superiores a las
    de m. son aplicables los métodos de tipo ÓPTICO,
    debido a que las longitudes de onda comienzan a ser despreciables
    frente a las dimensiones de los dispositivos.

    El método de análisis más general y
    ampliamente utilizado en m. consiste en la utilización del
    campo electromagnético caracterizado por los vectores (E, B, D
    y H en presencia de medios
    materiales), teniendo en cuenta las ecuaciones de
    MAXWELL (v), que rigen su comportamiento y las condiciones de
    contorno metálicos son muy frecuentes a estas frecuencias,
    cabe destacar que, p.ej, el campo E es normal y el campo H es
    tangencial en las proximidades externas de un conductor. No
    obstante, en las márgenes externas de las m. se utilizan
    frecuentemente los métodos de análisis
    correspondientes al rango contiguo del espectro; así, a
    frecuencias elevadas m. son útiles los conceptos de RAYO,
    LENTE, etc., ampliamente utilizados en óptica,
    sobre todo cuando la propagación es transversal
    electromagnética, (TEM, E y B perpendiculares entre
    sí y a la dirección de propagación) en el
    espacio libre. Por otro lado, a frecuencias bajas de m,
    colindantes con las radiofrecuencias, es útil la teoría
    de circuitos con parámetros distribuidos, en la que toma
    en cuenta la propagación efectiva que va a tener la onda
    en un elemento cualquiera. Así, un trozo de cable
    metálico, que en baja frecuencia representa simplemente un
    corto circuito que sirve para efectuar una conexión entre
    elementos, dejando equipotenciales los puntos que une, a alta
    frecuencia un sistema cuya frecuencia, por efecto peculiar, puede
    no ser despreciable y cuya autoinducción puede causar una
    impedancia que sea preciso tomar en cuenta. Entonces es preciso
    representar este cable a través de su impedancia
    (resistencia y autoinducción) por unidad de
    longitud.

    También en la parte de instrumentación experimental,
    generación y transmisión de m, estas tienen
    peculiaridades propias que obligan a utilizar con
    características diferentes a los de los rangos de
    frecuencias vecinos. Respecto a limitaciones que impiden su
    funcionamiento a frecuencias de m., como a continuación
    esquematizamos.

    Las líneas de baja frecuencia son usualmente
    ABIERTAS, con lo cual, si se intenta utilizar a frecuencias
    elevadas, automáticamente surgen problemas de
    radiación de la energía electromagnética;
    para superar este inconveniente es necesario confirmar los campos
    electromagnéticos, lo que normalmente se efectúa
    por medio de contornos metálicos; así, los sistemas
    de transmisión usuales a m. son, o bien lineas coaxiales,
    o bien, en general, guías de onda continuadas por
    conductores abiertos o tuberías. En este sentido es
    ilustrativo ver la evolución de un circuito resonante LC
    paralelo de baja frecuencia hacia una cavidad resonante, que es
    circuito equivalente en m. Como a alta frecuencia las
    inductancias y capacidades (ELECTROSTÁTICA; INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA), cobran
    gran importancia, por pequeñas que sean, un circuito
    resonante para frecuencias RELATIVAS ALTAS puede ser
    sencillamente dos placas paralelas y una espira uniendo ambas
    placas; es para reducir aún más la inductancia se
    ponen varias espiras en paralelo, se llega a obtener una
    región completamente cerrada por paredes
    conductoras.

    La energía electromagnética solo puede
    almacenarse en una cavidad a frecuencias próximas a las
    denominadas de resonancia de la misma, las cuales dependen
    fndamentalmente de su geometría;
    los campos anteriores penetran solo en una capa delgada de las
    paredes metálicas siendo el espesor ô, de esta capa,
    denominada profundidad de penetración, dependiente de la
    frecuencia y de la conductividad del material que constituya a la
    cavidad a través de la expresión ô= 2/WUO,
    donde W,U y son respectivamente la frecuencia de la onda, la
    permeabilidad magnética y conductividad del material
    (ELÉCTRICA, CONDUCCIÓN, ELECTROMAGNETISMO) así, para los siguientes
    metales:
    aluminio, oro,
    cobre y plata,
    los valores de
    ô a 3Ghz son respectivamente de 1,6, 1,4, 1,2 y 1,4 u. De
    esta forma es fácil comprender que la energía
    disipada en las cavidades, si éstas están hechas
    por buenos conductores, es pequeña, con lo cual las Q, o
    factores de mérito de las cavidades resonantes Q =2
    ƒƒ (energía almacenada)/(energía disipada
    por ciclo), suelen estar en orden de 10 ^4, pudiendo alcanzar
    valores mas
    elevados. Por otra parte el pequeño valor de ô
    permite fabricar guías de excelente calidad con un
    simple recubrimiento interior de buen material conductor,
    (plateado o dorado).

