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UD9. ELEMENTOS, MEDIDAS Y PRUEBAS EN UN SISTEMA DE

RADIOCOMUNICACIONES

OBJETIVOS

OBJETIVOS:

• Conocer los diferentes medios de transmisiónguiados y no guiados

• Conocer los distintos componentes utilizados enuna instalación de radiocomunicaciones

• Manejar los distintos instrumentos utilizados pararealizar medidas en un sistema deradiocomunicaciones.

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EMISIÓN Y RECEPCIÓN

Es necesario el disponer de un elemento que sea capaz de adaptar la señal deinformación al medio, convirtiéndola en una señal radioeléctrica. A esteelemento lo llamaremos emisor o transmisor.

Para que la comunicación sea efectiva y exista una transferencia real deinformación, es imprescindible que exista en el otro extremo un dispositivocapaz de extraer la señal de información que viaja sobre la señalradioeléctrica. Este elemento recibirá el nombre de receptor.

En comunicaciones símplex, como la radio o la televisión, el emisor y elreceptor serán dos dispositivos muy diferentes entre sí. Sin embargo, encomunicaciones dúplex (tanto half-duplex como full-duplex), como sucede conel teléfono móvil o unwalkie-talkie, es habitual que el transmisor y el receptorestén integrados en un mismo dispositivo o aparato. En este caso, recibirá elnombre de transceptor.

TRANSMISIÓN DE DATOSConcepto de canal y circuito

Se define como canal el conjunto de todos los elementosque sucesivamente intervienen en la transmisión deseñales en un sentido.

No hay que confundir canal y circuito.

Un canal está constituido por el medio de transmisión(línea), más el transmisor y el receptor, y es unidireccional.

Un circuito puede tener uno o varios canales, ycomunicarse en uno o en dos sentidos simultáneamente.

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TRANSMISIÓN DE DATOSTipos de circuitos

1. Circuito simplex: Las señales se transmiten en un solo sentido. Hay un solo canal.

2. Circuito semiduplex: Las señales se transmiten enambos sentidos pero no simultáneamente. En un instantehay un canal a un sentido, a otro hay un canal en sentidocontrario.

TRANSMISIÓN DE DATOSTipos de circuitos

3. Circuito duplex: Puede circular información en ambossentidos simultáneamente, esto es, puede tener doscanales simultáneos.

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TRANSMISOR

El transmisor debe procesar la señal de información querecibe a su entrada de forma que sea posible enviarla através del medio de transmisión para ser recibida ydecodificada en el otro extremo. Dependiendo de latecnología empleada, los transmisores utilizadospresentarán diferencias notables entre sí.

TRANSMISOR

• Filtrado: la señal de información se filtra para eliminar lascomponentes no deseadas y ajustarla al ancho de bandadisponible en el canal.

“A modo de ejemplo, si queremos enviar una señal de vozen un ancho de banda de 8 kHz, es necesario filtrar lasfrecuencias que se encuentran fuera de esa banda y que síestarán a la salida del micrófono.”

• Modulación: a continuación, la señal se modulará sobreuna o varias portadoras de radiofrecuencia, en función dela modulación empleada.

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TRANSMISOR

• Amplificación: una vez modulada la señal, es necesarioamplificarla para compensar las pérdidas del medio detransmisión y conseguir un buen alcance.

• Filtrado: ya que el amplificador puede introducirdistorsiones y frecuencias no deseadas, en algunossistemas se vuelve a filtrar la señal antes de entregarla almedio de transmisión, evitando así interferir en canalesvecinos.

RECEPTOR

El receptor debe realizar la función inversa al transmisor,es decir, extraer la señal información de señal deradiofrecuencia sobre la que viaja.

• Amplificación en radiofrecuencia: como normageneral, es conveniente amplificar la señal captada por laantena antes de realizar cualquier procesado sobre ella.De este modo, evitamos empeorar la relación S/N.

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RECEPTOR

• Amplificación en frecuencia intermedia: una vezconvertida la señal de radiofrecuencia a una frecuenciaintermedia en la que resulte más sencillo trabajar con ella,y tras realizar un filtrado que elimine componentes nodeseados, vuelve a amplificarse la señal.

