Orlando_grupo_1_fase_1.docx

Fase 1 Antenas y Propagación

Presentado por: Orlando rodriguez Código_1075628254

Presentado a: Paola Andrea Buitrago Tutor(a)

Grupo:

208019_1

Fecha: 22/02/19

Universidad nacional abierta y a distancia Unad.

Actividades a desarrollar Trabajo individual 1. Defina los siguientes conceptos relacionados a la unidad 1 del syllabus: a. ¿Qué es espectro radioeléctrico? el espectro radioeléctrico es un recurso de la naturaleza mediante el cual se puede realizar la comunicación radioeléctrica tales como televisión, radio internet entre otros, el cual se divide en frecuencias bajo las cuales convergen los diferentes servicios nombrados anteriormente y que permiten la diversificación de las telecomunicaciones.

b. ¿Qué son bandas de frecuencia libres y bandas de frecuencia restringidas, especifique de cada una su respectivo rango? Bandas de frecuencias libres; las frecuencias de libre utilización son aquellas donde cualquier persona puede transmitir sin necesidad de tener un permiso. Hablaremos particularmente de las bandas en 2,4 GHz y 5 GHz por ser usadas para aplicaciones de banda ancha y usadas prácticamente en todo el mundo. Wifi es la aplicación más conocida en estas bandas, cualquier persona puede tener en su casa un equipo de Wifi transmitiendo en estas frecuencias sin tener que pedir permisos para ello o sin causar problemas a los demás.

Bandas de frecuencia restringidas; son bandas de uso privativo normalmente compradas al organismo nacional regulador de las telecomunicaciones y solamente su dueño puede usarlas. Un ejemplo típico son las frecuencias de telefonía móvil (en rangos de 900 y 1800 MHz) donde las compañías tienen el uso exclusivo de estas bandas para dar el servicio requerido. c. ¿Qué es una antena? Una antena es un dispositivo creado para transmitir datos (radiar) a través del espacio (o en ocasiones fluidos) que reciben de un conductor u otro medio y enviar ondas electromagnéticas a otra antena que tendrá un comportamiento idéntico. Es decir, transforma voltajes en ondas electromagnéticas para enviar y viceversa para recibir. Dicha propagación se efectúa a la velocidad de la luz. Posiblemente las antenas son el elemento más importante en una red de comunicaciones.

d. ¿Qué es un emplazamiento de antenas? La idea de emplazamiento puede emplearse para aludir a la ubicación o el establecimiento geográfico o físico de las antenas.

e. ¿Qué es un perfil de elevación? Las antenas permiten recibir y transmitir desde el mismo dispositivo; son bidireccionales. Para conocer las prestaciones de la antena se realiza un diagrama de radiación, el cual consiste en una gráfica de las propiedades de radiación en función de la dirección y cortado por el plano horizontal y el vertical. El plano vertical se conoce como patrón de elevación y el horizontal como patrón de azimut. Al combinar ambos se obtiene una representación en tres dimensiones de cómo realmente radia la antena desde la misma.

f. ¿Qué es línea de vista? Línea de vista se refiere a un camino (path) limpio, sin obstrucciones, entre las antenas transmisoras y receptoras. Para que exista la mejor propagación de las señales RF de alta frecuencia, es necesaria una Línea de vista sólida (limpia sin obstrucciones). Cuando se instala un sistema inalámbrico, se debe de tratar de transmitir a través de la menor cantidad posible de materiales para obtener la mejor señal en el receptor. Siempre habrán problemas si se quiere transmitir a través de cualquier metal o concreto reforzado. Si existe una cantidad significante de metal muy cercana a la antena de transmisión, las señales RF se pueden reflejar en ella cancelando parte de la señal transmitida, produciendo como efecto adverso, la reducción del rango y calidad de la señal principal.

g. Elabore un cuadro comparativo donde se especifique banda de frecuencia libre y restringida en Colombia, y la respectiva aplicación.

h. De acuerdo al material de estudio de la unidad 1, realice un cuadro comparativo de los diferentes tipos de antenas, con sus respectivos parámetros.

