1. Tpicos Selectos de comunicacin Unidad 2 Integrantes: Chong lvarez Xiu Li Gordillo Osorio Carlos Humberto Lpez Martnez Nayeli 28 de marzo del 2014.

2. ndice Introduccin....4 Antenas5 Parmetros generales de una antena.....6 Impedancia...7 Eficiencia...8 Patrn de radiacin..9 Campos cercanos y lejanos..10 Ganancia directiva y ganancia de potencia....11 Polarizacin de la antena..12 Ancho del haz de la antena..13 Ancho de banda de la antena...14 Tipos de antena..15 Antena colectiva.16 Antena de cuadro...17 Antena de reflector o parablica...18 Antena lineal....19 Antena multibanda..20 Dipolo de media onda.21 Antena yagi..22 2 3. Lnea de transmisin..23 Parmetros distribuidos......24 Tipos de lneas de transmisin...25 Lneas de transmisin de conductor paralelo o Lnea de transmisin de cable abierto26 Par de cables protegido con armadura...27 Lneas de transmisin coaxial o concntrica..28 Caractersticas de la transmisin...29 Constantes primarias......30 Constantes secundarias....31 Factor de velocidad..32 Prdidas en la lnea de transmisin..33 Prdida del conductor.34 Prdida por radiacin.....35 Prdida por calentamiento del dielctrico..36 Prdida por acoplamiento37 Relacin de onda estacionaria..38 Onda estacionaria en una lnea abierta.....40 Onda estacionaria en una lnea en cortocircuito..41 Coeficiente de atenuacin.42 Coeficiente de desplazamiento.43 Coeficiente de reflexin.44 Longitud de onda45 Ejemplo para estacin base..46 Conclusin de Humberto.49 Conclusin de Xiu.50 Conclusin de Nayeli....51 Fuentes de informacin...52 3 4. Introduccin A continuacin se presentar el tema de Antenas y Lneas de transmisin, incluyendo definiciones, caractersticas, parmetros y otros datos de importancia. 4 5. Antenas. Es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la lnea de transmisin (el cable o gua de onda) en ondas electromagnticas que se pueden transmitir por el espacio libre. En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una seal y esta es radiada por el espacio libre. 5 6. Parmetros generales de una antena Una antena va a formar parte de un sistema, por lo que tenemos que definir parmetros que la describan y nos permita evaluar el efecto que va a producir sobre nuestro sistema. 6 7. Impedancia Como el transmisor producir corrientes y campos, a la entrada de la antena se puede definir la impedancia de entrada mediante la relacin tensin- corriente en ese punto. Esta impedancia poseer una parte real Re(w) y una parte imaginaria Ri(w), dependientes de la frecuencia. 7 8. Eficiencia. La Eficiencia de Radiacin se define como la relacin entre la potencia radiada por la antena y la potencia que se entrega a la misma antena. La Eficiencia de Adaptacin o Eficiencia de Reflexin es la relacin entre la potencia que le llega a la antena y la potencia que se le aplica a ella. 8 9. Patrn de Radiacin Un patrn de radiacin es un diagrama polar o grfica que representa las intensidades de los campos o las densidades de potencia en varias posiciones angulares en relacin con una antena. Si el patrn de radiacin se traza en trminos de la intensidad del campo elctrico (E) o de la densidad de potencia (P), se llama patrn de radiacin absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad de potencia en relacin al valor en un punto de referencia, se llama patrn de radiacin relativo. 9 10. Campos Cercanos y Lejanos. El termino campo cercano se refiere al patrn de campo que esta cerca de la antena, y el termino campo lejano se refiere al patrn de campo que est 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 esta en el campo cercano regresa a la antena. El campo cercano se llama a veces campo de induccin. La potencia que alcanza el campo lejano continua irradiando lejos y nunca regresa a la antena por lo tanto el campo lejano se llama campo de radiacin. 10 11. Ganancia Directiva y Ganancia de Potencia. La ganancia directiva es la relacin de la densidad de potencia radiada en una direccin en particular con la densidad de potencia radiada al mismo punto por una antena de referencia, suponiendo que ambas antenas irradian la misma cantidad de potencia. La ganancia de potencial es igual a la ganancia directiva excepto que se utiliza el total de potencia que alimenta a la antena (o sea, que se toma en cuenta la eficiencia de la antena). 11 12. Polarizacin de la Antena. La polarizacin de una antena se refiere solo a la orientacin del campo elctrico radiado desde sta. Una antena puede polarizarse en forma lineal (por lo general, polarizada horizontal o vertical), en forma elptica o circular. Si una antena irradia una onda electromagntica polarizada verticalmente, la antena se define como polarizada verticalmente; si la antena irradia una onda electromagntica polarizada horizontalmente, se dice que la antena est polarizada horizontalmente; si el campo elctrico radiado gira en un patrn elptico, est polarizada elpticamente; y si el campo elctrico gira en un patrn circular, est polarizada circularmente. 12 13. Ancho del Haz de la Antena. El ancho del haz de la antena es slo la separacin angular entre los dos puntos de media potencia (-3dB) en el lbulo principal del patrn de radiacin del plano de la antena, por lo general tomando en uno de los planos "principales". 