Este documento presenta una introducción a los sistemas de microondas y comunicaciones por microondas. Explica que las microondas son ondas electromagnéticas entre 0.3 y 300 GHz, aunque algunos estándares las definen desde 1 GHz. Describe un ejemplo de sistema de comunicaciones por satélite que transmite información de una estación terrestre a otra usando diferentes frecuencias para la transmisión y recepción para evitar retroalimentación. El satélite recibe la señal a 6 GHz y la transmite a 4 GHz hacia la otra estación terrestre

1. Conferencia 1.
Introducción a los sistemas de micro-ondas
Preparado por:
Prof. Jaime José Laracuente-Díaz, M.S.E.E., PE
Curso: TEEL 2013

2. ¿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.

3. 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

4. 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].

5. 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.
Espectro Electromagnético

6. Espectro Electromagnético

7. El largo de onda (λ)
• 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:
l = c
f
donde c es la constante de la velocidad de la luz, c = 3x10^8 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.

8. El largo de onda (λ)
• 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.

9. Ejemplo:
• Para una señal que viaja en el vacío, cuya
frecuencia es de 1 G[Hz], determine el largo
de onda.
Respuesta:
Dado
l = c
Por lo tanto
f
8
l = 3 x 10 m / s = 3
8 - 9 = - 1
=
10 3 10 0.3[ ]
1
9
1 10 /
x x m
x s

10. 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.

11. Para recordar…
• Recuerde:
– El campo eléctrico lo
asociamos con los
capacitores o
condensadores.
– El campo magnético lo
asociamos con los
inductores o solenoides.

12. Tomado del material preparado por el Dr. Ricardo Mediavilla para el
curso TEEL 4051
COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE
(EJEMPLO DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIONES POR MICROONDAS)

13. Microwave Communication Network

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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

18. Referencias
• http://en.wikipedia.org
• http://www.prtc.net/~rmediavi/TEEL%204051.htm