    La utilización en m, de las válvulas
    de vacío convencionales, como amplificadores osciladores,
    esta limitada, por una parte, por el tiempo de tránsito de
    los electrones en el interior de la válvula y, por otra,
    por las inductancias y por las capacidades asociadas al cableado
    y los electrodos de la misma.

    El tiempo de tránsito al hacerce comparable con
    el período de las oscilaciones, da lugar a que haya un
    defase entre el campo y las oscilaciones de los electrones; esto
    implica un consumo de
    energía que disminuye la impedancia de entrada de la
    válvula, aunque su rejilla, polarizada negativamente, no
    capte electrones. Las inductancias y capacidades parásitas
    causan efectos de resonancia y acople interelectrónico que
    también conducen a una limitación obvia.

    Son muchas las modificaciones sugeridas y utilizadas
    para superar estos inconvenientes, basándose en los mismos
    principios de funcionamiento, pero, a frecuencias ya de lleno en
    el rango de las m., tanto los circuitos de válvulas como
    los semiconductores trabajan según una concepción
    completamente diferente a los correspondientes de la baja
    frecuencia.  

    MODULACION EN MICROONDAS

    Los generadores de microondas son generadores
    críticos en cuanto a la tensión y la corriente de
    funcionamiento.

    Uno de los medios es no actuar sobre el generador o
    amplificador pero si utilizar un dispositivo diodo pin en la
    guía de salida, modulada directamente la amplitud de la
    onda.

    Otro medio es utilizar un desfasador de ferrita y
    modular la onda en fase. En este caso es fácil obtener
    modulación en frecuencia a través del siguiente
    proceso:

    En una primera etapa, se modula en FM una portadora de
    baja frecuencia, por ejemplo 70 Mhz.

    En una segunda etapa, esta portadora modulada es
    mezclada con la portadora principal en frecuencia de Ghz, por
    ejemplo 10 Ghz.

    Un filtro de frecuencias deja pasar la frecuencia suma,
    10070 Mhz con sus bandas laterales de 3 Mhz y por lo tanto la
    banda pasante será de 10067 a 10073 Mhz que es la
    señal final de microondas.

    En el receptor se hace la mezcla de esta señal
    con el oscilador local de 10 Ghz seguido de un filtro que
    aprovecha la frecuencia de diferencia 70 Mhz la cual es
    amplificada y después detectada por las técnicas
    usuales en FM.  

    VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS
    CON LOS SISTEMAS DE LÍNEA METÁLICA

            
    Volumen de
    inversión generalmente mas
    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.

      DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS
    COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LÍNEA
    METÁLICA

            
    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.  

    ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR
    MOCROONDAS

      EQUIPOS

    Un radioenlace esta constituido por equipos terminales y
    repetidores intermedios. La función de los repetidores es
    salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura
    terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte
    óptico. La distancia entre repetidores se llama
    vano.

    Los repetidores pueden ser:

            
    Activos

            
    Pasivos

    En los repetidores pasivos o reflectores.

            
    No hay ganancia

            
    Se limitan a cambiar la dirección del haz
    radielectrónico.  

    PLANES DE FRECUENCIA – ANCHO DE BANDA EN UN
    RADIOENLACE POR MICROONDAS

    En una estación terminal se requieran dos
    frecuencias por radiocanal.

            
    Frecuencia de emisión

            
    Frecuencia de recepción

    Es una estación repetidora que tiene como
    mínimo una antena por cada dirección, es
    absolutamente necesario que las frecuencias de emisión y
    recepción estén suficientemente separadas, debido
    a:

    1.       La gran
    diferencia entre los niveles de las señales emitida y
    recibida, que puede ser de 60 a 90 dB.

    2.       La necesidad de
    evitar los acoples entre ambos sentidos de
    transmisión.

    3.       La directividad
    insuficiente de las antenas sobre todas las ondas
    métricas.

    Por consiguiente en ondas métricas (30-300 Mhz) y
    decimétricas (300 Mhz – 3 Ghz), conviene utilizar cuatro
    frecuencias (plan de 4
    frecuencias).