• Amplificación en banda base: tras demodular la señalpara obtener la información contenida en ella, vuelve aamplificarse antes de entregarse a la salida del receptor.Entendemos por banda base a la banda de frecuenciasque corresponde a la señal que produce el transductorasociado a esa señal. Así, por ejemplo, en sonido la bandabase estará comprendida, como máximo, entre 20-20 kHz,que corresponde a las frecuencias obtenidas a la salida deun micrófono.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Cuando la transmisión se realiza medianteuna señal electromagnética confinada en elinterior de un medio de transmisión, decimosque se trata de un medio de transmisiónguiado.Existen diversos tipos de medios guiados:

Cables de pares: Los cables de pares, comosu nombre indica, están formados por uno omás pares de hilos de cobre aislados ytrenzados entre sí. Este trenzado consiguereducir las interferencias externas y lacomunicación cruzada (diafonía) entre parescontiguos.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Dentro de los cables de pares se distinguen los siguientestipos:• UTP (Unshielded Twisted Pair, par trenzado sin blindar):no existe ningún blindaje conductor recubriendo a los pares.Son más sensibles a las interferencias, por lo que surendimiento en largas distancias es menor.

• STP (Shielded Twisted Pair, par trenzado blindado): lospares están recubiertos por una malla o lámina de materialconductor eléctrico. Este blindaje añade un cierto grado deinmunidad al ruido e interferencias, por lo que presentaránun mejor rendimiento que los UTP, aunque su coste serámayor.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

• FTP (Foil screened Twisted Pair, par trenzadocon pantalla global): el blindaje consiste en unalámina de material conductor que va trenzadajunto con los pares, aumentandoconsiderablemente el blindaje y la inmunidad alruido.Se distinguen en categorías en función del anchode banda que son capaces de soportar. Desde lacategoria 1, con un ancho de banda de unos 400kHz, utilizados casi exclusivamente para telefonía,hasta la categoría 8, que permitirá anchos debanda por encima de 1 GHz.Su mayor inconveniente es mal comportamientocuando se incrementa la distancia, así cada 4 o 5Km necesitan amplificación.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Cables coaxiales: Los cables coaxiales estánformados por dos conductores concéntricos,separados entre sí por un material dieléctrico.El conductor exterior aporta un buen nivel deinmunidad frente a las interferencias y ruidoexternos. La distancia entre ambosconductores debe mantenerse contante, yaque de ella dependen las característicaseléctricas del cable.Por este motivo, durante la instalación decoaxiales se debe evitar superar el radiomínimo de curvatura, así como losaplastamientos o golpes. La mayoría de loscables utilizados en las instalaciones deradiocomunicaciones tienen impedanciascaracterísticas de 50 o 75 Ω.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOSCuriosidad del cable coaxial

La impedancia de un cable coaxial viene dada por la expresión:

Er= Constante dieléctricaa = diámetro del conductor exteriorb = diámetro del conductor interiorPolietileno= 2,2 y P. expandido= 1,5

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Fibra óptica La fibra óptica basa su funcionamiento en lapropagación de pulsos de luz confinados en el interior de unmaterial dieléctrico transparente, generalmente derivadosplásticos o vidrio, entre dos puntos.

La luz queda confinada dentro de la fibra gracias a la variacióndel índice de refracción del material con el que se construyen.

Llamamos modo de una fibra a cada uno de los distintoscaminos o trayectos que puede recorrer el haz de luz en suinterior. Así, si solo puede propagarse un modo, estaremos anteuna fibra monomodo, mientras que si son varios se tratará deuna fibra multimodo.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Las fibras multimodo presentan un ancho de banda menor quelas fibras monomodo. Por este motivo, suelen utilizarse paradistancias cortas y conexiones entre equipos, mientras que lasmonomodo son las más apropiadas para enlaces de largadistancia.Como fuente de luz es posible utilizar dos tipos de emisores:• LED (Light Emitting Diode): es el emisor más económico ycon un mayor ciclo de vida, aunque cuenta con las desventajasde tener una respuesta lenta, una mayor dispersión cromática ypoder utilizarse solamente en las fibras monomodo.• LASER (Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiation, o amplificación de luz por emisión estimulada deradiación): aunque tienen un coste más elevado y una vida útilmenor que los diodos LED, sus prestaciones sonconsiderablemente mejores.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Estas fuentes de luz deberán funcionar enalguno de los rangos de longitudes de onda(denominados ventanas), típicos de la fibraóptica:

• Primera ventana: longitud de onda centralde 850 nm. Es la ventana con mayoratenuación, pero permite el uso de fuentesde luz más económicas.

• Segunda ventana: 1.300 nm.

