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Unidad 3 Antenas

Qu es una antena?

Una antena, en principio, puede ser cualquier conductor de dimensiones

comparables a la longitud de onda de cierta seal. Con frecuencia se considera

a las antenas como transductores de energa electromagntica a corriente

elctrica y viceversa.

Funcionamiento:

Lo que sucede es lo siguiente, la onda que viaja en el espacio se

encuentra con un conductor y direccin apropiada y resuena en el conductor y

al hacer a lo que el atrapaba, produciendo una distribucin de corriente en elconductor. Corriente que puede ser recolectad en las terminales de la antena.

De la misma manera que una onda sonora de cierta frecuencia produce

vibraciones mecnicas en un diapasn, por supuesto que toda clase de

seales llega a una antena receptora, pero solo aq uellas cuya longitud de onda

coincida con las dimensiones de la onda que las resonan.

Longitud de onda

La longitud de onda de una onda describe cun larga es la onda. La

distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamo s

longitud de onda. Las ondas de agua en el ocano, las ondas de aire, y las

ondas de radiacin electromagntica tienen longitudes de ondas.

La letra griega (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en

ecuaciones. La longitud de ond a es inversamente proporcional a la frecuencia

de la onda. Una longitud de onda larga corresponde aun frecuencia baja,

mientras que una longitud de onda corta corresponde a una frecuencia alta.

La frecuencia y longitud de onda de una onda estn relac ionadas entre si

mediante la siguiente ecuacin:

= c/f

Donde, c es la velocidad de la onda, y f es la frecuencia.

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Clasificacin de Antenas

Las antenas son dispositivos conductores utilizados para la emisin y o

recepcin de energa electromagntica.

y Dipolo Isotpico: Antena Teorica que tiene la caracterstica de

irradiar igualmente en todas las direcciones del espacio, dando

lugar a un diagrama de radiacin de tipo pelota. Al ser su

ganancia igual a cero, es usada como antena patrn.

y Antenas omnidireccionales: son aquellas que irradian un campo

en todo su contorno en la forma de una figura geomtrica

circular sin agujero central.

y Antenas direccionales: son aquellas a las que es posible

dirigirles el campo de irradiacin hacia uno o ms lugares, esto

depender del concepto de calculo y forma de construcci n.

Tipos de Antena:

y Antenas Dipolo: Todas las antenas de dipolo tienen un patrn de

radiacin generalizado. Primero el patrn de elevacin muestra

que una antena de dipolo es mejor utilizada para transmitir y

recibir desde el lado amplio de la antena. Es sensible a cualquier

movimiento fuera de la posicin perfectamente vertical. Se

puede mover 45 grados a la vertical antes que empiece a perder

la seal.

y

Antenas Dipolo Multi-Elemento: Estas antenas cuentan con lasmismas caractersticas que las dipolo simples. Cuentan con un

patrn de elevacin y azimuth similar al de la antena dipolo

simple. La diferencia ms clara entre ambas es la

direccionalidad de la antena en el plano de elevacin, y el

incremento en ganancia debido a la utilizacin de mltiples

elementos. Con el uso de mltiples elementos en la con struccin

de la antena, esta puede ser configurada para diferentes

ganancias, lo cual permite diseos con caractersticas fsicas

similares.

y Antenas Yagi: Estas se componen de un arreglo de elementos

independientes de antena, donde solo uno de ellos transm ite las

ondas de radio. El nmero de elementos determina la ganancia

y directividad. Las antenas Yagi no son direccionales como las

antenas parablicas, pero son ms directivas que las antenas

panel.

y Antenas Panel Plano: Las antenas de panel plano como su

nombre lo dice son un panel con forma cuadrada o rectangular.

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Y estn configuradas en un formato tipo patch. 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

elevacin de azimuth se puede ver la directividad de la antena

flat panel.y Antenas Parablicas: Las antenas parablicas usan

caractersticas fsicas as como antenas de elementos mltiples

para alcanzar muy alta ganancia y direccionalidad. Estas

antenas usan un plato reflector con la forma de una parbola

reflector con la forma de una parabla para enfocar las ondas de

radio recibidas por la antena a un punto focal. La parbola

tambin funciona para capturar la energa radiada por la antena

y enfocarla en un haz estrecho al transmitir.

Patrones de Radiacin:

El patrn de radiacin de una antena se puede representar como una

grafica tridimensional de la energa radiada vista desde fuera de esta. Los

patrones de radiacin usualmente se representan de 2 formas, el patrn de

elevacin y el patrn de azimuth. El patrn de elevacin es una grfica de la

energa radiada vista directamente desde arriba. Al combinar ambas grficas

se tiene una representacin tridimensional de cmo es realmente radiada la

energa desde la antena.

Polarizacin:

Es la orientacin de las ondas electromagnticas al salir de la antena.

Hay 2 tipos bsicos de polarizacin que aplican a las antenas, como son: Lineal

(incluye vertical, horizontal y oblicua) y circular(que incluye circular derecha,

circular izquierda, elptica derecha, y e lptica izquierda). No olvide que tomar en

cuenta la polaridad de la antena es muy importante si se quiere obtener el

mximo rendimiento de est. La antena transmisora debe de tener la misma

polaridad de la antena receptora para mximo rendim iento.