    En ondas centimétricas, la directividad es mayor
    y puede emplearse un plan de 2 frecuencias.  

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Plan de 4 Frecuencias

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar"

    Plan de 2 Frecuencias

      2. GENERACIÓN DE
    MICROONDAS

    Quizás fue el MAGNETRON, como generador de m. De
    alta potencia, el dispositivo que dio pie al desarrollo a gran
    escala de las m.,
    al abrir paso a la utilización de sistemas de radar
    durante la II Guerra Mundial;
    sin embargo, fueron KLYSTRONS, los que dieron una mayor
    versatilidad de utilización de las m., sobre todo en el
    campo de las comunicaciones, permitiendo además una mayor
    comprensión de los fenómenos que tiene en lugar los
    tubos de m. El principio básico de funcionamiento de estos
    generadores es la modulación de velocidad de un haz
    electrónico que al atravesar una cavidad resonante, excita
    en ella oscilaciones electromagnéticas de la frecuencia de
    m, deseada. El estudio de los KLYSTRONS obligó a un amplio
    desarrollo desde los fenómenos de carga espacial, la
    interpretación de la operación de los
    tubos

    Sin embargo, fue el desarrollo de otro tipo de
    válvulas, las de ONDA PROGRESIVA (TWT, Travelling-Wave
    Tube); siglas de ésta clase de tubos, las que dieron lugar
    a una mejor compresión de los fenómenos que tienen
    lugar en los haces electrónicos, sobre todo en lo que
    respecta a las ondas electromecánicas, daban lugar a
    amplificación o generación de m. Para que este
    acoplamiento sea efectivo es preciso reducir la velocidad de fase
    de la onda electromagnética lo cual se hace mediante
    estructuras periódicas de entre las cuales la más
    utilizada es la hélice; de esta forma es posible mantener
    una iteración continuada entre la onda
    electromagnética y el haz electrónico, modulado en
    velocidad, y consecuentemente en densidad, que va
    cediendo su energía, digamos cinética, a la onda
    electromagnética. Posteriormente también se
    desarrollo el tubo de onda regresiva (BWO< Backward- wave
    oscillator), en el cual la velocidad de fase de la onda va en
    dirección opuesta al flujo de energía en el
    circuito, que ofrecí a, además, una mayor amplitud
    de sintonía en frecuencia mediante control
    electrónico.

    Los dispositivos anteriores se basan en la
    conversión de energía de continuidad en la
    energía de m, mientras que los amplificadores
    paramétricos (AMPLIFICADOR, 8) utilizan como fuente de
    energía una de alterna que convierten, por un procedimiento de
    mezcla, en la de alta frecuencia deseada. En lugar de utilizar
    como elemento resistivo, utilizan un elemento reactivo, como
    puede ser un diodo de capacidad variable, y de aquí el
    bajo nivel de ruido que se puede lograr. Un fundamento
    análogo tienen los amplificadores cuánticos MASER.
    Son estos amplificadores de bajo nivel de ruido los que han
    abierto un gran campo de operación en
    radioastronomía, así como las intercontinentales
    vía satélite etc.

    Un problema conserniente al desarrollo de las m, lo ha
    constituido hasta ahora el precio elevado
    de los generadores; ha sido el decubrimiento de los osciladores a
    semiconductores el que a abaratado, va camino de hacerlo aun
    más, dichos generadores, con el cual el campo de
    aplicaciones de las m.

    Está creciendo a un nivel tal que impide predecir
    las repercusiones futuras, que incluso pueden ser negativas.
    Estos dispositivos también tienen una concepción
    diferente a los usuarios de baja frecuencia esencial en que en
    los de baja frecuencia los electrones del semiconductor son
    TIBIOS en el sentido que sus energías no difieren
    grandemente de la red del material, mientras que en los de m. Los
    electrones son CALIENTES, con energías eléctricas
    adquiridas de campos eléctricos elevados, que pueden ser
    muy superiormente a energía de m.

    El primero de estos dispositivos se basó en el
    denominado efecto GUNN que se presenta en semiconductores
    compuestos, como el arseniuro de galio, material en el fue
    inicialmente detectado, y desde entonces se han descrito muchos
    dispositivos, algunos basados en fenómenos
    bulímicos en el semiconductor, como los gunn, y otros
    fenómenos que tienen lugar en uniones de
    semiconductores.

