1. UNIVERSIDAD POPULAR DE CESAR
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLÓGICAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
DOCUMENTACIÓN DEL DESARROLLO DE ACTIVIDADES DE PRIMER CORTE
PROPUESTAS EN MEDIOS DE TRANSMISIÓN
LUIS FERNANDO LÓPEZ DÍAZ
LUISFLOPEZ@UNICESAR.EDU.CO
JOAN SEBASTIAN GUTIERREZ USTARIZ
JSEBASTIANGUITIERREZ@UNICESAR.EDU.CO
GEISSLER JHOSEP GÓMEZ SÁNCHEZ
GJHOSEPGOMEZ@UNICESAR.EDU.CO
ING. PABLO GUERRA
MEDIOS DE TRANSMISIÓN
GRUPO 01
VALLEDUPAR, CESAR
SEPTIEMBRE, 2023
2. ÍNDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN 3
ACTIVIDA 1 4
OBJETIVOS 5
MARCO TEÓRICO 6
1. calcular la pérdida en trayectoria de espacio libre……………… 9
2. Calcular el margen de desvanecimiento…….………………. 12
ACTIVIDAD 2 14
calcular el enlace de radio entre dos puntos……………………………………15
1. Equipo receptor marca STEREN, con sensibilidad de -79 dBm……………….
2. Equipo receptor marca UBIQUITI, con sensibilidad de -73 dBm………………
3. Equipo receptor marca HOLLAND, con sensibilidad de -110 dBm……………
ANÁLISIS DE RESULTADOS 16
CONCLUSIONES 16
ACTIVIDAD 3 17
1. PROYECTO 22
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 39
3. INTRODUCCIÓN
En el ámbito de las telecomunicaciones, el estudio y análisis de las propiedades
eléctricas de las líneas de transmisión juega un papel fundamental en la
comprensión y optimización de la transferencia eficiente de señales y datos. Las
líneas de transmisión actúan como componentes esenciales en la transmisión de
señales eléctricas a través de distancias significativas, y su correcta
caracterización es crucial para garantizar un rendimiento óptimo en una amplia
gama de aplicaciones, desde sistemas de comunicación hasta electrónica de alta
frecuencia.
El presente informe se enfoca en el desarrollo de habilidades necesarias para la
resolución de ejercicios relacionados con las líneas de transmisión en los que se
involucran el cálculo de la trayectoria de espacio libre, margen de desvanecimiento
y enlaces de radio.
5. OBJETIVOS
Objetivo general
Analizar las características de la línea de transmisión con respecto a la
transmisión por radio.
Objetivos específicos
a. Implementar las expresiones matemáticas para calcular las pérdidas en la
trayectoria del espacio libre.
b. Evaluar el enlace de radio entre dos puntos.
6. MARCO TEÓRICO
ANTENA: Es un dispositivo que permite la transmisión y recepción de ondas
electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas son una forma de energía que se
propaga a través del espacio a la velocidad de la luz. Se componen de un campo
eléctrico y un campo magnético que oscilan perpendicularmente entre sí.
Las antenas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:
Televisión: Las antenas de televisión captan las señales de radiodifusión que se
transmiten desde las estaciones de televisión.
Radio: Las antenas de radio captan las señales de radiodifusión que se
transmiten desde las estaciones de radio.
Teléfonos móviles: Las antenas de los teléfonos móviles transmiten y reciben
señales de radiofrecuencia para permitir la comunicación entre los teléfonos.
Internet: Las antenas se utilizan para transmitir y recibir señales de Internet
inalámbricas.
Las antenas se pueden clasificar en dos tipos principales:
Antenas transmisoras: Las antenas transmisoras convierten la energía eléctrica
en ondas electromagnéticas.
Antenas receptoras: Las antenas receptoras convierten las ondas
electromagnéticas en energía eléctrica.
7. Las antenas se pueden diseñar de muchas formas diferentes. Algunos tipos
comunes de antenas incluyen:
Antenas dipolo: Las antenas dipolo son las antenas más simples y comunes. Se
componen de dos elementos conductores paralelos.
Antenas parabólicas: Las antenas parabólicas son muy eficientes para enfocar
las ondas electromagnéticas en una dirección determinada.
Antenas Yagi: Las antenas Yagi son antenas directivas que se utilizan para captar
señales de radio débiles.
El diseño de una antena se basa en una serie de factores, incluyendo la
frecuencia de la señal que se desea transmitir o recibir, la potencia de la señal, y el
entorno en el que se utilizará la antena.
La propagación de radio: Es el comportamiento de las ondas de radio cuando se
trasladan por el espacio. Se transmiten, reciben o propagan desde un punto sobre
la Tierra a otro, a la atmósfera o al espacio.