Anten as

Definición

Mono polo

La antena monopolo es aquella que está conformado por un solo brazo rectilíneo que irradia las ondas electromag néticas en posición vertical sobre la tierra y van conectadas en su base a un generador, que tiene el otro terminal conectada a tierra

Ventajas

Desventajas

Parámetros Frecue Característi ncia de cos Trabaj o Esto tiene la Cálculos de 30Mhz No requiere desventaja la – una altura de estructura 300Mh mínima de distorsionar (bajo z 0,15 de el patrón de normas onda, como radiación, estructural los dipolos reduciendo es EIA RS de ½ onda. el ancho de 222D Nose se banda, y regidas por requieren causando el Código puntos dificultades Colombiano donde en los de Sismo sujetar los ajustes Resistencia. extremos. debido a la ) No se presencia de Ángulo requiere el impedancias Preformado espacio altamente , con ocupado por reactivas. variaciones los radiales. de Es más o dimensión y menos calibre portable y según la de fácil necesidad y instalación. el diseño de la empresa.

Aplicacion es

Radio Móvil en vehículos

Al ser de banda ancha, puede ser utilizada para más de una banda

Dipolo

El diseño de la cimentació n bajo normas. Galvanizad o (Hot-Dip), posterior a su fabricación según las normas técnicas correspondi entes. Es Las antenas Si estás La mayoría 2 MHZ relativamen dipolo utilizando de nosotros te sencilla ofrecen la una estamos su ventaja de pequeña familiarizad funcionami recibir antena os con una ento consta señales dipolo TVantena en un hilo balanceada top, tienes dipolo conductor s. El diseño que probar básico - que de media de dos varias se longitud de polos combinacion encuentra onda a la permite es de las en la parte frecuencia que el colocaciones superior de de trabajo, dispositivo de polo la TV sobre cortado por para recibir antes de una base de la mitad en señales de encontrar la negro y cuyo centro una mejor tiene dos se ubica un variedad posición de "orejas de generador o de recepción. conejo" que una línea de frecuencias Ambos se trasmisión . También polos extienden ayuda al normalment por encima dispositivo e giran y se de la a resolver extienden, televisión. los por lo que Las antenas problemas es una dipolo causados molestia recogen las por el para mover frecuencias conflicto de uno y luego de radio señales sin el otro que pueden

Empleada para transmitir señales de TV ,FM y comunicaci ones militares

Yagi

La palabra " Yagi " se utiliza para describir un tipo de antena y se acredita a muy

perder continuame calidad de nte mientras recepción. buscando la máxima recepción. Para antenas al aire libre, hay la molestia añadida de tener que subir al techo o de pie en los elementos mientras se ajusta su antena. Algunas antenas dipolo al aire libre tienen adelante directores que se extienden hacia fuera de la antena principal en un ángulo, por lo que el ajuste sea mucho más complicado. Permite yagi resulta una mayor ser de ancho ganancia de banda en la señal angosto, ya y que el durabilidad elemento en la dipolar está intemperie cortado a

ayudar a mejorar la recepción de radio o televisión. Como la mayoría de las tecnologías

Esta antena 300Mh Antena se compone z constituida de un 3Ghz por varios arreglo de elementos dipolos en paralelos y paralelo de coplanarios radiación , longitudinal directores,

famosos expertos de antenas japonesas por los nombres de Yagi y Uda ! La mayoría de los operadores Han se refieren a este tipo de antena como la " Yagi " en lugar de utilizar los nombres de ambos al nombrarla. Ellos descubriero n que añadiendo "elementos " de varias longitudes y separacione s por delante y por detrás de una antena dipolo que el rendimient o y la eficacia del dipolo podría ser mucho mayor y el patrón de la

una sola frecuencia que generalment e se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada

, con diferentes longitudes y separacion es. En virtud del principio de reciprocida d, se puede demostrar que las propiedade s (impedanci a, ganancia, etc.) de una antena cualquiera son las mismas tanto en emisión como en recepción. Como es más fácil de comprende r el funcionami ento de una antena Yagi en transmisión que en recepción, comenzare mos por una antena en transmisión .