      TRANSMISIÓN DE
    MICROONDAS

    Un sistema en el que se utilizan localmente las m.
    Constará fundamentalmente de un generador y de un medio de
    transmisión de la onda hasta la carga; en caso contrario,
    tendremos necesidad de un sistema emisor y otro receptor, estando
    el emisor compuesto por los elementos anteriormente citados,
    donde la carga será una antena emisora, mientras que el
    receptor será otra antena, medio de transmisión y
    detector adecuado.

    Además de estos elementos existirán otras
    componentes como pueden ser atenuadores, desfasadores,
    frecuencimetros, medidores de onda estacionaria, etc.; nosotros
    nos vamos a circunscribir fundamentalmente a la guía de
    onda, como elemento fundamental de transmisión a
    éstas frecuencias.

    Como ya se ha citado, la guía de onda es esencia
    una tubería metálica, a través de la cual se
    propaga el campo electromagnético sin prácticamente
    atenuación, dependiendo esta del material de que la misma
    esté fabricada; así, a una frecuencia determinada,
    y para una geometría concreta, la atenuación
    será tanto menor cuanto mejor conductor sea el material. A
    diferencia de lo que ocurre en el medio libre, en el que el haz
    de ondas electromagnéticas es mas o menos divergente y sus
    campos transversales electromagnéticos (ondas TEM, ya
    citadas), en una guía el campo esta confinado en su
    interior, evitándose la radiación hacia el
    exterior, y sus campos ya no pueden ser TEM sino que han de hacer
    necesariamente del tipo TE (campo electrónico transversal
    a la dirección de propagación), o bien TM (campo
    magnético transversal) o bien híbridos, es
    decir, mezcla de TE y TM.

    La configuración de la geometría, tipo de
    excitación de la guía y frecuencia, ocurriendo
    además que ciertas configuraciones de campo, denominadas
    modos, solo son posibles a frecuencias superiores a una
    determinada, denominada frecuencia de corte, existiendo un modo
    de propagación de dichos campos, el modo fundamental, que
    posee la frecuencia de corte mínima. Por debajo de esta
    frecuencia la guía no propaga la energía
    electromagnética.

      APLICACIONES DE LAS MICROONDAS

    Sin duda podemos decir que el campo mas valioso de
    aplicación de las m. es el ya mencionado de las
    comunicaciones, desde las que pudiéramos denominar
    privadas, pasando por las continentales e intercontinentales,
    hasta llegar a las extraterrestres.

    En este terreno, las m. actúan generalmente como
    portadoras de información, mediante una modulación
    o codificación apropiada. En los sistemas de radar, cabe
    citar desde los empleados en armamento y navegación, hasta
    los utilizados en sistemas de alarma; estos últimos
    sistemas suelen también basarse en efecto DOPPLER o en
    cambios que sufre la razón de onda estacionaria (SWR) de
    una antena, pudiendo incluso reconocerse la naturaleza del
    elemento de alarma. Sistema automático de puertas, medida
    de velocidad de vehículos, etc.

    Otro gran campo de aplicación es el que se
    pudiera denominar científico. En radioastronomía
    ocurre que las radiaciones extraterrestres con frecuencia
    comprendidas entre 10 Mhz y 10Ghz pueden atravesar el filtro
    impuesto por
    la atmósfera y llegar hasta
    nosotros.

    Entre estas radiaciones están algunas de tipo
    espectral, como la línea de 1420 OH, y otras de tipo
    continuo debidas a radiación térmica,
    emisión giromagnética, sincrotónica, etc. La
    detección de estas radiaciones permite obtener
    información de la dinámica y constitución del universo. En el
    estudio de los materiales (eléctricos, magnéticos,
    palmas) las m. se pueden utilizar bien para la
    determinación de parámetros macroscópicos,
    como son la permitividad eléctrica y la permeabilidad
    magnética, bien para el estudio directo de la estructura
    molecular de la materia mediante técnicas
    espectroscópicas y de resonancia.

    En el campo médico y biológicose utilizan
    las m. Para la observación de cambios fisiológicos
    significativos de parámetros del sistema
    circulatorio y respiratorio.

    Es imposible hacer una enumeración exhaustiva de
    aplicaciones que, aparte de las ya citadas, pueden ir desde la
    mera confección de juguetes hasta el controlar de procesos o
    funcionamiento de computadores ultra rápidos. Quizá
    el progreso futuro de las microondas. Esta en el desarrollo cada
    día mayor, de los dispositivos a estado
    sólido, en los cuáles se consigue una
    disminución de precio y tamaño que puede llegar a
    niveles insospechados; estos sistemas son la combinación
    de los generadores a semiconductores con las técnicas de
    circuiteria integrada, fácilmente adaptables a la producción en masa.

