UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL TX/RX
CONCEPTO DE BALANCE DE POTENCIA
El balance de potencia recoge los factores de ganancia y pérdida en un enlace radio cualquiera, fijo o móvil, confrontándolos con las necesidades de señal recibida en el extremo distante, para poder así evaluar la cantidad de señal electromagnética recibida y, por tanto, la calidad de la comunicación en sí misma.
Parámetros de la interfaz de radio
transmisor y un receptor enfrentados, transmitiéndose información
el transmisor, tiene dos parámetros que definen su comportamiento, la PIRE y la PRA, y ambos indican la potencia emitida, así como la ganancia de la antena que la transmite,
en el receptor, los parámetros de interés, son la potencia de ruido, las potencias de señales y campos eléctricos ( E ) recibidos.
se debe tratar de medir en estos sistemas,lo que se refiere a calidad, y se lo realiza en primera instancia con la SINAD (sistemas analógicos) y en BER (tasa de bits erróneos en sistemas digitales).
Caracterización de una antena
las antenas con que dotemos a un sistema de comunicaciones influyen de manera decisiva en su funcionamiento.
existe un teorema que afirma que una antena se comporta igual en transmisión que en recepción, pero si varía su caracterización, es decir, el conjunto de fórmulas que definen su comportamiento en uno u otro modo.
ANTENA TRANSMISORA:
se define la PIRE, o Potencia Isótropa Radiada Equivalente, como el producto de la Potencia en Transmisión por la Ganancia Isótropa en la dirección de transmisión, es decir: pire ( , ) = p Tx · g i ( , ), PIRE(, ) = P Tx + G i ( , ) (dB)
Diagrama radiación plano horizontal.
Diagrama radiación plano vertical.
ANTENA RECEPTORA:
actúa como extractor o concentrador de la energía electromagnética que se propaga por el espacio.
un transductor que se ocupa de hacer de interfaz entre el espacio exterior y el equipo receptor.
La sensibilidad, por tanto, es el parámetro que caracteriza a los receptores, en tanto que define cuál es la tensión o potencia mínima que debe existir en su entrada para una recepción de una calidad concreta preestablecida.
Caracterización de un enlace y balance de potencia:
Diagrama de bloques de un transmisor y un receptor radio.
Dennis Javier Ramírez Castillo
9° "A" Telecomunicaciones
INTRODUCCIÓN
sistemas de radiocomunicación
balance de potencia
ruido
interferencia
propagación
origen multidisciplinar aplicados a la radiocomunicación.
acceso multiple
modulación
tráfico
CONCEPTO DE RUIDO
referiremos siempre a dos magnitudes: de un lado la relación señal a ruido y de otro la relación señal a interferencia.
es toda perturbación que sufre la señal deseada en su forma de onda en el tiempo, así como cualquier otra señal no deseada que acompañe a la señal de interés, y que por estar en su misma banda frecuencial y con niveles perceptibles perturba su correcta recepción.
Clasificación del ruido
Ruido impulsivo
importante en los sistemas digitales; típicos en el encendido y apagado de motores, los interruptores, ruido articial
Ruido de cuantificación
conversión del mundo analógico al digital, por el cual se produce un error controlado en la conversión de las magnitudes analógicas de valor dado a las magnitudes digitales
Ruido térmico
perturbación natural que aparece en los materiales conductores por agitación térmica de sus electrones.
Caracterización matemática del ruido térmico
se le suele denominar también ruido blanco, presenta una densidad espectral uniforme o constante. La potencia disponible de ruido térmico se define como:
N=KTB
Ruido en un cuadripolo
el ruido presente a la salida cuando tenemos un ruido a la entrada es superior al ruido a la entrada multiplicado por la ganancia del cuadripolo.
Ruido en un dipolo
en un dipolo sólo hay acceso a una de las puertas, la de salida, la fuente de ruido sólo puede ser interna,
Fórmula de ruido de Friis
aplicable a la sucesión de cuadripolos en cascada, pretende obtener el cuadripolo equivalente a la sucesión de cuadripolos anterior.