activos y reflectores, utilizada ampliamen te en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. Se utiliza habitualme nte en aplicacione s de radiodifusi ón de televisión, estaciones de radioaficio nados

energía de radiofrecue ncia bipolar podrían "direcciona das " o enfocadas en un solo dirección, con el "efecto" resultante de hacer que parezca que el transmisor estaba corriendo mucho más poder de lo que realmente era , dando señales mucho más fuertes , tanto en recepción y transmisión . Droopi Esta antena ng tiene una similar característic aa una antena dipolo de media onda, es una de las antenas más utilizadas

En comunicaci ón por radio , una antena omnidirecc ional es una clase de antena que irradia ondas de radio de potencia de manera

Se deberá adaptar la antena al transmisor para una máxima transferenci a de potencia, que se suele hacer a través de una línea de

El plano de 3Mhz tierra se – sustituye 30Mhz por 4 cae igualmente espaciados y ofrecer una mejor adaptación de impedancia entre la antena y la línea.

Estas antenas son más empleadas para la recesión de señales para recibir la señal

Espiral

en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud física de una antena de media longitud de onda es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como antena de Hertz Una antena espiral es un tipo de antena de radiofrecue ncia y microondas , cuya forma consiste en una espiral de dos o más brazos.1 Las antenas espirales se describiero n por primera vez en 1956.2 Este tipo de antenas se

uniforme en todas las direcciones en un plano, con la potencia radiada decrecient e con un ángulo de elevación por encima o por debajo del plano, cayendo a cero en el eje de la antena

Transmisión. Esta línea también influirá en la adaptación, debiéndose considerar su impedancia característic a, atenuación y longitud

Las antenas espirales suelen ser de tamaño reducido, debido a la estructura compacta de sus brazos, lo cual supone una ventaja frente a otras antenas de banda ancha. Los beneficios de esta

Los substratos delgados con permitividad más alta pueden conseguir el mismo resultado que substratos gruesos con permitividad más baja, aunque el problema de tales materiales es su menor disponibilida

La antena hélice está construida por un conductor grueso arrollado en hélice; se parece a las bobinas de un gran emisor y sus dimensione s son funciones de la frecuencia en la que está

30Mhz – 300Mh z

Una aplicación importante de las antenas espirales son las comunicaci ones de banda ancha. Otra aplicación donde estas antenas són muy útiles es en la monitoriza ción del

suelen clasificar como antenas independie ntes de la frecuencia, ya que son capaces de funcionar en un rango muy amplio de frecuencias.

Micros Las antenas trip impresas, de tipo parche también denominad as antenas microstrip (microtira) se diseñan a partir de líneas de transmisión o resonadore s sobre substrato dieléctrico. Las dimensione s se eligen de forma que la estructura disipe la potencia en

antena es que tiene un ancho de banda de ancho, es de fácil construcció n, tiene una impedancia de entrada real, y puede producir polarizada circularme nte campos. Las principales ventajas de este tipo de antenas son: Se trata de una estructura plana. Presenta un bajo peso. Es fácil de fabricar. Por tanto, tiene bajo coste. • Bajo perfil • Conformab les a estructuras

d y alto coste

Las desventajas son:

destinada a trabajar.

Una antena tipo Patch Microstrip consiste en Excitan un parche ondas de muy fino superficie, que se que coloca a conviene pequeña tener en fracción la cuenta y en longitud de su caso onda sobre eliminar. un plano de Presentan tierra. El modos de parche y el alto orden. plano de Tiene bajas tierra son eficiencias. separados Son de por un banda dieléctrico. estrecha. Normalmen Tienen baja te el parche pureza de es de cobre polarización. y puede • Baja asumir eficiencia

espectro, por lo que son frecuentes en equipos SDR y analizador es de espectros.

300Mh z3.52Gh z

• Antenas embarcada s en misiles • Altímetros radar en aviones • Antenas de exploració n radar en satélites • Sistemas GPS • Telefonía móvil • Comunicaci ones móviles por satélite • Aplicadore s de calor en medicina

forma de radiación.

