1. Microondas
Objetivo
Investigar todo lo referido a las microondas su funcionamiento y uso.
Analizar los tipos de micro ondas existentes y su aplicación.
Introducción
Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van
desde los 500 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de
microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente
pequeñas, de ahí el nombre de “micro” ondas. Así por ejemplo la longitud de onda de una señal
de microondas de 100 GHz es de 0.3 cm., mientras que la señal de 100 MHz, como las de
banda comercial de FM, tiene una longitud de 3 m. Las longitudes de las frecuencias de
microondas van de 1 a 60 cm., un poco mayores a la energía infrarroja.
Gran parte de los sistemas de comunicaciones establecidos desde mediados de las década de
1980 es de naturaleza digital y como es lógico transportan información en forma digital. Sin
embargo, los sistemas terrestres de radio repetidoras de microondas que usan portadores
moduladas en frecuencia (FM) o moduladas digitalmente ya sea en QAM ó en PSK, siguen
constituyendo el 35% del total de los circuitos de transporte de información en los Estados
Unidos. Existen una variedad de sistemas de microondas funcionando a distancias que varían
de 15 a 4000 millas, los sistemas de microondas de servicio intraestatal o alimentador se
consideran en general de corto alcance, por que se usan para llevar información a distancias

2. relativamente cortas, por ejemplo, hacer una radiocomunicación entre ciudades que se
encuentran en un mismo país e. Los sistemas de microondas de largo alcance son los que se
usan para llevar información a distancias relativamente mucho más largas, por ejemplo, en
aplicaciones de rutas interestatal y de red primaria. Las capacidades de lo sistemas de radio de
microondas van desde menos de 12 canales de banda de voz hasta más de 22000. Los
primeros sistemas tenían circuitos de banda de voz multiplexados por división de frecuencia, y
usaban técnicas convencionales, de modulación en frecuencia no coherente, los más
modernos tienen circuitos de banda de voz modulados por codificación de pulsos y
multiplexados por división de tiempo usan técnicas de modulación digital más modernas, como
la modulación de conmutación de fase (PSK) o por amplitud en cuadratura (QAM).
Marco teorico.
Microondas:
Torre de telecomunicaciones mediante microondas en Wellington Nueva Zelanda. El rango de
frecuencias de microondas es utilizada para transmisiones de televisión (500–900 MHz,
dependiendo de los países) o telefonía móvil (850–900 MHz y 1800–1900 MHz).
Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias
determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación
de 3 ns (3×10-9 s) a 3 ps (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. Otras
definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango de
frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a 1
milímetro.
El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en
las de UHF (ultra-high frequency - frecuencia ultra alta) 0,3–3 GHz, SHF (super-high frequency
- frecuencia super alta) 3–30 GHz y EHF (extremely-high frequency - frecuencia
extremadamente alta) 30–300 GHz. Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor
frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia
y menor longitud de onda —en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas.
La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del
espectro de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas
Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la
existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para generar y
detectar ondas de radiofrecuencia.

3. Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos
categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los
dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o
arsenuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar
(BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han desarrollado versiones especializadas de
transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de
microondas.
Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento balístico
de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que
se incluyen el magnetrón, el klistrón, el TWT y el girotrón.
Usos
Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas, que usa
un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas
ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor. Debido a que la mayor
parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser fácilmente
cocinados de esta manera.
En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan
fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda
mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del
espectro de radio. Usualmente, las microondas son usadas en programas informativos de
televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión
mediante una camioneta especialmente equipada. Protocolos 802.11g y b también usan
microondas en la banda ISM, aunque la especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango
de los 5 GHz. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable coaxial usan algunas de
las más bajas frecuencias de microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan
bajas frecuencias de microondas.
En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la
tecnología de microondas para la incapacitación momentánea o permanente de diferentes
enemigos en un radio limitado.1
La tecnología de microondas también es utilizada por los radares, para detectar el rango,
velocidad y otras características de objetos remotos; o en el máser, un dispositivo semejante a
un láser pero que trabaja con frecuencias de microondas.
Las cámaras de RF ejemplifican el gran cambio que recientemente ha surgido en este tipo de
tecnologías. Desempeñan un papel importante en el ámbito de radar, detección de objetos y la
extracción de identidad mediante el uso del principio de imágenes microondas de alta
resolución, que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos para iluminar la tarjeta,
un auto-adaptador aleatorio de fase seguido por un receptor de microondas que produce un
holograma a través del cual se lee la información de la fase e intensidad de la tarjeta de
radiación.
Tecnologías usadas en la transmisión por medio de microondas