Tipos de velocidades (Velocidad de transicin BPS y velocidad de

modulacin(Baudios))

La rapidez con lo que se transfieren los bits en una lnea de

transmisin, o sea, el nmero de bits que transita por la misma, se denomina

velocidad de tranmisin y se representa por BPS(bits por segundo). Es usual

emplear los mltiplos KBPS, MBPS, GBPS. Sin embargo una seal elctrica

puede tomar ms valores que los 2 posibles por un bit. Se denomina seal de

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modulacin o desealizacin, al nmero de seales de val ores distintos que se

suceden en la lnea durante 1 segundo. Esta velocidad se denomina Baudio.

Simplex(SX):

El simplex consiste de un transmisor y un receptor. Haciendo que este

medio de transmisin sea en una direccin. Por ejemplo: La tran smisin de

radio siendo el transmisor y el estreo de carro o casa siendo el receptor.

Half Duplex(HDX):

En esta transmisin, la formacin puede ser enviada en ambas

direcciones o recibida en ambas direcciones. Pero no puede ocurrir a la misma

vez. Por ejemplo los radios que tienen botones(PTT) para poder transmitir.

Full Duplex(FDX):

Transmisiones y recibimientos de informacin pueden ocurrir

simultneamente entre 2 ubicaciones. Por ejemplo un telfono de casa en

donde se puede recibir y enviar la voz al mismo tiempo entre 2 ubicaciones.

Full/Full Duplex(F/FDX):

En este medio de transmission se puede enviar y recibir informacin

simultneamente entre 2 o ms ubicaciones pero primero debe pasar por una

ubicacin que redirige la informacin. Por ejemplo una red de computadoras.

Tipos de Transmisin:

Serie- En este tipo los bits son mandados de uno por uno por la misma

lnea.

Paralelo- En esta transmisin todos los bits son mandados

simultneamente despus de haber enviado ya un grupo de bits.

Modem

Es un dispositivo que permite conectar 2 ordenadores remotos utilizando la

lnea telefnica de forma que pueden intercambiar informacin entre s. El

mdem es uno de los mtodos mas extendidos para la interconexin de

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ordenadores por su sencillez y bajo costo. Tambin es un dispositivo que

convierte las seales digitales de ordenador en seales analgicas que pueden

transmitirse a travs del canal telefnico. Con un mdem, usted puede enviar

datos a otra computadora equipada con un mdem.

Funcionamiento:

La computadora consiste en un dispositivo digital que funciona al encender

y apagar interruptores electrnicos. Las lneas telefnicas, de lo contrario, son

dispositivos analgicos que envan seales como corriente continua.

Tipos de mdem:

y Mdem analgico (externo y interno)

y Mdem Digital

y Mdem por Cable

y Mdem ADSL

Multiplexacin

La mayora de los sistemas de comunicacin requieren que se compartan

los canales. Entre los ejemplos est un sistema de tv por cable con quiz un

100 de canales el cable coaxial y troncal telefnico que a menudo combinan

miles de seales de fibra ptica. La transmisin de radio es otro ejemplo, donde

miles de comparten el espectro de radio.

FDM (Frecuency Division Multiplexing: Multicanalizacin por div isin de tiempo

Los multicanalizadores en FDM tienen como entrada varios canales

trabajando en diferentes frecuencias y las combina en un solo ancho de banda.

En televisin por cable, una red de cable es usada para contener diferentes

canales de televisin los cuales utilizan diferentes frecuencias y cuyo ancho de

banda de cada canal es de 6Mhz.

TDM

TDM fue originalmente desarrollado en la red telfnica pblica en los 50s

para eliminar los problemas de ruido y filtraje de FDM cuando muchas seales

son multicanalizadas en el mismo medio de transmisin. Despus, hubo la

necesidad de incrementar la eficiencia de multicanalizacin en los atestados

manojos de cables de las grandes ciudades. Esta tcnica hizo uso de la

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tecnologa emergente de esa poca, electrnica del estado slido, y fue 100%

digital. La informacin analgica es primero convertida a formato digital antes

de la transmisin. Aunque el costo inicial de esta tcnica fue alto, fue menos

que el costo de remplazar cables o cavar grandes tun eles.

Topologas de sistemas de conmutacin

Los nodos de red, necesitan estar conectados para comunicarse. A la

forma en que estn conectados los nodos se le llama topologa. Una red tiene 2

diferentes topologas: una fsica y una lgica. La topol oga fsica es la

disposcin fsica actual de la red, la manera en que los nodos estn

conectados unos al otros. La topologa lgica es el mtodo que se usa para

comunicarse con los dems nodos, la ruta que toman los datos de la red entre

los diferentes nodos de la misma.

Existen 5 topologas bsicas:

y Bus

y Estrella

y Anillo

y Malla

y Hbrida

Tecnicas de Conmutacin

La conmutacin es el proceso por el cual se pone en comunicacin un

usuario con otro, a travs de una infraestructura de comunicaciones comn,

para la transferencia de informacin.

Existen 3 tipos de conmutacin

y Conmutacin de Circuito

y Conmutacin de mensajes

y Conmutacin de paquetes

TCP/IP

Conjunto de reglas comunes para la comunicacin entre estos diferentes

elementos y que adems optimice la utilizacin de recursos tan distantes.

TCP- Transmission Control Protocol, Protocolo de Contro l de Transmisin

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IP- Internet Protocol, Protocolo de Internet

TCP controla la divisin de la informacin en unidades individuales de datos

para que estos paquetes sean encaminados de la forma ms eficiente hacia su

punto de destino.

IP se encarga de repartir los paquetes de la informacin enviados entre el

ordenador local y los ordenadores remotos. Esto lo hace etiquetando los

paquetes con una serie de informacin, entre la que cabe destacar las

direcciones IP de los 2 ordenadores.