Espira

• Fabricación sencilla y barata • Robustas • Combinabl es con circuitos integrados de microonda s • Versátiles en la elección de la frec. de resonancia o la polarizació n. Una antena Antena de de espira escasa es, como el sensibilida nombre lo d, formada indica, una por una antena bobina de compuesta una o de al menos varias una espira espiras de un arrolladas conductor. en un Se la puede cuadro, considerar cuyo como un funcionami dipolo ento cuyos bidireccion brazos se al la hace repliegan útil en hasta radiogonio formar una metría espira circular.

• Baja potencia • Alto Q • Pobre pureza de polarización • Banda estrecha • Radiación espúrea de las Líneas

cualquier forma.

(hipertermi a)

Esta misma antena sin ese bucle o loop de dos espiras reduce considerable mente la recepción y transmisión modificando la relación de onda estacionaria y produciendo posibles fallas en la etapa de salida de potencia del transmisor.

Se 3Mhz denomina – espira 30Mhz elemental a un conductor de forma arbitraria que se cierra sobre sí mismo y por el que circula una corriente uniforme. Las dimensione s deben ser pequeñas en términos de longitud de onda.

Las antenas de espira, al ser fuertement e direccional es, permite hacer goniometrí ay radiolocaliz ación. Por triangulaci ón, con dos o tres medidas de ángulos es posible localizar un transmisor.

Todas las antenas de espira son fuertement e direccionale s; la dirección privilegiada está en el plano de la espira, mientras que la recepción es mínima en la dirección perpendicul ar al plano de la espira.

2. Utilizando Google Académico y la e - biblioteca de la UNAD, consulte un proyecto similar al que se plantea (desde el 2012 en adelante) y consigne la información en la siguiente tabla: Proyecto

Nombre del proyecto HUGO DURNEY W. Ingeniero Electrónico, Universidad Tecnológica Metropolitana Departamento de Electricidad e-mail: [email protected]

Autores

CÉSAR CASTRO G. Universidad Tecnológica Metropolitana Departamento de Electricidad e-mail: [email protected] Roger Ortiz S. Universidad Politécnica de Catalunya, ETSETB (www.etsetb.upc.es)

URL donde se encuentra el proyecto. Localización

http://trilogia.blogutem.cl/files/2015/01/articulo4_tril ogia_vol24n34.pdf

Resumen del proyecto : Diseño e Implementación de Radioenlaces y Estaciones Repetidoras WI-FI para Conectividad de Escuelas Rurales en Zona Sur de Chile un resumen general del desarrollo de una red piloto que integra tecnología WI-FI con plataformas tipo embedded para la inclusión y conectividad de zonas rurales aisladas. Se indican aspectos relevantes del diseño e implementación de los enlaces inalámbricos proyectados, tales como el uso de las herramientas de modelado utilizadas y algunos resultados verificados en terreno, permitiendo así definir las líneas futuras de trabajo para la necesaria continuidad de la intervención.

Análisis propio del proyecto: enfocado al uso de antenas, parámetros y de las antenas Frecuencia: La frecuencia portadora de la señal transmitida. El modelo ITM es relativamente insensible a la frecuencia, frecuentemente un valor definido puede cubrir un amplio ancho de banda. 2. Distancia: La distancia circular entre dos terminales. 3. Altura de antenas: Corresponde a la altura del centro de radiación por sobre la elevación del terreno, se define en cada terminal. 4. Polarización: La polarización de las antenas puede ser vertical u horizontal. El modelo asume que ambas antenas usan la misma polarización. Los parámetros del entorno describen estadísticamente las características del lugar en donde operará el sistema. Estos parámetros son independientes del sistema de radio. 5. Variable de terreno irregular ∆h: Las irregularidades del terreno que se encuentra entre dos terminales se tratan como una función aleatoria de la distancia entre los terminales. Para caracterizar esta función, el modelo ITM utiliza un único valor de ∆h para representar de forma simplificada la altura promedio de las irregularidades en el terreno. 6. Constantes eléctricas del terreno: La permitividad relativa (constante dieléctrica) y la conductividad de la tierra. 7. Refractividad de la superficie NS: Las constantes atmosféricas y en particular la Refractividad atmosférica, deben ser tratadas como funciones aleatorias de posición y tiempo. En la mayoría de los casos esta función aleatoria puede ser caracterizada por un valor único NS que representa el valor normal de la Refractividad cercana al nivel de la tierra o superficie. Usualmente se mide en N-unidades (partes por millón).