4. Al inicio, la tecnología de microondas, fue construyendo dispositivos de guía de onda: llamados
"fontaneros". Luego surgió una tecnología híbrida:
• Tecnologias MMIC
Pero existen algunos casos en los que no son posibles los dispositivos monolíticos:
• RFIC
Circuito integrado de microondas (MIC en inglés)
Para que luego los componentes discretos se construyeran en el mismo sustrato que las líneas
de transmisión. La producción en masa y los dispositivos compactos:
Fundamentos
Los circuitos integrados de microondas (MIC’s) se basan en el funcionamiento de las líneas de
transmisión debiendo tener en cuenta todos los factores que intervienen en las mismas, como
pueden ser:
Factores de propagación y atenuación
Impedancia característica
Potencia
Y a su vez sufre los efectos adversos de toda línea, como pueden ser atenuaciones debido al
mal aislamiento y perdidas de radiación por un mal diseño. De aquí podemos concluir que el
diseño de los MIC requiere un gran esfuerzo para compensar todas las carencias y, sobre todo,
para realizar productos de tamaño muy reducido.
e que se podía integrar en un volumen de 812E-7 centrímetros cúbicos, nos da una idea de la
nueva de posibilidades que se abría frente a nosotros. Actualmente, la tecnología MIC se aplica
en los siguientes campos:

5. • Teléfonos móviles.
• Receptor-transmisor para sistemas wireless.
• Transpondedores electromagnéticos.
• Receptores GPS.
• Dispositivos médicos
• Sistemas de control robóticos
• Dispositivos de medición del nivel de contaminación.
•
Descripción
Esta tecnología se basa en el uso de una línea de transmisión plana, como es el caso de
stripline. Posee la ventaja de poder combinar las diferentes funciones de varios circuitos sin
usar ningún tipo de conector.
Bandas de frecuencia:
Microondas EE.UU.
Banda Rango de Origen del nombre,

6. frecuencia
Banda I hasta 0,2 GHz
0,2 a 0,25
Banda G
GHz
Previous, dado que los primeros rádares del Reino Unido
0,25 a 0,5
Banda P utilizaron esta banda, pero luego pasaron a frecuencias más
GHz
altas
Banda L /
0,5 a 1,5 GHz Long wave (Onda larga)
LW
Banda S /
2 a 4 GHz Short wave (Onda corta)
SW
Banda C 4 a 8 GHz Compromiso entre S y X
Usada en la II Guerra Mundial por los sistemas de control de
Banda X 8 a 12 GHz
fuego, X de cruz (como la cruz de la retícula de puntería)
Banda Ku 12 a 18 GHz Kurz-unten (bajo la corta)
Banda K 18 a 26 GHz Alemán Kurz (corta)
Banda Ka 26 a 40 GHz Kurz-above (sobre la corta)

7. Banda V 40 a 75 GHz Very high frequency (Muy alta frecuencia)
Banda W 75 a 111 GHz W sigue a V en el alfabeto
Microondas UE, OTAN
Rango de
Banda
frecuencia
Banda A hasta 0,25 GHz
Banda B 0,25 a 0,5 GHz
Banda C 0,5 a 1 GHz
Banda D 1 a 2 GHz
Banda E 2 a 3 GHz
Banda F 3 a 4 GHz
Banda G 4 a 6 GHz
Banda H 6 a 8 GHz
Banda I 8 a 10 GHz

