Ep_11 Propag. Por Onda De Superficie

Ingeniería de Telecomunicación Propagación de Ondas

Ejercicios propuestos PROPAGACIÓN POR ONDA DE SUPERFICIE

E11

J. Alpuente

" Ejercicio propuesto 1. Calcule la intensidad de campo que se mide a la distancia de 100 km de una antena transmisora cuyo campo radiado a 1 km es de 4500 mV/m y su frecuencia de trabajo es de 1 MHz. Las características del terreno son: conductividad 10 mS/m y permitividad dieléctrica relativa 30. Compare los resultados obtenidos mediante las curvas de propagación con los que se obtienen al utilizar las expresiones numéricas del factor de atenuación de la onda de superficie.

" Ejercicio propuesto 2. Calcule el campo recibido en un trayecto mixto de tierra húmeda (σ=10 mS/m, εr=30) y mar (σ=5 S/m, εr=70) a la frecuencia de 1 MHz, suponiendo que la distancia recorrida en tierra es de 50 km y la distancia recorrida en el mar es de 100 km. Suponga antenas verticales cortas.

" Ejercicio propuesto 3. El siguiente plano muestra el emplazamiento de un receptor (RX) y tres emisoras de AM (TX, A y B) que operan a la frecuencia de 1,2 MHz. Las señales emitidas por A y B se consideran interferentes y la señal emitida por TX es la que se desea recibir. Las características del suelo se reseñan en el mapa. Conociendo que las interferencias se suman en potencia, determine la potencia máxima que puede radiar la emisora del emplazamiento B si la relación señal deseada a señal interferente total ha de ser mayor de 30 dB. Datos: Estación A fcm=400 V η=100% pentregada= 2 kW

Estación B fcm=520 V η=100%

Antena Tx

Antena Rx Vertical corta

η=100% PIRE=15 dBkW

E11 - 1

Propagación de Ondas

εr = 40

εr= 7

200

TX 150

RX 100

A

B

50

100

400

500

700

900

1000 km

" Ejercicio propuesto 4. La sensibilidad de un receptor de AM que trabaja a la frecuencia de 750 kHz es de 50 dBu. La estación transmisora ha de garantizar la cobertura en una zona de radio 100 km utilizando una antena de fuerza cimomotriz 430 V y rendimiento del 90%. Se desea utilizar la misma frecuencia de portadora para otro transmisor de AM. Si el campo producido por este segundo transmisor ha de estar 40 dB por debajo del producido por el primero cuando se sabe que radia 50 kW y que su antena tiene una ganancia isótropa de 6 dB, calcule la potencia que ha de radiar el primer transmisor y la distancia que separa ambos transmisores.

" Ejercicio propuesto 5. Determine la intensidad de campo recibida a la distancia de 150 km en un trayecto mixto de tierra húmeda y mar a la frecuencia de 2,6 MHz si la primera parte del trayecto, de 60 km, se realiza sobre tierra (σ=1 mS/m) y la segunda parte sobre mar (σ=5 S/m). La antena transmisora tiene una fuerza cimomotriz de 3000 V y la antena receptora de 2800 V. La eficiencia de la antena transmisora es del 70 % y la de la antena receptora del 80 %. La potencia suministrada a la antena transmisora es de 6 kW.

" Ejercicio propuesto 6. Obtenga el campo radiado por una antena de ganancia isótropa 20 dB en un trayecto mixto como el que muestra la figura si la frecuencia de trabajo es de 1 MHz y la potencia radiada es de 1 MW. Datos: D1 = 100 km. εr1 = 30 σ1 = 10 mS/m

2 – Ejercicios propuestos

D2 = 50 km εr2 = 70 σ2 = 5·103 mS/m

D3 = 100 km. εr3 = 30 σ1 = 10 mS/m

Grupo de Electromagnetismo – Dpto. Teoría de la Señal y Comunicaciones

εr1, σ1 D1

εr2, σ2 D2

εr1, σ1 D3

" Ejercicio propuesto 7. Una antena de PIRE 15 dBkW se emplea en un transmisor de AM que funciona a la frecuencia de 1 MHz. Como receptora se emplea otra antena, de características idénticas a las de un dipolo. El recorrido se realiza por un trayecto cuyo primer tramo tiene características de tierra seca (εr = 7) y longitud 50 km. El segundo tramo tiene una distancia de 100 km y características de tierra húmeda (εr = 40). Determine la intensidad de campo existente en el receptor.

" Ejercicio propuesto 8. Un transmisor de impedancia interna ZG=75 Ω está conectado a una antena dipolo λ/2 a través de un cable coaxial adaptado al generador cuya atenuación es de 3 dB. La antena dipolo presenta una impedancia de entrada de 73 - j42,5 Ω y un rendimiento de radiación del 90%. En el receptor se emplea una antena cuya superficie efectiva es de 5 m2, conectada mediante un coaxial de 1 dB de atenuación, adaptado a la antena y a un receptor de sensibilidad (potencia mínima que se le debe entregar para una correcta recepción de la información) de 0,1 mW. Ambas antenas están orientadas en la dirección de máxima radiación, y el terreno existente entre ellas presenta (en el sentido transmisor receptor) un primer tramo de tierra de 100 km y un segundo tramo de agua de mar de 150 km. Sabiendo que la frecuencia es de 1 MHz, se pide: 1. Determinar el campo mínimo necesario en la ubicación de la antena receptora. 2. Determinar la potencia entregada al receptor. 3. ¿Se cumplen las especificaciones prefijadas?. 4. ¿Cuál sería la potencia mínima necesaria disponible en el generador para que al receptor se entregue una potencia equivalente a su sensibilidad? 5. Determinar la atenuación en exceso con respecto a la que se tendría en el espacio libre. DATOS: Tierra (εr=7); Agua de mar (εr=70)

" Ejercicio propuesto 9. Un transmisor de 10 kW de potencia disponible e impedancia interna ZG=50 Ω está conectado a una antena dipolo λ/2 a través de un cable coaxial adaptado al generador.

E11 - 3

Propagación de Ondas La antena dipolo presenta una impedancia de entrada de 73 - j42,5 Ω y un rendimiento de radiación del 95%. En el receptor se emplea una antena cuya superficie efectiva es de 20 m2, adaptada a un receptor de sensibilidad (potencia mínima que se le debe entregar para una correcta recepción de la información) de 1 μW. Ambas antenas están orientadas en la dirección de máxima radiación, y el terreno existente entre ellas presenta (en el sentido transmisor receptor) un primer tramo de tierra húmeda de 50 km y un segundo tramo de agua de mar de 100 km. Sabiendo que la frecuencia es de 1 MHz, se pide: 1. Determinar la potencia entregada al receptor. 2. ¿Se cumplen las especificaciones prefijadas?. 3. ¿Cuál sería la potencia mínima necesaria disponible en el generador para que al receptor se entregue una potencia equivalente a su sensibilidad? 4. Determinar la atenuación en exceso con respecto a la que se tendría en el espacio libre. DATOS: Tierra húmeda (εr=15); Agua de mar (εr=70).

4 – Ejercicios propuestos

D30-sc

Grupo de Electromagnetismo – Dpto. Teoría de la Señal y Comunicaciones

E11 - 5

D46-sc

Propagación de Ondas

6 – Ejercicios propuestos