Las ondas de radio se propagan a la velocidad de la luz, que es de
aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo. La velocidad de propagación
de las ondas de radio no se ve afectada por la atmósfera, pero sí por la frecuencia
de la señal. Las ondas de radio de frecuencia más baja (como las ondas de radio
de onda larga) se propagan más lejos que las ondas de radio de frecuencia más
alta (como las ondas de radio de onda corta).
La propagación de radio se puede dividir en dos tipos principales:
Propagación directa: Las ondas de radio se propagan directamente de la antena
transmisora a la antena receptora en línea recta. La propagación directa es posible
sólo si la antena transmisora y la antena receptora están a la vista entre sí.
Propagación indirecta: Las ondas de radio se propagan de manera indirecta,
rebotando en la superficie de la Tierra, en la atmósfera o en otros objetos. La
propagación indirecta es posible incluso si la antena transmisora y la antena
receptora no están a la vista entre sí.
Los factores que afectan la propagación de radio incluyen:
Frecuencia: La frecuencia de la señal es el factor más importante que afecta la
propagación de radio. Las ondas de radio de frecuencia más baja se propagan
más lejos que las ondas de radio de frecuencia más alta.
Potencia: La potencia de la señal también afecta la propagación de radio. Las
señales más potentes se propagan más lejos que las señales menos potentes.
8. Altura de la antena: La altura de la antena afecta la propagación de radio. Las
antenas más altas propagan las señales más lejos.
Topografía del terreno: La topografía del terreno afecta la propagación de radio.
Los terrenos planos permiten una propagación más uniforme que los terrenos
montañosos.
Condiciones atmosféricas: Las condiciones atmosféricas pueden afectar la
propagación de radio. Los cambios en la presión, la temperatura y la humedad
pueden afectar la forma en que las ondas de radio se propagan.
La propagación de radio es un fenómeno complejo que puede ser difícil de
predecir con precisión. Sin embargo, los ingenieros de radio utilizan una variedad
de técnicas para comprender y predecir la propagación de radio. Estas técnicas
incluyen:
Modelos de propagación: Los modelos de propagación son programas
informáticos que simulan la propagación de radio en diferentes condiciones.
Mediciones de campo: Las mediciones de campo se realizan para recopilar
datos sobre la propagación de radio en condiciones reales.
Patrón De Radiación
Es un diagrama polar que representa las intensidades de los campos o las
densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una
antena. Si el patrón de radiación se traza en términos de la intensidad del campo
eléctrico (E) o de la densidad de potencia (P), se llama patrón de radiación
absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad de potencia en relación
al valor en un punto de referencia, se llama patrón de radiación relativa. El patrón
se traza sobre papel con coordenadas polares con la línea gruesa sólida
representando los puntos de igual densidad de potencia (10 mW/m2). Los
gradientes circulares indican la distancia en pasos de dos kilómetros. Puede verse
que la radiación máxima está en una dirección de 90° de referencia. La densidad
de potencia a diez kilómetros de la antena en una dirección de 90° es 10 mW/m2.
En una dirección de 45°, el punto de igual densidad de potencia está a cinco
kilómetros de la antena; a 180°, está solamente a cuatro kilómetros; y en una
dirección de -90°, en esencia no hay radiación.
Campos Cercanos Y Lejanos
El campo de radiación que se encuentra cerca de una antena no es igual que el
campo de radiación que se encuentra a gran distancia. El término campo cercano
se refiere al patrón de campo que está cerca de la antena, y el término campo
lejano se refiere al patrón de campo que está cerca de la antena, y el término
9. campo lejano se refiere al patrón de campo que está a gran distancia. Durante la
mitad del ciclo, la potencia se irradia desde una antena, en donde parte de la
potencia se guarda temporalmente en el campo cercano. Durante la segunda
mitad del ciclo, la potencia que está en el campo cercano regresa a la antena.
Esta acción es similar a la forma en que un inductor guarda y suelta energía. Por
tanto, el campo cercano se llama a veces campo de inducción. La potencia que
alcanza el campo lejano continúa irradiando lejos y nunca regresa a la antena. Por
tanto, el campo lejano se llama campo de radiación. La potencia de radiación, por
lo general, es la más importante de las dos; por consiguiente, los patrones de
radiación de la antena, por lo regular se dan para el campo lejano. El campo
cercano se define como el área dentro de una distancia D2/l de la antena, en
donde l es la longitud de onda y D el diámetro de la antena en las mismas
unidades.
Resistencia De Radiación Y Eficiencia De Antena
No toda la potencia suministrada a la antena se irradia. Parte de ella se convierte
en calor y se disipa. La resistencia de radiación es un poco "irreal", en cuanto a
que no puede ser medida directamente. La resistencia de radiación es una
resistencia de la antena en ca y es igual a la relación de la potencia radiada por la
antena al cuadrado de la corriente en su punto de alimentación. Matemáticamente,
la resistencia de radiación es.