8. Banda J 10 a 20 GHz
Banda K 20 a 40 GHz
Banda L 40 a 60 GHz
Banda M 60 a 100 GHz
Microondas analógicas y digitales:

9. La gran mayoría de los sistemas actuales de radio de microondas es de modulación de
frecuencia, que es de naturaleza analógica. Sin embargo, en fechas recientes se han elaborado
nuevos sistemas que usan modulación por conmutación de fase, o por amplitud en cuadratura,
que son formas básicamente de modulación digital. También se habla de sistemas satelitales
que usan PCM ó PSK, estos dos sistemas son similares a los sistemas terrestres de radio de
microondas, sin duda los dos sistemas comparten muchas frecuencias. La diferencia principal
entre los sistemas satelitales y terrestres de radio, es que los sistemas satelitales propagan
señales fuera de la atmósfera terrestre, por lo que son capaces de llevar señales mucho más
lejanas, usando menos transmisores y receptores.
La gran mayoría de los sistemas actuales de radio de microondas es de modulación de
frecuencia, que es de naturaleza analógica. Sin embargo, en fechas recientes se han elaborado
nuevos sistemas que usan modulación por conmutación de fase, o por amplitud en cuadratura,
que son formas básicamente de modulación digital. También se habla de sistemas satelitales
que usan PCM ó PSK, estos dos sistemas son similares a los sistemas terrestres de radio de
microondas, sin duda los dos sistemas comparten muchas frecuencias. La diferencia principal
entre los sistemas satelitales y terrestres de radio, es que los sistemas satelitales propagan
señales fuera de la atmósfera terrestre, por lo que son capaces de llevar señales mucho más
lejanas, usando menos transmisores y receptores.
La F1 y sus bandas laterales asociadas se convierten a las mayores frecuencias de la región
de microondas, mediante el mezclador, el oscilador de microondas y filtro pasa banda. Para
trasladar las F1 a la etapa de RF se usa mezclado y no multiplicación porque el índice de
modulación no cambia por el proceso de heterodinado. También al multiplicar la portadora de
F1 se multiplicarían la desviación de frecuencia y el índice de modulación aumentando así el
ancho de banda.
Los generadores de microondas esta constituido por un oscilador de cristal seguido por una
serie de multiplicadores de frecuencia. Por ejemplo un oscilador de cristal de 125 Mhz seguido
por una serie de multiplicadores, con factor combinado de multiplicación igual a 48, se podría
usar para una frecuencia de portadora de microondas de 6GHz. La red combinadota de
canales proporciona un medio de conectar más de un transmisor de microondas de una sola
línea de transmisión que alimente a la antena.
Radioreceptor de microondas de FM

10. Diagrama de bloques del receptor: Se muestra el radio receptor de microondas de FM, donde
el bloque de la red separadora de canales proporciona el aislamiento y el filtrado necesario
para separar canales de microondas individuales, y dirigidos hacia sus respectivos receptores.
El filtro pasa banda, el mezclador AM y el oscilador de microondas bajan las frecuencias desde
RF de microondas hasta las F1, y las pasan al demodulador FM. Donde este demodulador es
un detector convencional, no coherente de FM. A la salida del detector de FM, una red de
deénfasis restaura la señal de banda base a sus características originales de amplitud en
función de la frecuencia.
Ventajas de las radiocomunicaciones por microondas
Los radios de microondas emiten señales usando como media la atmósfera terrestre, entre
transmisores y receptores, para una mejor emisión y recepción, estos se encuentran en la cima
de torres a distancias de 15 a 30 millas. Así los sistemas de radio de microondas tienen la
ventaja obvia de contar con capacidad de llevar miles de canales individuales de información
entre dos puntos, dejando a un lado la necesidad de instalaciones físicas, tales como los cables
coaxiales o fibras ópticas. Así claro esta, se evita la necesidad de adquirir derechos de vías a
través de propiedades privadas, además las ondas de radio se adaptan mejor para salvar
grandes extensiones de agua, montañas altas o terrenos muy boscosos que constituyes
formidables obstáculos para los sistemas de cable.
Entre las ventajas de radio de microondas están las siguientes.
Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de derecho de vía entre estaciones.
Cada estación requiere la compra o alquiler de solo una pequeña extensión de terreno.
Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de microondas pueden llevar
grandes cantidades de información.
Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que requieren antenas relativamente
pequeñas.
Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a obstáculos físicos, como por
ejemplo, a través del agua o las montañas altas.
Para la amplificación se requieren menos repetidores.
La distancia entre los centros de conmutación son menores.
Se reducen al mínimo las innataciones subterráneas.

11. Se introducen tiempos mínimos de retardos.
Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía.
Son factores importantes la mayor confiabilidad y menores tiempos de mantenimiento.