Órdenes de magnitud en los sistemas de comunicaciones
En los sistemas de comunicaciones terrestres, la temperatura típica de funcionamiento está en torno a los 290º K,
En los sistemas de comunicaciones espaciales, por el contrario, la temperatura típica de funcionamiento varía de los 30 a 150º K,
CONCEPTO DE INTERFERENCIA
se define como el conjunto de señales de radiofrecuencia no deseadas captadas por los receptores de un sistema, y que degradan su sensibilidad.
en todos los sistemas de comunicaciones se establecen valores máximos de relación señal a interferencia
INTERMODULACIONES
se produce en el momento en que en un dispositivo no lineal, bien sea activo o pasivo, se mezclan dos o más señales de frecuencias diversas, generándose entonces los batidos o productos de intermodulación, con las mismas modulaciones en las señales resultantes que en las señales de origen
Intermodulación producida en las etapas de salida de los transmisores, que radian los productos de intermodulación al exterior; intermodulación generada por el transmisor.
Intermodulación producida en las etapas de radiofrecuencia, que recogen los productos de intermodulación (u otras frecuencias que posteriormente serán objeto de intermodulación) del exterior y los recombinan.
Intermodulación producida en los elementos externos al transmisor/receptor, que por estar oxidados se comportan como diodos (elementos no lineales).
Interferencia cocanal
es aquella que tiene lugar en el propio canal donde se produce la comunicación.
el diseño de los equipos se prepara para que el sistema admita un cierto grado de interferencia cocanal, conocido como relación de protección cocanal
Intermodulación producida en transmisores
transmisores no directamente relacionados con la comunicación en curso pueden recoger frecuencias que, al ser combinadas con sus propias transmisiones, den lugar a otras frecuencias que sean perjudiciales para el sistema.
Intermodulación producida en receptor
Respuestas parásitas del receptor
producida por la intermodulación en receptores
son las señales generadas de forma adicional e indeseadas ante la llegada de una señal deseada.
Técnicas de reducción de la intermodulación
Mecanismo de división de canales
Mecanismo de división de canales
Interferencia de canal adyacente
producida en los canales próximos al canal de interés.
situaciones buscadas con las técnicas de guerra electrónica típicamente militares, y que pueden convertirse en realidades ante averías en equipos transmisores
TEMA
Modelo de propagación en tierra plana
modelo aplicable para distancias inferiores a 20 km, donde se puede despreciar la curvatura terrestre.
Al receptor llegan el rayo directo y un único rayo reflejado
factor de 4 es el valor n considerado en la formulación inicial del capítulo destinado a mostrar la forma de la variación estadística cuando nos referíamos a la componente determinística de la señal recibida.
Influencia conjunta del terreno y la atmósfera
el terreno existente entre emisor y receptor, condiciona la señal recibida, es decir, la atenuación existente en el trayecto.
la atenuación del terreno se remite a los efectos atmosféricos, a la zona de la atmósfera donde se produce la propagación de nuestra señal radioeléctrica.
En climas templados, el valor de K es de 4/3, aunque también se puede usar como caso desfavorable el 2/3, y de este modo realizar el estudio de peor caso posible.
Influencia de los obstáculos del terreno
se producirá el fenómeno de la difracción en estos obstáculos, y por consiguiente se producirá una pérdida de señal asociada a lo que denominaremos pérdida por difracción en obstáculos.
Modelo de arista aguda o filo de cuchillo/ arista gruesa o redondeada.
Dos obstáculos aislados del terreno
se resuelve por medio de una integral doble de Fresnel, que puede ser expresada de forma simple como desarrollos en serie.
Método EMP
Método Wilkerson
Método Epstein-Peterson
Múltiples obstáculos
similar al Epstein-Peterson propuesto antes para dos obstáculos, en tanto que es el que mejor traduce en fórmulas el fenómeno de la difracción en cadena que acontece.
utiliza el polígono funicular, donde lo que se considera para evaluar el trayecto completo son los subvanos conformados por el emisor, el receptor y cada uno de los obstáculos del terreno.
Este método de cálculo no suele resultar muy práctico en tanto que los vanos de este tipo suelen ser directamente subestimados en el caso de radioenlaces fijos, tratando de buscar otras alternativas de comunicación.