• Tercera ventana: 1.550 nm. Es la ventanacon menor atenuación.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS

Otras características importantes de la fibra óptica son:

• Inmunidad frente a interferencias externas: al no existir unmedio conductor eléctrico, la fibra no es sensible a ningún tipode interferencia electromagnética, ni las provoca a su alrededor.• Tamaño reducido y escaso peso.• Fragilidad, lo que requiere especial cuidado en sumanipulación.• Dificultad para realizar empalmes (fusión de fibras) yconectorizaciones.• Ancho de banda muy elevado.• Posibilidad de recorrer grandes distancias sin necesidad deregeneradores de señal, debido a su baja atenuación.• Privacidad y seguridad en las comunicaciones:

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS

Los medios de transmisión no guiados son aquellos en los quela señal no viaja confinada en un medio.La mayor parte de las comunicaciones no guiadas se realizanmediante el envío y recepción de señales de radiofrecuenciaempleando antenas.Sin embargo, también es posible realizar comunicacionesópticas no guiadas, colocando el transmisor y receptorperfectamente alineados y propagándose la luz a través delaire.En las comunicaciones no guiadas no es necesario que elmedio de transmisión sea un material físico, ya que las ondaselectromagnéticas (y no debemos olvidar que la luz también loes) se propagan a través del vacío.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS

Una antena es un dispositivo que actúa como transductor,permitiendo radiar al espacio libre la señal eléctrica que seaplica en sus bornes, y viceversa.De este modo, podemos utilizar una misma antena pararecepción y/o para transmisión.Las características de la antena dependerán de la aplicación ala que se destine, por lo que resulta de especial importancia elestudio de los parámetros básicos que las definen ycaracterizan.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Introducción

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Radiación

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Propiedades

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Diagrama de radiación

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Diagrama de radiación

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Diagrama de radiación

Diagrama de radiación El diagrama de radiación es unarepresentación gráfica de la densidad de potencia radiada poruna antena en función de la dirección.

Estos diagramas suelen representarse encoordenadas polares, tanto para el planohorizontal (como sucede en la figura)como para el plano vertical. A partir deldiagrama de radiación podemos obtenervarias características de la antena como:• Dirección de apuntamiento o de máximaradiación.• Ganancia.• Ancho de haz.• Relación delante/atrás.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Lectura Diagrama de radiación

Lóbulo Principal.- Corresponde al área donde seconcentra la mayor cantidad de energía y donde seobtiene la mayor ganancia.Lóbulo Secundario.- Corresponden a todos aquellosdistintos al Principal donde su energía es menor y demenor ganancia.Nulos.- Aquellas zonas donde la energía essustancialmente menor, comparada con la principal.Normalmente tiene ganancia negativa.Lóbulos Traseros.- Son aquellos que se encuentranen dirección opuesta.Como se puede ver en este ejemplo, las antenasdistribuyen su energía en diferentes direcciones y condistinto nivel, por lo tanto lo que deberemos hacer esaprovecharlos de la mejor manera.Todas aquellas estaciones que se encuentren en ladirección del lóbulo principal y a igual altura,aprovecharán la mayor ganancia de ésta antena.Aquellas que se encuentren en la dirección de algunode los lóbulos secundarios, sólo aprovecharán unaporción pequeña. Para efectos prácticos es lo mismoque si se tiene una antena de menor ganancia.Aquellas que se encuentren en dirección de los Nulos,serán las menos favorecidas por cuanto esos puntospresentarían ganancias de -35 o -40 dB, en esteejemplo.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Directividad

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS

Directividad

Se define la directividad de una antena como la relación entrela densidad de potencia radiada en la dirección de máximaradiación de la antena y la densidad de potencia que radiaría laantena isótropa de referencia, siendo igual la potencia totalradiada en ambas antenas y realizando las dos medidas a lamisma distancia y dirección.

Una antena es muy directiva si concentra su haz en un ánguloreducido, mientras que será menos directiva cuanto mayor seala apertura de su haz. Una antena muy directiva es pocosensible a las interferencias pero, como contrapartida, necesitade una orientación más precisa.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Impedancia

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS- Impedancia

Impedancia Llamamos impedancia de una antena a laimpedancia de entrada medida entre sus terminales. La partereal de esta impedancia corresponderá a la suma de laresistencia de radiación y la resistencia de pérdidas óhmicas.Así, podemos definir la eficiencia de una antena como larelación entre la potencia radiada y la potencia entregada de lasiguiente forma:

Eficiencia= Rr / (Rr+Rohm)

Donde: Rr y Rohm corresponden a la resistencia de radiación ya la resistencia de pérdidas óhmicas. De esta expresión sededuce que cuanto mayor sea la resistencia de pérdidasóhmicas de una antena menor será su eficiencia. Debeconseguirse que la mayor parte posible de la potenciaentregada a la antena sea radiada.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS- Ancho de banda

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS- Ancho de banda

Relación delante/atrás La relación delante/atrás es el cocienteentre la ganancia en el lóbulo principal del diagrama deradiación (dirección de máxima radiación) y la de cualquierlóbulo situado entre 90º y 270º de este.