Rr= P / i^2
10. ACTIVIDAD 1
Desarrollen en Excel un sistema para el cálculo de pérdidas de espacio libre,
el margen de desvanecimiento y propongan una expresión para el
presupuesto de potencia de un enlace de radio.
1. Calculen la pérdida en trayectoria de espacio libre para las
siguientes frecuencias y distancias:
Ver el excel anexo en archivo “Actividad Final.xlsx”
2. Calculen el margen de desvanecimiento para una transmisión de
microondas a 30 km. La RF es de 10 GHz, el terreno es agua y el objetivo de
confiabilidad es 99.995%.
𝐹𝑚 = 30 log 𝑙𝑜𝑔 𝐷
( ) + 10𝑙𝑜𝑔 6 * 𝐴 * 𝐵 * 𝐹
( ) − 10 log 𝑙𝑜𝑔 1 − 𝑅
( ) − 70
𝐹𝑚 = 30 log 𝑙𝑜𝑔 30𝑘,
( ) + 10𝑙𝑜𝑔 6 * 4 * 0. 5 * 10𝐺𝐻𝑧
( ) − 10 log 𝑙𝑜𝑔 1 − 99. 995
( ) − 70
𝐹𝑚 = 155. 149
ACTIVIDAD 2
Calculen el enlace de radio entre dos puntos en Valledupar de 47 Km de distancia,
sobre terreno boscoso, en área caliente y húmeda. La frecuencia de la portadora
11. es de 2.4GHz con una potencia de transmisión de 50 W. Se utiliza coaxial para la
conexión con la ANTENA, 70 m en el transmisor y 80m en el receptor, utilizando
diversidad por polaridad para una confiabilidad de 99.9998%. Se tiene para la
antena de transmisión una parabólica de rejilla de 90 cm y la de recepción una
parabólica sólida de 1.8 m.
Determinen la potencia de salida del transmisor en dBW y dBm, la pérdida
causada por el cable, la diversidad y el par de conectores en el transmisor y
receptor, la ganancia de la antena transmisora y receptora, la pérdida de
trayectoria de espacio libre y margen de desvanecimiento, la potencia recibida en
W, dBW y dBm.
Consideren la compra del equipo receptor con la sensibilidad apropiada, convierta
su valor a W y explique porque es el receptor más conveniente:
Potencia transmitida
Pérdida causada por cable
Según la tabla:
12. Ganancia de las antenas
Transmisora (Parabólica de rejilla) = 23.1 dB
Receptora (Parabólica sólida) = 28.6 dB
Margen de Desvanecimiento
D=47 Km; A(boscoso)= 2; B(caliente, húmeda) = 0.5; f = 2.4 GHz;
R(confiabilidad) = 99,99%
Pérdida por espacio libre
f = 2.4 GHz; D = 47 Km;
Potencia de recepción
13. Las sensibilidad de recepción en dBm seria:
Sensibilidad = Prx+ 10*log(1000)= -128.88 + 30 = -98.88 dBm
El equipo receptor que se debe tener una sensibilidad mayor a la hallada,
entonces el equipo ideal sería el de marca HOLLAND con sensibilidad de -110
dBm.
14. CONCLUSIONES
● La potencia de salida del transmisor es de 50 W, equivalente a 17 dBW y 47
dBm.
● Las pérdidas se generan a través de los cables coaxiales y se calculan a
7.26 dB en el transmisor y 7.84 dB en el receptor.
● La diversidad por polaridad se utiliza para alcanzar una confiabilidad del
99.9998%.
● La antena transmisora, una parabólica de rejilla de 90 cm, tiene una
ganancia de aproximadamente 23.1 dBi.
● La antena receptora, una parabólica sólida de 1.8 m, tiene una ganancia de
aproximadamente 28.6 dBi.
● La pérdida de trayectoria en espacio libre se calcula con la distancia y
frecuencia utilizadas.
En conjunto, estos cálculos permiten entender los factores que afectan la
transmisión inalámbrica a largas distancias, incluyendo las pérdidas por
trayectoria, la potencia de salida, las pérdidas por cables y las ganancias de las
antenas. Estos datos son fundamentales para asegurar una comunicación
confiable y eficiente en un entorno desafiante.
15. ACTIVIDAD 3
Medios de Transmisión G01
OBJETIVOS
a. Desarrollar un sistema de transmisión por radio que permita medir las
capacidades del medio de transmisión.
b. Determinar pruebas de validación para el funcionamiento del sistema.
PROYECTO
Ver documento anexado “Proyecto Transmisión RF.pdf”
