Curso de Doctorad0

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ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES (Conceptos básicos)
Preparado por Manuel Rico Secades Actualizado en
Octubre 2005 Se ha utilizado como base la
documentación preparada por José Marcos Alonso
Álvarez y presentaciones y figuras preparadas por
Javier Sebastián y Zúñiga y Juan Angel Martínez
Esteban
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Conceptos previos
La comunicación es un concepto amplio que engloba
a cualquier sistema de transferencia de
información entre dos puntos. En nuestro caso
la información está contenida en alguno de los
parámetros (amplitud, frecuencia, desfase) de una
señal eléctrica (tensión o corriente). Medios
habituales de comunicación son Cables
eléctricos (par trenzado, cable coaxial,
etc) Ondas electromagnéticas (Radio, enlaces de
microondas) Señales ópticas (Infrarrojos)
Información
Transmisión de la información a distancia
Receptor
Transmisor
Medio físico
Información
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Conceptos previos
Se recuerda la transmisión digital de información
vía transmisión serie entre equipos de navegación
utilizando como medio el cable eléctrico.
Interface NMEA 0183 ("National Maritime
Electronic Association") Interface
RS-232-C Interface propios de fabricante
Garmín, NavBus, etc
La descripción de este tipo de interfaces se ha
incluido en el módulo de Electrónica Digital.
Esta presentación se centra principalmente en la
transmisión Radioeléctrica.
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Conceptos previos
Transmisión radioeléctrica
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Transmisión en simplex
Conceptos previos
Información
Ejemplo Mando a distancia de garaje
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Conceptos previos
Transmisión en semiduplex (half duplex)
Información
Antena
Información
Antena
Transmisor
Conmutador
Conmutador
Información
Información
Antena
Información
Antena
Conmutador
Conmutador
Información
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Transmisión en semiduplex (half duplex)
Conceptos previos
Antena
Información
Información
Antena
Conmutador
Conmutador
Información
Ejemplo radioteléfono
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Transmisión en duplex (full duplex)
Conceptos previos
Información
Información
Transmisor f1 Filtro
Transmisor f2 Filtro
Receptor f2 Filtro
Receptor f1 Filtro
Antena
Antena
Ejemplo teléfono inalámbrico
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Transmisión en duplex (full duplex)
Conceptos previos
Opciones para enviar y recibir de forma
simultanea Multiplexación en frecuencia (FDD).
Cada mensaje va en un canal
(banda de frecuencias) Multiplexación en el
tiempo (TDD). Solo se utiliza una
frecuencia y se reparten el tiempo de transmisión
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ONDA ELECTROMAGNÉTICA
En el entorno de un conductor por el que circula
una corriente aparecen dos campos de fuerza
perpendiculares entre si Uno eléctrico y otro
magnético. El conjunto se denomina campo
electromagnético que se propaga a la velocidad de
la luz (c 3. 108 m/s) en dirección
perpendicular a los dos campos.
H
I
-
I

E
Campo magnético
Campo eléctrico
E
Sentido de propagación
H
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Parámetros de una onda electromagnética (OE)
?
T
x
t
? longitud de onda T periodo f
frecuencia c velocidad (? 3.108 m7s)
? C. T
C ?. f
T 1/f
La longitud de onda (?) es la distancia entre dos
frentes de onda.
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Polarización de la Ondas electromagnéticas
-
Dirección de propagación
E
E
H
Dirección de propagación
H

ANTENA HORIZONTAL
ANTENA VERTICAL
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Espectro de la ondas electromagnéticas
Aplicaciones Experimental Experimental Nave
gación Satélite a satélite Repetidor de
microondas Tierra a satélite Radar UHF
TV Moviles, aeronáutica VHF TV y FM Radio
Móvil Negocios Radio aficionados internacional Ban
da Civil Radiodifusión AM Aeronáutica Cable
submarino Navegación Radio transoceánica Teléfono
Telégrafo
Medios Rayos láser radio en
microondas Radio en onda corta radio
en onda larga
Ultravioleta visible Infrarrojo Ondas
milimétricas Frecuencias super altas
(SHF) Frecuencias ultra altas (UHF)
Frecuencias muy altas (VHF) Frecuencias Altas
(HF) Frecuencias Medias (MF) Frecuencias
Bajas (LF) Frecuencias muy bajas (VLF) Audio
1015 Hz
Fibra óptica Guías de onda Cable
coaxial Par de alambres
10-6 m
1014 Hz
100 GHz
1 cm
10 GHz
10 cm
1 GHz
1 m
100 MHz
10 m
10 MHz
100 m
10 MHz
1 Km
100 KHz
10 Km
10 KHz
100 Km
1 KHz
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Espectro electromagnético Todos los cuerpos
emiten radiación y el tipo de radiación que
emiten depende de la energía que posee cada
cuerpo el sol emite con una energía diferente a
la que pueda emitir una lámpara, aunque sean de
la misma naturaleza. La luz es una onda
electromagnética así como las ondas de radio.
Todas las diferentes ondas se encuentran
agrupadas en un espectro que contiene todo el
rango de radiación desde la luz visible a la no
visible como infrarrojos, ultravioletas, o rayos
tan energético y peligrosos como los rayo gamma,
los rayos X o las microondas. En sistemas de
comunicación, navegación o emisión de televisión
se trabaja con frecuencias comprendidas entre 300
MHz y 3000 Mhz, que expresado en longitud de onda
es de 1 m a 0,1 m.
El término longitud de onda se utiliza cuando se
habla de ondas que se transmiten por el aire,
como por ejemplo las ondas de radio o televisión
y que tienen una frecuencia muy elevada.
Resulta más fácil entonces definirlas por su
longitud que es la distancia (expresada
generalmente en metros) que recorre un ciclo
completo de la onda en el espacio. Por ejemplo
una longitud de onda de 1 metro significa que la
onda recorre en el espacio un metro de una cresta
a otra, lo cual da una idea de su velocidad o
frecuencia. Cuanto mayor es la frecuencia, menor
será la longitud de onda.
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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Radar Microondas
Infrarrojo
Rayos Cósmicos
20K
1G
10G
100G
Visible
DC
50
300
2M
4M
22M
UV
156M
162M
f
Voz Audio 103
109
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1010
Radio Hectométricas BLU Socorro 2182 KHz
RADAR MARINO Banda X 5.2 - 10.9 GHz Banda S
1.65 - 5.2 GHz
Decamétricas BLU
FM (VHF)
dB
156.80MHz
f
25 KHz
Canal 16 (Socorro)
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Espectro de la ondas electromagnéticas
Nomenclatura
VLF Very Low Frequency 3 a 30 KHz Ondas
miriamétricas LF Low Frequency 30 a 300
KHz Ondas Kilométricas MF Medium Frequency 300
a 3000 KHz Ondas Hectométricas HF High
Frequency 3 a 30 MHz Ondas decamétricas VHF Ver
y High Frequency 30 a 300 MHz Ondas
métricas UHF Ultra High Frequency 300 a 3
GHz Ondas decimétricas SHF Super High
Frequency 3 a 30 GHz Ondas centimétricas EHF Ex
tremely High Frequency 30 a 300 GHz Ondas
decimétricas