    Sin embargo no todo son beneficios; un crecimiento
    incontrolado de la utilización de las m, puede dar lugar a
    problemas no solo de congestión del espectro,
    interferencias, etc., sino también de salud humana; este
    último aspecto no está lo suficientemente
    estudiado, como se deduce del hecho de que los índices de
    peligrosidad sean marcadamente diferentes de unos países a
    otros.

      3. PROPAGACION DE MICROONDAS

    Las microondas ocupan una porción del espectro de
    frecuencias entre 1 y 300 Ghz que corresponde a 10 cm y mm
    respectivamente, en longitudes de onda. En la práctica son
    ondas del orden de 1 Ghz a 12 Ghz.

    La banda espectral de las microondas de divide en
    sub-bandas tal como se muestra en la tabla.

       

    FRECUENCIA (GHz)

    LONGITUD DE ONDA APROXIMADA (Cm)

    S

    1.5 A 8

    10

    X

    8 A 12.5

    3

    K

    12.5 A 40

    1.1

    Q

    40 A 50

    0.8

    Sub-bandas en las que se divide la banda espectral de
    las microondas.

    Los sistemas de microondas son usados en enlaces de
    televisión, en multienlaces telefónicos y general
    en redes con alta capacidad de canales de
    información.

    Las microondas atraviesan fácilmente la ionosfera
    y son usadas también en comunicaciones por
    satélites.

    La longitud de onda muy pequeña permite antenas
    de alta ganancias.

    Como el radio de fresnel es relativamente
    pequeño, la propagación se efectúa como en
    el espacio libre.

    Si hay obstáculos que obstruyan el radio de
    fresnel, la atenuación es proporcional al
    obstáculo.

    De la ecuación se obtiene la atenuación
    Pr/Pt en enlaces espaciales

      Pr/Pt (dB) = Gt (dB) + Gr (dB) +20 log h (m) – 22
    – 20 log r (Km)

      donde r es la distancia del enlace, h es la
    longitud de onda Gt Y Gr son las ganancias del transmisor y del
    receptor receptivamente.

    A la atenuación en espacio libre se le agregan
    algunos valores de atenuación debido a
    obstáculos:

            
    6 dB: Incidencia restante.

            
    40 dB: Bloqueo total del haz.

    La atenuación puede variar de 6 a 20 dB
    dependiendo del tipo de superficie que provoca la
    difracción. Así:

            
    6 dB: Para una difracción en filo de cuchilla, con
    incidencia resante.

            
    20 dB: Difracción con incidencia resante en
    obstáculo mas redondeado como terreno ligeramente ondulado
    o agua que sigue
    la curvatura de la tierra.

    En condiciones desfavorables las perdidas por
    reflexión pueden ser de hasta 50 db (propagación
    sobre mar).

    Si la superficie es rugosa se consideran despreciables
    las perdidas por reflexión.

    La temperatura efectiva de ruido Te del circuito
    receptor, referida a los terminales de entrada y la cifra de
    ruido o (factor de ruido) F de un circuito están
    relacionados de la siguiente forma:

    F = 1 + Te/To

      F es la razón de la potencia de ruido real
    de salida (al conectar en un generador de temperatura normalizado
    de To=290^oK) y la potencia de ruido de salida que
    existiría para la misma entrada, si el circuito no tuviera
    ruidos propios.

    Por tanto, se nota que

      F = 1 o 0 dB corresponde a Te = 0^K

      F = 2 o 3 dB corresponde a Te = 290^oK,
    etc.

        UTILIZACIÓN DE MICROONDAS EN
    COMUNICACIONES ESPACIALES

    Los satélites artificiales han extendido el
    alcance de la línea de propagación y han hecho
    posible la transmisión transoceánica de microondas
    por su capacidad de admitir anchas bandas de frecuencias. La
    línea de transmisión puede extenderse por uno de
    los distintos medios existentes.

    El satélite en forma de globo de plástico
    metalizado exteriormente puede ser empleado como reflector
    pasivo, en cuyo caso no se necesita equipo alguno en el
    satélite. Se ha estimado que veinticuatro de tales
    reflectores pasivos en órbitas polares establecidas al
    azar alrededor de unos 5000 kilómetros permitirían
    una transmisión transatlántica que solo se
    interrumpiría menos de 1% del tiempo.