Es decir, es la relación entre la ganancia de la antena en sulóbulo principal y la de cualquier lóbulo situado a su espalda.

Ancho de banda El ancho de banda de una antenacorresponde al conjunto de frecuencias para el que esta ha sidodiseñada y en los que su funcionamiento es óptimo.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Polarización

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Polarización

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Polarización

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Polarización

Polarización Llamamos polarización a la figura que describe elcampo eléctrico en la dirección de propagación a lo largo deltiempo. Así, podemos distinguir entre:• Polarización lineal: el campo se propaga describiendo unalínea recta, las polarizaciones lineales más habituales son lavertical y la horizontal.• Polarización circular: el extremo del campo eléctrico en ladirección de propagación viaja describiendo un círculo. Dentrode la polarización circular distinguimos entre polarización aderechas (dextrógira) o a izquierdas (levógira).• Polarización elíptica: como su propio nombre indica, lapolarización elíptica es aquella en la que el campo eléctricoviaja describiendo una elipse en la dirección de propagación.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Polarización

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS - Ganancia

Ganancia

La ganancia de una antena es la relación entre la densidad depotencia radiada de una antena y la que radiaría la antena dereferencia (isótropa o dipolo de media onda), en esa mismadirección y a la misma distancia, suministrándole a ambas lamisma potencia de entrada en sus bornes.

La ganancia se mide en decibelios (dB). Dependiendo de si laantena de referencia es la antena isótropa o el dipolo de mediaonda, se les denominará dBi o dBd, respectivamente.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Eficiencia y Ancho de haz

EficienciaLa eficiencia de una antena es la relación entre la potencia queentregada a sus bornes y la potencia radiada por esta.

Eficiencia = Pradiada / Pentregada

También podemos expresar la eficiencia como el cociente entrela ganancia y la directividad.

Ancho de hazEl ancho de haz corresponde al ángulo formado entre lospuntos que tienen una ganancia de −3 dB respecto al máximode ganancia. Cuanto menor sea el ancho de haz, más directivaserá la antena.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Eficiencia y Ancho de haz

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

Existen diversas clasificaciones de antenas, dependiendo delparámetro al que atendamos. Así, una clasificación clásica es laque distingue entre:• Antenas de hilo: en este tipo de antenas, los elementosradiantes están formados por hilos de conductor. Reciben elnombre de hilo porque su sección es varios órdenes demagnitud más pequeña que la longitud de onda de la señal.Ejemplo de antenas de hilo son los dipolos, las antenas Yagi-Uda y logarítmicas, las antenas helicoidales o el monopolovertical

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

• Antenas de apertura: en lugar deutilizar hilos, estas antenas estánbasadas en el uso de superficies paradirigir o concentrar el haz. El ejemplo máshabitual es la antena parabólica.

• Antenas planas: las antenas planasmás utilizadas son las denominadaspatch antenna, que consisten en una finalámina de metal aplicada sobre unasuperficie plana. Estas antenas seemplean, por ejemplo, en los teléfonosmóviles, dado su reducido coste yfacilidad de fabricación.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

• Array de antenas: en muchas ocasiones, no es suficiente conel uso de una sola antena, sino que se opta por agrupar variasantenas del mismo tipo para conseguir un comportamiento oprestaciones distintas. Así, por ejemplo, podemos crear unaantena de panel para una estación de telefonía móvil medianteel agrupamiento de varios dipolos.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

Según la relación entre su tamaño y lalongitud de onda de la señalelectromagnética se clasifican en:• Antenas elementales: el tamaño de laantena es mucho menor que la longitudde onda. Un ejemplo de antena elementales el dipolo corto, también llamado dipoloelemental.