8. Clima: Se describe cualitativamente por un conjunto discreto de etiquetas. En conjunto con NS, el clima se utiliza para caracterizar la atmósfera y su variabilidad en el tiempo. ¿Será de utilidad el proyecto consultado para el desarrollo del proyecto que se ha planteado? Justifique la respuesta. El proyecto Diseño e Implementación de Radioenlaces y Estaciones Repetidoras WI-FI para Conectividad de Escuelas Rurales en Zona Sur de Chile, de 2012; es muy claro y comprende una amplia extensión en cuanto a lo que se pretende con la realización del proyecto del curso antenas y propagación de la unad tales como enlaces sin línea de vista conectados mediante la utilización de antenas repetidoras.

Tabla 1: Proyecto de conectividad

3. Planteamiento del proyecto: La Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD está distribuida en ocho (8) zonas en Colombia y cada zona está conformada por un grupo de centros. Cada estudiante debe informar el centro en el que se encuentra matriculado e identificar la zona a la que pertenece de acuerdo a la siguiente tabla: Centros de la UNAD a nivel nacional Zona Amazonia y Orinoquia Zona Centro Boyacá Zona Caribe Zona Centro Bogotá – Cundinamarca Zona Centro Oriente Zona Centro Sur Zona Occidente Zona Sur Tabla 2: Centros de la UNAD a nivel nacional

Una vez identificada la zona, es necesario ubicar tres puntos geográficos, y por cada punto obtener las coordenadas de latitud, longitud, y altura. Las ubicaciones de los puntos geográficos (emplazamiento de las antenas), debe cumplir las siguientes restricciones del proyecto del curso: a. La distancia entre la Unidad A (Origen) y la Unidad C (Destino), debe ser de al menos de 45 Km. La distancia seleccionada entre los puntos A y C corresponde a 45.7 kilómetros comprendidos entre los municipios de tocaima Cundinamarca y Carmen de Apicalá Tolima.

b. Según el perfil de elevación entre la Unidad A (Origen) y la Unidad C (Destino), no debe haber línea de vista directa. Capture el perfil de elevación (con una captura de pantalla en donde se aprecie la fecha y hora de elaboración de esta), evidencie la distancia entre la Unidad A (Origen) y la Unidad C (Destino), mayor a 45 Km; y que no presente línea de vista directa.

Punto geográfico Centro de la UNAD Unidad Zona Centro Bogotá – Unidad A (Origen) Cundinamar ca Unidad B (Repetidora) Unidad C (Destino)

Longitud Latitud

Altur a

633 74°36'56. 4°27'50.46 mts 36"O "N 74°41'2.1 682 4°17'58.20 7"O mts "N 74°46'21. 4° 50"O 5'11.83"N

Tabla 3: Zona UNAD y puntos geográficos del proyecto

327 mts

BIBLIOGRAFÍA:

Espectro radioeléctrico Ramos, F. (2007). Gestión del espectro radioeléctrico. Radiocomunicaciones. Barcelona. Marcombo, pp.9-13. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?p pg=18&docID=3175449&tm=1529599517694 Frecuencias de transmisión y aplicaciones Jiménez, C. R. (2014). Análisis del mercado de productos de comunicaciones (uf1869), pp. 149-152. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?p pg=154&docID=4310535&tm=1529601437950 Generalidades de Antenas Jiménez, C. R. (2014). Análisis del mercado de productos de comunicaciones (uf1869), pp. 153-159. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?p pg=158&docID=4310535&tm=1529601560105 Tipos de Antenas Ramos, F. (2007). Radiocomunicaciones. Barcelona: Marcombo, pp. 6598 Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?p pg=74&docID=3175449&tm=1529602144079

https://www.ane.gov.co/images/ArchivosDescargables/Comentarios/cna bf/CUADRO_CNABF.pdf

https://www.wni.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=5 0:los&catid=31:general&Itemid=79