    Como segunda posibilidad, el satélite puede
    emplearse como un receptor activo en microondas, retransmitiendo
    la señal que recibe, bien instantáneamente o tras
    un almacenaje hasta que el este próximo a la
    estación receptora. En este último caso la
    capacidad del canal queda limitada.

    Con el satélite en una órbita
    próxima es decir, inferior a 8000 kilómetros, la
    pérdida de transmisión es moderada, pero las
    estaciones terrestres deben tener antenas capaces de explotar
    casi de horizonte a horizonte. Si el satélite se
    sitúa en una órbita ecuatorial de veinticuatro
    horas parecerá como si tuviera fijo sobre algún
    punto del ecuador, darían una cobertura mundial. Con el
    satélite fijo en su posición respecto a la tierra y
    estabilizado en su orientación pueden emplearse antenas
    grandes y relativamente económicas para las estaciones
    terrestres, pudiéndose emplear en el satélite una
    antena con una directividad modesta.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Satélite artificial en
    órbita circular. r =42000 Km

      desconectado el radio terrestre Rt= 6370 Km se ve
    que la altura sobre el suelo del
    satélite será aproximadamente igual a 36000 Km que
    es la órbita de clark.

    Los piases de la zona tropical y templada usan los
    satélites estacionarios.

    Los países en zonas mas alejadas del ecuador son
    forzados a incluir la órbita en relación con el
    ecuador y prescindir así del sincronismo perfecto, por que
    el desplazamiento del satélite es lento con
    relación a la tierra.

    Como el satélite no debe cargar grandes masas, la
    potencia de su transmisor es reducida y su antena es
    relativamente pequeña. Sus ondas deben atravesar la
    ionosfera terrestre, de ahí el uso de microondas para
    conseguir altísimas ganancias en las antenas terrestres
    son parabólicas de grandes dimensiones, aproximadamente
    igual a 30 m de diámetro con ganancia de 60 dB en 2
    Ghz.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" 

      Los enlaces se hacen básicamente entre
    puntos visibles es decir, puntos altos de la topografía.

    Cualquiera que sea la magnitud del sistema de
    microondas, para funcionamiento correcto es necesario que los
    recorridos entre enlaces tengan una altura libre adecuada para la
    propagación en toda época del año, tomando
    en cuenta las variaciones de las condiciones atmosféricas
    de la región.

    Para poder calcular las alturas libres debe conocerse la
    topografía del terreno, así como la altura y
    ubicación de los obstáculos que puedan existir en
    el trayecto.

    Antes de hacer mediciones en el terreno puede ser
    necesario estudiar los planos topográficos de la zona. Por
    lo general el estudio minucioso de los mapas y de los
    planos facilita las labores, sobre todo en sistema extensos con
    gran numero de repetidoras y donde existe una gran variedad de
    rutas posibles. Por proceso de eliminación y de selección
    ha de llegarse a la escogencia de la ruta más
    favorable.

    Sobre un mapa de la región en escalas del orden
    de 1:10000, 1: 100000 o 1: 200000, se escogen estaciones
    separadas de 10 a 50 Km

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

      Una vez escogidos los sitios de ubicación
    propuestos para las torres de las antenas, y habiéndose
    determinado la elevación del terreno comprendido entre
    dichos sitios, se prepara un diagrama de perfiles.

    En la mayoría de los casos solo es necesario los
    perfiles de los obstáculos y de sus alrededores, donde
    pueda obstruirse la línea visual.

    Las señales de radiotransmisión en las
    frecuencias de microondas generalmente se propagan en
    línea recta en la forma de un haz dirigido de un punto a
    otro. Sin embargo, el haz puede desviarse o curvarse hacia la
    tierra por efecto de la refracción de las ondas en la
    atmósfera. La magnitud de la curvatura se ha tenido en
    cuenta al calcular el factor K.

    Puede emplearse un perfil de trayecto dibujado sin
    mostrar la curvatura de la tierra, y con el haz de microondas en
    línea recta entre las dos antenas. Dicho perfil representa
    el caso en el cual la curvatura del haz es igual a la del terreno
    y el radio de la tierra es infinito. Esta es una de las
    condiciones extremas que deben investigarse al estudiar el efecto
    de las condiciones atmosféricas anormales sobre la
    propagación de las microondas. Sobre el mismo
    gráfico se dibujan los recorridos del haz para otros
    posibles valores de K entre ellos el normal que es 4/3. El
    trazado de las curvas con diversos valores de K se hace con
    plantillas normalizadas. Traza el elipsoide de fresnel para
    verificar si ocurre obturación.