• Antenas resonantes: el tamaño de laantena es similar en orden de magnitud alde la mitad de la longitud de onda (l/2). Unejemplo de antena resonante es el dipolode l/2 que puede utilizarse de maneraindependiente o como parte de unaantena Yagi-Uda.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

• Antenas directivas: la antena es mucho más grande que lalongitud de onda de la señal. Es el tipo más eficiente de antena,esto hace que, en la práctica, el tamaño de la antena seaproporcional a la longitud de onda de la señal. De este modo,en frecuencias relativamente bajas (MF, HF, VHF) se empleanantenas mucho más grandes que en las bandas de microondas.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

• Monopolo: Estas antenas monopolo se utilizan para latransmisión de frecuencias bajas, como son las estaciones deonda media (AM), debido a que en estas frecuencias la longitudde onda es muy elevada, la longitud física de las antenas esmuy grande y mediante la utilización de estas antenas esposible montar antenas de menor longitud física y elevadorendimiento.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

• El tipo cortina radiante utiliza la torre como soporte de unacortina de hilos (3,6 o 9), normalmente 6 separados de la torre,lo que hace que aumente su diámetro eléctrico y con ello elancho de banda de la antena.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSANTENAS – Tipos de antenas

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSDuplexores y Diplexores

Los duplexores son elementos que permiten utilizaruna misma antena para la transmisión y recepciónde la señal. Así, dispondrán de al menos tres vías,una conectada a la antena, una al transmisor y otraal receptor.

El diplexor cumple una función parecida, por loque en ocasiones tiende a confundirse con elduplexor. La principal diferencia es que el diplexorestá diseñado para conectar equipos de banda defrecuencia muy distinta entre sí a una mismaantena, quedando desacoplados entre sí. En undiplexor las entradas y salidas son selectivas enfrecuencia, algo que no sucede con el duplexor. Eluso de diplexores permite, por ejemplo, transmitirvarios canales de radio FM o de televisión, cadauno de los cuales contará con sus propios equiposde transmisión, compartiendo una misma antena.

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MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOSDistribuidores y Mezcladores

Los distribuidores son elementos que permitenrepartir una señal de entrada entre varias salidas. Sison distribuidores pasivos, es decir, sin alimentaciónexterna, la señal de las salidas decaerá en 3 dBrespecto de la señal de entrada por cada una de lassalidas de las que disponga el dispositivo. Así, laspérdidas habituales de un distribuidor de 4 salidasson de −12 dB.

Los mezcladores realizan la función inversa aldistribuidor, combinando en una salida la señalprocedente de varias entradas. En la mayoría de loscasos, un mismo dispositivo puede utilizarse comomezclador o como distribuidor indistintamente..

INSTALACIÓN ELÉCTRICAEquipos de alimentación

Algunos equipos de radiocomunicaciones se alimentan con corriente continua. Elprincipal motivo para ello es que simplifica el uso de sistemas de alimentaciónininterrumpida basados en baterías (SAI o UPS), ya que permiten su conexióndirecta a ellas, mientras que los equipos cuya alimentación es de corrientealterna requieren del uso de inversores.Para conseguir esta tensión de continua se utilizan los equipos de fuerza. Unequipo de fuerza estará constituido por uno o varios rectificadores que, a partir dela tensión de alimentación en corriente alterna, proveen a la estación deradiocomunicaciones de un suministro de corriente continua y mantienencargadas las baterías.El número de rectificadores empleados dependerá del consumo de los equiposde la estación. Lo mismo sucederá con el número de baterías, que deberándimensionarse evitando una excesiva profundidad de descarga.Habitualmente, se emplearán uno o varios arrays o bancos de baterías de 12 V.Cada array estará constituido por varias baterías conectadas en serie hastaalcanzar la tensión nominal de funcionamiento y los arrays se conectarán entre síen paralelo. Los equipos de alimentación deberán generar las correspondientesalarmas externas cuando se produzca un fallo en el suministro eléctrico, enalguno de los rectificadores o en el banco de baterías.

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INSTALACIÓN ELÉCTRICA Grupos electrógenos

En zonas en las que no existe posibilidadeconómicamente viable de conexión a la red pública dedistribución, o bien en casos de despliegue rápido deestaciones, es posible utilizar grupos electrógenos parasuministrar la potencia necesaria para la estación.• La potencia del grupo electrógeno (expresada enkVA)• El tamaño del depósito del grupo electrógenodeberá permitir un mantenimiento razonable, siendomayor cuanto más difícil o costoso resulte el acceso parael suministro de combustible.• El grupo electrógeno deberá disponer de filtrosadecuados para evitar el paso de transitorios y armónicosal suministro de los equipos electrónicos. • Debeverificarse que el nivel máximo de ruido (medido en dBA)no supere el establecido por la legislación para esa zona.