13 14. Ancho de Banda de la Antena. El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la operacin de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general, se toma entre los puntos de media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la antena. 14 15. Tipos de antenas Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisin de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin existen diferentes tipos: 15 16. Antena colectiva. Antena receptora que, mediante la conveniente amplificacin y el uso de distribuidores, permite su utilizacin por diversos usuarios. Las antenas tipo Flat Panel son muy direccionales ya que la mayora de su potencia radiada es una sola direccin ya sea en el plano horizontal o vertical, en el patrn de elevacin y en el patrn de azimuth se puede ver la directividad de la antena Flat Panel.. 16 17. Antena de cuadro. Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace til en radiogoniometra. 17 18. Antena de reflector o parablica. Antena provista de un reflector metlico, de forma parablica, esfrica o de bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la potencia de las ondas; se utiliza especialmente para la transmisin y recepcin va satlite. 18 19. Antena lineal. La que est constituida por un conductor rectilneo, generalmente en posicin vertical. 19 20. Antena multibanda. La que permite la recepcin de ondas cortas en una amplitud de banda que abarca muy diversas frecuencias. 20 21. Dipolo de Media Onda. El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas ms ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2 MHz, la longitud fsica 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. 21 22. Antena Yagi. Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepcin de seales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo elctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. (figura siguiente) Los elementos no activados se denominan parsitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parsitos. Su ganancia esta dada por: G = 10 log n donde n es el nmero de elementos por considerar. 22 23. Lnea de Transmisin. Es cualquier sistema de conductores, semiconductores, o la combinacin de ambos, que puede emplearse para transmitir informacin, en la forma de energa elctrica o electromagntica entre dos puntos. 23 24. Parmetros distribuidos. Se le llama as cuando las constantes primarias estn distribuidas uniformemente en toda la longitud de la lnea. 24Circuito equivalente de una lnea de transmisin. 25. Tipos de lneas de transmisin. 25 26. Lneas de transmisin de conductor paralelo o Lnea de transmisin de cable abierto. Consiste simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo separados por aire. Los espaciadores no conductivos se colocan a intervalos peridicos para apoyarse y mantener se a la distancia, entre la constante de los conductores. La distancia entre los dos conductores generalmente est entre 2 y 6 pulgadas. 26 27. Par de cables protegido con armadura. Para reducir las prdidas por radiacin e interferencia, frecuentemente se encierran las lneas de transmisin de dos cables paralelos en una malla metlica conductiva. La malla se conecta a tierra y acta como una proteccin. La malla tambin evita que las seales se difundan ms all de sus lmites y evita que la interferencia electromagntica llegue a los conductores de seales. 27 28. Lneas de transmisin coaxial o concntrica Las lneas de transmisin de conductores paralelos son apropiadas para las aplicaciones de baja frecuencia. Sin embargo, en las frecuencias altas, sus prdidas por radiacin y prdidas dielctricas, as como su susceptibilidad a la interferencia externa son excesivas. Por lo tanto, los conductores coaxiales se utilizan extensamente, para aplicaciones de alta frecuencia, para reducir las prdidas y para aislar las trayectorias de transmisin. 28 29. Caractersticas de la transmisin. Las caractersticas de una lnea de transmisin se llaman constantes secundarias y se determinan con las cuatro constantes primarias. Las constantes secundarias son impedancia caracterstica y constante de propagacin. 29 30. Constantes primarias. Resistencia de cd en serie. /m Inductancia en serie. H/m Capacitancia en paralelo. F/m Conductancia en paralelo. 30 31. Constante secundarias. La impedancia caracterstica (Z0) de una lnea de transmisin es una cantidad compleja que se expresa en ohms, que idealmente es independiente de la longitud de la lnea, y que no puede medirse. La constante de propagacin (a veces llamada el coeficiente de propagacin) se utiliza para expresar la atenuacin (prdida de la seal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una lnea de transmisin. 31 32. Factor de velocidad. Una consideracin importante en aplicaciones de lneas de transmisin es que la velocidad de la seal en la lnea de transmisin es ms lenta que la velocidad de una seal en el espacio libre. La velocidad de propagacin de una seal en un cable es menor que la velocidad de propagacin de la luz en el espacio libre, por una fraccin llamada factor de velocidad. 32 33. Prdidas en la lnea de transmisin. Para propsitos de anlisis se consideran las lneas sin perdidas o ideales, como todo en la electrnica se considera ideal, pero no lo son. En las lneas existen ciertos tipos de perdidas a continuacin har una breve descripcin de ellas. 