    Determinando el perfil del terreno sobre el que se
    propaga el haz, se estudiará el margen de este con
    relación al obstáculo mas prominente. Dicho margen
    hay que compararlo con el radio de la n-esima zona abscisa o,
    esta dado por la ecuación

    Rfn = Ö nhd1d2/d1+d2,m

      donde :

    Rfn = Radio de la n-esima zona de fresnel
    en metros.

    h = Longitud de onda en
    metros.

    d1 = Distancia del transmisor al punto
    considerado en metros.

    d2 = Distancia del punto considerado al
    receptor en metros.

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

      A partir del mapa de la región se traza en
    un papel 4/3 el
    perfil del terreno a lo largo de la trayectoria de
    estación a estación.

    Ordinariamente, el margen sobre obstáculos se
    refiere al radio d la primera zona de fresnel; si el cociente
    correspondiente se lleva en abscisas en le gráfico, en
    coordenadas se obtendrá la influencia sobre la intensidad
    de campo. Se tiene las condiciones correspondientes a
    propagación en el espacio libre cuando al margen sobre
    obstáculos es 0.6 veces el radio de la primera zona de
    fresnel. Este es el criterio que se sigue en presencia de
    obstáculos para determinar la viabilidad de un
    enlace.

    intervalo -3 <p/ Rf <1

      Abscisa: margen sobre obstáculos/radio
    primera zona de fresnel. B. interpretaciones del margen sobre
    obstáculos

    p >0 y p < o

      La Figura muestra dos interpretaciones existentes
    para el margen sobre obstáculos p.

      La siguiente es una formula empírica para
    pérdidas por obstáculo.

    Po(dB) = 12 P/ Rf – 10

      la ecuación anterior es válida en
    el intervalo – 3 < P/Rf < 1

      Hay momentos en que la distribución de la densidad de la
    atmósfera cambia y la trayectoria se hace mas restante y
    pasa a sufrir obstrucción, se debe incluir en los
    cálculos una pérdida adicional de 3 dB.

    Poniendo en funcionamiento tal enlace, la
    transmisión con atmósfera normal no tendrá
    la perdida de 3 dB, solo surge en momentos desfavorables y ya
    está incluida en el diseño.

     Luego se calcula la atenuación con la
    ecuación ( )

    Pr / Pt = Gt Ar / 4 TT r²

    de la ecuación ( ) se
    tiene

    Ar = Gr h² / 4 TT

    Sustituyendo la ecuación ( ) en la
    ( ) se obtiene la ecuación ( )

    Pr / Pt = Gt Gr h² / (4 TT r

      donde los parámetros son los mismos que se
    dieron anteriormente.

      Expresado en dB la ecuación ( ) se tiene
    la ecuación ( )

      Pr / Pt (dB) = 10 log Pr / Pt = Gt (dB) + Gr (dB)
    + 20 log h – 20 log r – 22

      Sobre un terreno liso el alcance D de la
    radiación depende de la altura de la antena h.
    Entonces:

    D (km) = 4 Ö h (m)

      El problema de las reflexiones interferentes es
    prácticamente inexistente ya que, para las ondas
    centimétricas todo terreno es áspero y no da buena
    reflexión según el criterio de Rayleigh.

    El único caso peligroso es cuando existe un
    espejo de aguas mansas como un lago, bahía
    orio.

      4. ANOMALÍAS DE PROPAGACION EN
    MICROONDAS

    El gradiente del índice de refracción o
    factor K que corresponde al radio eficaz de la tierra se define
    como el grado y la dirección de la curvatura que describe
    el haz de microondas durante su propagación

    K = R’ / Rt

      Donde Rt es el radio real terrestre y R"es el
    radio de la curvatura ficticia de la tierra.

      Cualquier variación del índice de
    refracción provocada por la alteración de las
    condiciones atmosféricas, se expresa como un cambio del
    factor K.

    En condiciones atmosféricas normales, el valor de
    K varia desde 1.2 para regiones elevadas y secas (o 4/3 en onzas
    mediterráneas), hasta 2 o 3 para zonas costeras
    húmedas.

    Cuando K se hace infinito, la tierra aparece ante el haz
    como perfectamente plana, ya que su curvatura tiene exactamente
    el mismo valor que la terrestre.