INSTALACIÓN ELÉCTRICAGrupos electrógenos

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INSTALACIÓN ELÉCTRICAEnergías Renovables

La potencia eléctrica necesaria para elfuncionamiento de los equipos deradiocomunicaciones puede obtenerse tambiéndirectamente de fuentes de energía renovablecomo son la luz solar o el viento.En ambos casos, se trata de fuentes de energíaque no aportan un suministro continuo deenergía, por lo que la instalación deberá contarcon un banco de baterías que permita almacenarla energía sobrante durante el día (energía solar)o durante las horas en las que sopla el vientocon mayor fuerza (energía eólica) para poderutilizarse en ausencia de estas.La instalación de paneles, aerogeneradores ybaterías deberá dimensionarse de tal modo queno se produzca en ningún momento la descargatotal de las baterías, ya que esto ocasionaría elcorte de servicio de la estación.

CUADRO NACIONAL DE ATRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS (CNAF)

El uso del espectro radioeléctrico debe regularse para permitir unacomunicación eficiente y ordenada.En España, esta regulación se realiza desde el Ministerio de Industria,Energía y Comercio, siguiendo las recomendaciones de distintos organismosinternacionales como la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), laConferencia Europea de Administraciones Postales y de Telecomunicación(CEPT), la Unión Europea y el Instituto Europeo de Normas deTelecomunicaciones (ETSI).

Para ello, se publica en el Boletín Oficial del Estado (BOE) el CuadroNacional de Atribución de Frecuencias (CNAF).

Este cuadro, principalmente, divide el espectro radioeléctrico en bandas defrecuencia, asignando a cada una de ellas los servicios y tipos de usoautorizados.

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CUADRO NACIONAL DE ATRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS (CNAF)

El CNAF distingue entre los siguientes tipos de uso del espectro:

• C: uso común. No requiere título habilitante (bandas sin licencia).• E: uso especial. Requiere título habilitante (autorización).• P: uso privativo. Requiere título habilitante (autorización o concesión).• R: uso reservado al Estado.• M: uso mixto (P y R).

El título habilitante consiste en la autorización, o concesión, para el uso deuna determinada banda de frecuencias a un determinado operador. Lostítulos habilitantes deben solicitarse y renovarse al Ministerio de Industria,Energía y Comercio, cuya Secretaría de Estado de Telecomunicaciones ypara la Sociedad de la Información (SETSI) es el organismo encargado de sutramitación.

CUADRO NACIONAL DE ATRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS (CNAF)

Algunos de los servicios definidos en el CNAF son:

• Servicio fijo: servicio de radiocomunicación entre puntos fijos determinados.• Servicio fijo por satélite: servicio de radiocomunicación entre estacionesterrenas fijas cuando se utilizan uno o más satélites.• Servicio entre satélites: servicio de radiocomunicación que estableceenlaces entre satélites artificiales.• Servicio de operaciones espaciales: servicio de radiocomunicación queconcierne exclusivamente al funcionamiento de los vehículos espaciales, enparticular el seguimiento espacial, la telemedida espacial y el telemandoespacial.• Servicio móvil: servicio de radiocomunicación entre estaciones móviles yestaciones terrestres o entre estaciones móviles.– Servicio móvil por satélite– Servicio móvil terrestre– Servicio móvil terrestre por satélite– Servicio móvil marítimo– Servicio móvil aeronáutico

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CUADRO NACIONAL DE ATRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS (CNAF)

• Servicio de radiodifusión: servicio de radiocomunicación cuyas emisionesse destinan a ser recibidas directamente por el público en general. Dichoservicio abarca emisiones sonoras, de televisión o de otro género.• Servicio de radiodeterminación: servicio de radiocomunicación para finesde radiodeterminación (sistemas de ayuda a la navegación, posicionamientopor satélite).• Servicio de ayudas a la meteorología: servicio de radiocomunicacióndestinado a las observaciones y sondeos utilizados en meteorología.• Servicio de frecuencias patrón y de señales horarias: servicio deradiocomunicación para la transmisión de frecuencias especificadas, deseñales horarias, o de ambas de reconocida y elevada precisión, para finescientíficos, técnicos y de otras clases, destinadas a la recepción general.• Servicio de aficionados: servicio de radiocomunicación destinado a lainstrucción individual, la intercomunicación y los estudios técnicos, efectuadopor aficionados, entendiendo como tales a personas debidamente autorizadasque utilizan el servicio con carácter exclusivamente personal y sin ánimo delucro.