33 34. Prdida del conductor. Como todos los materiales semiconductores tienen cierta resistencia finita, hay una perdida de potencia inherente e inevitable. 34 35. Prdida por radiacin. Si la separacin, entre los conductores en una lnea de transmisin, es una fraccin apreciable de una longitud de onda, los campos electroestticos y electromagnticos que rodean al conductor hacen que la lnea acte como antena y transfiera energa a cualquier material conductor cercano. 35 36. Prdida por calentamiento del dielctrico. Una diferencia de potencial, entre dos conductores de una lnea de transmisin causa la prdida por calentamiento del dielctrico. 36 37. Prdida por acoplamiento. La prdida por acoplamiento ocurre cada vez que una conexin se hace de o hacia una lnea de transmisin o cuando se conectan dos partes separadas de una lnea de transmisin. 37 38. Relacin de onda estacionaria La relacin de onda estacionaria (SWR), se define como la relacin del voltaje mximo con el voltaje mnimo, o de la corriente mxima con la corriente mnima de una onda. A ello tambin se llama relacin de voltajes de onda estacionaria. (VSWR). En esencia es una medida de la falta de compensacin entre la impedancia de carga y la impedancia caracterstica de la lnea de transmisin. 38 39. La ecuacin correspondiente es : (Adimensional) Los mximos de voltaje (Vmax) se presentan cuando las ondas incidentes y reflejadas estn en fase ( es decir, sus mximos pasan por el mismo punto de la lnea, con la misma polaridad) y los mnimos de voltaje(Vmin) se presentan cuando las ondas incidentes y reflejadas estn desfasadas 180. La ecuacin queda: 39 40. Ondas estacionarias en una lnea abierta. Cuando las ondas incidentes de voltaje y corriente alcanzan Las caractersticas de una lnea de transmisin terminada en un circuito abierto pueden resumirse como sigue: 1. La onda incidente de voltaje se refleja de nuevo exactamente como si fuera a continuar (o sea, sin inversin de fase). 2. La onda incidente de la corriente se refleja nuevamente 1800 de como habra continuado. 3. La suma de las formas de ondas de corriente reflejada e incidente es mnima a circuito abierto. 4. La suma de las formas de ondas de corriente reflejada e incidente es mxima a circuito abierto. 40 41. Ondas estacionarias en una lnea en cortocircuito. Las caractersticas de una lnea de transmisin terminada en corto puede resumir como sigue: 1. La onda estacionaria de voltaje se refleja hacia atrs 180 invertidos de cmo habra continuado. 2. La onda estacionaria de corriente Se refleja, hacia atrs, como si hubiera continuado. 3. La suma de las formas de ondas incidentes y reflejadas es mxima en el corto. 4. La suma de las formas de ondas incidentes y reflejadas es cero en el corto. 5. Para una lnea de transmisin terminada en un cortocircuito o circuito abierto, el coeficiente de reflexin es 1 (el peor caso) y la SWR es infinita (tambin la condicin de peor caso). 41 42. Coeficiente de atenuacin. Es la reduccin de Voltaje o corriente. 42 43. Coeficiente de desplazamiento. Es el desplazamiento de fase por unidad de longitud 43 44. Coeficiente de reflexin. Es una cantidad vectorial que representa la relacin del voltaje reflejado entre el voltaje incidente, o la corriente reflejada entre la corriente incidente. 44 45. Longitud de Onda. Es la distancia de un ciclo en el espacio. 45 46. Ejemplo para estacin base 46 47. SAH58-120-16. Antena Sectorial de 5.8 GHz con polarizacin vertical de 17 dBi y cobertura de 120 Esta antena sectorial de 5.8 GHz es robusta y resistente a la intemperie construida con una resistente cubierta de plstico ABS con proteccin de rayos UV y un robusto montaje galvanizado para una larga duracin en las condiciones ms demandantes. Para tener una cobertura de 360 (como una antena omnidireccional) y un largo alcance (como una antena direccional) deberemos instalar o tres antenas sectoriales de 120 4 antenas sectoriales de 90. 47 48. LMR400 48 Metro de Cable Coaxial tipo LMR400 de baja prdida Times Microwave Systems o Pacific Wireless Atenuacin 6.8 dB en 30.48 mts. @ 2.4 GHz a 25 C y 10.8 dB en 30.48 mts @ 5.8 GHz a 25 C. 49. Conclusin de Humberto. 49 Mediante este trabajo, nos damos cuenta de los diferentes parmetros que se usan en las comunicaciones con antenas y cada uno de estos factores influyen en la transmisin y recepcin de datos por lo cual es conveniente cuidar los detalles al momento de disear los enlaces usando antenas y lneas de transmisin. 50. Conclusin de Xiu. Se puede observar como para el diseo y uso de una antena, como en cualquier otro tipo de dispositivo, hay que tomar en cuenta diferentes parmetros y caractersticas para un ptimo desempeo; al igual que en una lnea de transmisin, ya que en ambos hay que tomar en cuenta como obtener lo mejor de ellos evitando las prdidas que se puedan presentar. Tanto de las antenas como de las lneas de transmisin hay diferentes tipos y hay que conocerlos bien para elegir el que mejor nos convenga. 50 51. Conclusin de Nayeli. Las antenas sirven para comunicar con ayuda de las lneas de transmisin 51 52. Fuente de informacin. http://es.wikipedia.org/ www.monografias.com www.rincondelvago.com/ proton.ucting.udg.mx http://www.ipwireless.com.mx/accesorios.html 52