    Si el valor de K disminuye a menos de 1, el haz se curva
    en forma opuesta a la curvatura terrestre. Este efecto puede
    obstruir parcialmente al trayecto de transmisión,
    produciéndose así una difracción.

    El valor de la curvatura terrestre para los distintos
    valores de K se calcula mediante la siguiente
    fórmula

    h = d1 d2 / 1.5 K

    donde

    h = Cambio de la distancia vertical desde una
    línea horizontal de referencia, en pies,

    d1 = Distancia desde un punto hasta uno de los extremos
    del trayecto, en millas.

    d2 = Distancia desde el mismo punto anterior hasta el
    otro extremo del trayecto, en

    millas.

    K = Factor del radio eficaz de la
    tierra.

    1ml = 1.61Km.

    1 pie = 0.3 m.

      Con excepción del desvanecimiento por
    efecto de trayectos múltiples, los desvanecimientos son
    fácilmente superables mediante:

      – Diversidad de espacio.

    – Diversidad de frecuencia.

    – Diversidad de polarización.

      La alteraciones del valor de K desde 1 hasta
    infinito ( Rango normal de K), tiene escasa influencia en el
    nivel de intensidad con que se reciben las señales, cuando
    el trayecto se ha proyectado en forma adecuada.

    Las anomalías de propagación ocurren
    cuando K es inferior a 1, el trayecto podría quedar
    obstruido y por lo tanto seria vulnerable a los fuertes
    desvanecimientos provocados por el efecto de trayectos
    múltiples.

    Cuando K forma un valor negativo, el trayecto
    podría resultar atrapado entre capas atmosféricas y
    en consecuencia seria susceptible a sufrir desvanecimiento
    total.

      DESVANECIMIENTO

    El desvanecimiento se debe normalmente a los cambios
    atmosféricos y a las reflexiones del trayecto de
    propagación al encontrar superficies terrestres o
    acuáticas.

    La intensidad del desvanecimiento aumenta en general con
    la frecuencia y la longitud de trayecto.

    En caso de transmisión sobre terreno accidentado,
    el desvanecimiento debido a propagación multrayecto es
    relativamente independiente del citado margen sobre
    obstáculo y en casos extremos tiende a aproximarse a la
    distribución de Rayleigh, es decir, la probabilidad de
    que el valor instantáneo del campo supere el valor R es
    :

     

    -R/R0

    P (R) = e

     

    En donde: Ro es el valor eficaz.

      En la figura se presentan valores típicos
    de desvanecimiento para trayectos con suficiente margen sobre
    obstáculos.

    Los tipos de desvanecimiento que influye sobre la
    contabilidad
    de la propagación en los sistemas de microondas son
    selectivos y no selectivos.

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar"

    Desvanecimiento en el peor mes para trayectos de 40 a 60
    Kms con visibilidad y margen sobre obstáculos de 15 a 30
    m.

      5. CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE
    RADIOTRANSMISION POR MICROONDAS

    Las normas de
    seguridad de
    funcionamiento de los sistemas de microondas han alcanzado gran
    rigidez. Por ejemplo, se utiliza un 99.98% de confiabilidad
    general en un sistema patrón de 6000 Km. de longitud, lo
    que equivale a permitir solo un máximo de 25 segundos de
    interrupción del año por cada enlace.

    Por enlace o radioenlace se entiende el tramo de
    transmisión directa entre dos estaciones adyacentes, ya
    sean terminales o repetidoras, de un sistema de microondas. El
    enlace comprende los equipos correspondientes de las dos
    estaciones, como así mismo las antenas y el trayecto de
    propagación entre ambas. De acuerdo con las
    recomendaciones del CCIR, los enlaces, deben tener una longitud
    media de 50 Km.

    Las empresas
    industriales que emplean sistemas de telecomunicaciones también hablan de una
    confiabilidad media del orden de 99.9999%, o sea un máximo
    de 30 segundos de interrupciones por año, en los sistemas
    de microondas de largo alcance.

    Los cálculos estimados y cómputos de
    interrupciones del servicio por
    fallas de propagación, emplean procedimientos
    parcial o totalmente empíricos. Los resultados de dichos
    cálculos generalmente se dan como tiempo fuera de servicio
    (TFS) anual por enlace o porcentaje de confiabilidad por
    enlace.

     

     

        

    jorge moscoso sanchez

     

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter
    Comments
    All comments.
    Comments