INSTRUMENTOS DE MEDIDAReflectómetro

La función de reflectómetro normalmente está integrada en los aparatos demedida que conocemos como analizadores de cable y antenas, oanalizadores de radiocomunicaciones.Una de sus principales aplicaciones es la realización de medidas de ROE.Para ello, el reflectómetro envía un pulso muy corto a través del cable. Siexiste adaptación de impedancias, este pulso debería absorberse en lacarga sin que exista ninguna reflexión de señal. Por el contrario, cuandoexiste alguna desadaptación, parte de la señal incidente se reflejará hacia elreflectómetro, que la medirá y podrá calcular el coeficiente de ondaestacionaria correspondiente.

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INSTRUMENTOS DE MEDIDAAnalizador de espectro

El analizador de espectro es un instrumento de medida que permite ver ladistribución de la potencia de la señal entre sus distintas componentesfrecuenciales. Esto es, ofrece una medida en el dominio de la frecuencia, adiferencia del osciloscopio digital, que trabaja en el dominio del tiempo.Los principales parámetros que deben configurarse antes de realizar lamedida con un analizador de espectro son:• Frecuencia inicial: corresponde a la frecuencia a partir de la cualrealizaremos la medida y que estará situada al inicio del eje horizontal.• Frecuencia final: corresponde a la frecuencia más alta a la que se realizarála medida, coincidirá con el final del eje horizontal.• Frecuencia central: en algunos casos, en vez de indicar la frecuencia inicialy final, seleccionaremos una frecuencia central. En torno a esta frecuencia serealizará la medición con un ancho de banda determinado.

INSTRUMENTOS DE MEDIDAAnalizador de espectro

• Span: llamamos span al ancho de banda mostrado en pantalla.

• Atenuación: para poder adaptarse a señales que presentan un ampliorango de medidas, los analizadores de espectro disponen de atenuadorespara asegurar que la señal de entrada no supera el margen permitido por elaparato.

• Nivel de referencia: en la mayoría de los analizadores de espectro, el nivelde referencia es el valor máximo del eje vertical, es decir, la potencia máximarepresentable en la pantalla. Para poder disponer de un buen rango dinámico,lo ideal es situar el nivel de referencia ligeramente por encima del nivelmáximo de la señal que se está midiendo.

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INSTRUMENTOS DE MEDIDAAnalizador de tramas digitales

Cuando se realiza la comprobación de un sistema digitalde radiocomunicaciones, el nivel de potencia enrecepción no es el único parámetro a tener en cuenta.Pensemos, por ejemplo, en el caso de radioenlacesdigitales que, debido a interferencias o a propagaciónmulticamino, pueden presentar un nivel de potenciaaparentemente correcto y, sin embargo, una mala calidadde señal que impida o dificulte su correcta decodificación.Para medir la tasa de error de bit (BER) se emplean losinstrumentos de medida denominados analizadores detramas digitales. El procedimiento para la realización depruebas en un radioenlace consiste en la conexión entreel canal de recepción y el de transmisión en uno de losextremos del enlace. En el otro extremo se colocará elanalizador de tramas. Así, el analizador enviará a travésdel radioenlace una secuencia determinada de datosque, tras ser recibida en el otro extremo, será enviada devuelta. De este modo, el analizador puede medir lacantidad de bits que se han alterado durante lapropagación.

INSTRUMENTOS DE MEDIDATelurómetro

Es importante que la resistencia de la puesta a tierra de la estación deradiocomunicaciones sea lo más baja posible para garantizar su efectividad.Para realizar su medida, se emplea el equipo denominado telurómetro, quesuele constar de una o varias pinzas y de varios electrodos auxiliares.El procedimiento de medición consiste en conectar la pinza a la toma detierra existente y, a continuación, clavar uno de los electrodos a una distanciade aproximadamente 10 metros en línea recta de la conexión de tierra. El otroelectrodo se clavará 10 metros más adelante en la misma línea recta. Si elequipo dispone de tres electrodos, se procederá de igual forma con el últimode ellos. Este procedimiento de medida recibe el nombre de método deWenner. El valor máximo habitual para las estaciones de radiocomunicacionesdebe ser menor de 5 Ω, difícil de conseguir en muchos tipos de terrenos.

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MEDIDAS DE ROE

La medida de ROE (relación de onda estacionaria) es unade las comprobaciones imprescindibles en las estaciones deradiocomunicaciones. Esto se debe principalmente a que unnivel elevado de ROE produce los siguientes efectos:• Disminuye la potencia radiada al aumentar las pérdidas enel coaxial o antena.• El transmisor puede dañarse debido a la desadaptación deimpedancias.

