Lneas de Transmisin y Antenas

Propagacin de Ondas Electromagnticas2 sesin: Fundamentos de los sistemas de comunicacionesEspectro Electromagntico

Trayectorias de PropagacinOndas Terrestres y SuperficialesOndas de Cielo (Ionosfricas)Ondas DirectasOndas Reflejadas

Clculo de la Longitud de OndaLongitud de Onda = Velocidad / Frecuencia = v / fSi el medio de propagacin en el aire o el espacio libre v = c (300,000 Km/s)

Ancho de Banda y Capacidad de InformacinLas limitaciones mas importantes para el funcionamiento de un sistema de comunicaciones son el ruido y el ancho de banda.El ancho de banda de un canal de comunicacin es la diferencia entre la frecuencia mxima y mnima que puede pasar por el canal.El ancho de banda de un canal de comunicacin debe ser igual o mayor que el ancho de banda de la informacin.

Capacidad de informacinEs la medida de cuanta informacin se puede transferir a travs de un sistema de comunicaciones en un determinado tiempo.Ley de Hartley: I B x tI = Capacidad de InformacinB = Ancho de banda del sistema (Hertz)t = Tiempo de transmisin (segundos)Ancho de BandaSe requieren 3 KHz de ancho de banda para transmitir las seales telefnicas con calidad de voz.Se asignas 200 KHz para transmisin comercial de FM para msica, con alta fidelidad.Se requieren casi 6 MHz de ancho de banda para emitir seales de televisin de alta calidad

Capacidad de Informacin de un canal digitalC.E. Shannon relacion la capacidad de informacin de un canal de comunicaciones, en bits por segundo (bps), con el ancho de banda y la relacin seal a ruido: I = B log2 (1 + s/n)I = 3.32 B log10 (1 + s/n)I = Capacidad de informacin (bps)B = Ancho de banda (Hz)s/n = Relacin potencia de seal a ruidoRuido ElctricoEnerga elctrica no deseable presente en la banda til del circuito de comunicacin.Se puede clasificar el ruido en dos categoras: Correlacionado y No Correlacionado.El ruido Correlacionado solo existe cuando hay una seal.El ruido No Correlacionado est presente siempre, haya o no seal. Ruido Elctrico CorrelacionadoEs aquel que se relaciona mutuamente con la seal, y no puede estar en un circuito a menos que haya una seal de entrada.Se produce por amplificacin no lineal, e incluye la distorsin armnica (cuando se producen las armnicas no deseadas de una seal, debido a una amplificacin no lineal) y de intermodulacin (generacin de frecuencias indeseables de suma o diferencia), ya que las dos son formas de distorsin no lineal.Ruido Elctrico No CorrelacionadoEst presente independientemente si haya una seal o no.El ruido No Correlacionado puede sub dividirse en dos categoras generales: Externo e Interno.

El Ruido Externo es el que se genera fuera del dispositivo o circuito.El Ruido Interno es la interferencia elctrica generada dentro de un dispositivo o circuito.

Ruido ExternoHay tres causas principales de ruido Externo:Ruido atmosfrico: Perturbaciones elctricas naturales. Electricidad esttica (rayos)Ruido extraterrestre: Seales elctricas originadas fuera de la atmsfera terrestre (solar y csmico)Ruido hecho por el hombre: Su puente principal son mecanismos que producen chispas, ruido industrial (conmutadores, generadores, lmparas florescentes)Ruido InternoHay tres causas principales de ruido Interno:Ruido Trmico: Asociado con el movimiento rpido y aleatorio de electrones libre, producido por la agitacin trmica.Ruido de Tiempo de Trnsito: Variacin irregular y aleatoria, producida por la modificacin de una corriente de portadores, cuando pasa de la entrada a la salida de un dispositivo.Ruido de Disparo: Se debe a la llegada aleatoria de portadoras al elemento de salida de un dispositivo electrnico (diodo, FET, transistor bipolar).Ruido TrmicoEs el movimiento aleatorio de los electrones libres dentro de un conductor, causado por la agitacin trmica.Llamado tambin: Movimiento Browniano por su descubridor Robert Brown, Ruido de Johnson en honor a quien lo relacion con el movimiento de los electrones y Ruido Blanco porque se produce en todas las frecuencias Ruido TrmicoLa potencia de ruido trmico es proporcional al producto del ancho de banda por la temperatura.N = KTBN = Potencia de ruido (Vatios)K = Constante de Boltzmann 1.38 x 10-23 Joules por grado Kelvin.T = Temperatura absoluta (K)B = Ancho de banda (Hz)

T = C + 273Ruido TrmicoLa potencia de ruido trmico expresado en dBm.

N (dBm) = 10 Log (KTB/0.001)

N = Potencia de ruido (Vatios)K = Constante de Boltzmann 1.38 x 10-23 Joules por grado Kelvin.T = Temperatura absoluta (K)B = Ancho de banda (Hz)

Potencia de ruido trmico a temperatura ambiente

N (dBm) = -174 dBm + 10 Log BVoltaje de RuidoN = KTB = (VN/2)2 / R = VN2 / 4R

R1 = Resistencia Interna (Ohmios)VN = Tensin rms de RuidoPara mxima transferencia de Potencia RL = RI

VN2 = 4RKTB ______VN = 4RKTBRelacin Seal a RuidoEs el cociente del valor de la potencia de la seal, entre el valor de la potencia del ruido.S/R = S/N = Ps/PnPs = Potencia de la seal (Vatios)Pn = Potencia del ruido (Vatios)S/N (dB) = 10 Log (Ps/Pn)S/N (dB) = 20 Log (Vs/Vn)Factor de Ruido y Cifra de RuidoFactor de Ruido es el cociente de relaciones de potencia seal a ruido a la entrada entre la relacin de potencia seal a ruido en la salida.Cifra de Ruido es el Factor de Ruido expresado en dB.

ProblemasConvertir 17C, 0C y -20C en K

Convertir 15 W, 0,02W y 10 mW en dBm

Convertir 15dBw en W y 4dBm en mW

ProblemasTemperatura Ambiente (17C)BW = 10 KHzCalcular: Potencia de Ruido Trmico en W y dBm.Voltaje rms del ruido, para una Resistencia Interna de 100 y una Resistencia de Carga de 100 .

Modos de TransmisinSimplex (SX)Semiduplex (SDX, half duplex)Duplex total (FDX, full duplex)Duplex total/general (F/FDX, full/full duplex)Configuracin de los CircuitosTransmisin a dos hilosTransmisin a cuatro hilosHbrido o equipo terminadorSupresores de eco

Transmisin a dos (2) hilos

Transmisin a cuatro (4) hilos

Hbrido o Equipo Terminador

Supresores de Eco