Para realizar la medida del nivel de ROE, debemos conectarel reflectómetro o analizador de radiocomunicaciones alcoaxial que irá conectado al transmisor. En el otro extremo,debe estar montada la antena. Si todavía no se ha instaladola antena, se colocará una carga de igual impedancia queesta. Tras configurar en el equipo el tipo de medida quedeseamos realizar y calibrarlo correctamente, se iniciará elproceso de medición.

MEDIDAS DE ROE

En la gráfica, el eje horizontal muestra cada unade las frecuencias de la banda de medición y eleje vertical la relación de onda estacionaria paracada una de ellas. En general, se consideraaceptable un valor de ROE inferior a 1,5. Estevalor equivale a una reflexión del 4% de lapotencia. Otra forma de analizar la adaptaciónde impedancias es mediante la medición depérdidas de retorno, como podemos ver en lasiguiente gráfica. Ambos parámetros sonequivalentes y se relacionan mediante laexpresión:

Perdidas retorno = 20 * log ( ROE-1 / ROE+1)

Así, una ROE de 1,5 equivale a unas pérdidasde retorno de aproximadamente −14 dB.

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MEDIDAS DE ROEEjercicios

MEDIDAS DE ROEEjercicios

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MEDIDAS DE POTENCIA

La potencia transmitida por el bastidor puede medirse colocando unanalizador de radiocomunicaciones a su salida. Sin embargo, debemos teneren cuenta que esa potencia no será igual que la potencia que radie laantena ni, por supuesto, la que llegue al receptor. Por ello, se definen lossiguientes conceptos:• Potencia Isotrópica Radiada Equivalente (PIRE): es la potencia queradiaría una antena isótropa (que radia por igual en todas las direcciones) yviene dada por la expresión:

PIRE(dBm) = P t (dBm) – L c (dB) + G a (dB)

Donde Pt es la potencia del transmisor, Lc las pérdidas en el cable yconectores y G a la ganancia de la antena.• Potencia Radiada Aparente (PRA): similar a la PIRE, solo que en estecaso la antena que se toma como referencia no es la antena isótropa sino eldipolo de media onda.

PRA(dBm) = P t (dBm) – L c (dB) + G d (dB)

MEDIDAS DE POTENCIA

Para medir la potencia que se recibe en un punto determinado se emplea elmedidor de campo. Debemos tener en cuenta que la potencia recibida en eldispositivo receptor vendrá dada, de forma simplificada, por la fórmula:

P r (dBm) = PIRE(dBm) – L p – L crx + G a_rx

Donde P r es la potencia recibida, Lc_rx las pérdidas en el cable y conectoresen el receptor, Lp son las pérdidas de propagación y Ga_rx la ganancia de laantena receptora respecto a la isótropa.

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MEDIDAS DE COBERTURA

Una vez desplegada la instalación, es necesario comprobar si esta proveecorrectamente el servicio en toda la zona que estaba proyectado. En funcióndel tipo de servicio, estas medidas de cobertura se podrán realizar dedistintas formas:

• Sondeo: se fijará un conjunto de 10 o 20 puntos en los que, teóricamente, elnivel de potencia recibido debería ser más bajo. Se realizarán varias medidasde recepción en cada uno de esos puntos y se comprobará si se ajustan a loprevisto o no.

• Drive test: en aplicaciones con gran número de usuarios y de situacionesposibles de estos, como sucede con la telefonía móvil, la técnica más habitualpara el estudio de la cobertura consiste en la medición desde un vehículo(drive test). El equipo necesario es relativamente sencillo: un teléfono móvil yun receptor de GPS, ambos conectados a un ordenador portátil equipado conel software de análisis adecuado.

MEDIDAS DE COBERTURA

Las pruebas de integración de una nueva estación de telefonía móvil UMTSmediante drive test suelen seguir un esquema parecido al siguiente:

– Realización de llamadas de voz mientras se recorre con el vehículo todala zona de cobertura de la estación, durante un tiempo mínimo de 1 hora.

– Una o varias videollamadas desde cada uno de los sectores de laestación.

– Una o varias descargas de datos (fichero de varios megas desde cadauno de los sectores de la estación.

– Pruebas de handover: se establece una llamada y se conduce en ladirección opuesta al sector que se está midiendo, para comprobar que eltraspaso de la llamada a la celda vecina se produce correctamente.

Si en alguna de estas pruebas se detectan caídas de llamadas (call dropped),la estación no se aceptará y deberá revisarse la instalación antes de repetir laprueba.

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