Sistema de Telecomunicaciones: Radio

Por

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CONTENIDO

INTRODUCCIN ..................................................................................................................................................................... 4

HISTORIA ................................................................................................................................................................................. 4

TIPOS DE RADIO .................................................................................................................................................................... 4

RADIOS DE BAJA POTENCIA .......................................................................................................................................... 4

RADIO POR INTERNET ..................................................................................................................................................... 5

RADIO DIGITAL .................................................................................................................................................................. 5

RADIOCOMUNICACIN ....................................................................................................................................................... 5

TRANSMISIN Y RECEPCIN ........................................................................................................................................ 5

SISTEMAS AM Y FM .......................................................................................................................................................... 6

AMPLITUD MODULADA ............................................................................................................................................... 6

FRECUENCIA MODULADA .......................................................................................................................................... 6

SISTEMA SW .................................................................................................................................................................... 6

PROPAGACIN EN RADIO FRECUENCIA ....................................................................................................................... 7

REFRACCIN ...................................................................................................................................................................... 7

REFLEXIN .......................................................................................................................................................................... 7

DISPERSIN ......................................................................................................................................................................... 7

DIFRACCIN ....................................................................................................................................................................... 7

PROPAGACIN POR ONDA DIRECTA .......................................................................................................................... 7

PROPAGACIN POR ONDA TERRESTRE .................................................................................................................... 7

PROPAGACIN POR ONDA REFRACTADA O IONOSFRICA ............................................................................... 8

PROPAGACIN TROPOSFRICA ................................................................................................................................... 8

PROPAGACIN POR REFLEXIN MS ALL DE LA ATMOSFERA .................................................................... 8

PROPAGACIN POR DIFRACCIN METERICA ..................................................................................................... 9

PROPAGACIN POR DIFRACCIN IONOSFRICA .................................................................................................. 9

PROPAGACIN DE RF PARA COMUNICACIONES SATELITALES ....................................................................... 9

RUIDO DE PRECIPITACIN ATMOSFRICA, PRODUCIDO POR LA LLUVIA INTENSA .......................... 10

LA RADIACIN SOLAR, AS COMO LA LUNA COMO REPETIDOR SOLAR ................................................ 10

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INTERFERENCIA TERRESTRE ................................................................................................................................. 10

INTERFERENCIA DE SATLITES CONTIGUOS Y CANALES CONTIGUOS .................................................. 10

PERDIDA POR TRANSMISIN DEBIDO A UN ECLIPSE ..................................................................................... 10

TIPOS DE POLARIZACIN EN LA RADIO ..................................................................................................................... 10

CATEGORAS POLARIZACIN .................................................................................................................................... 11

APLICACIONES DE LA POLARIZACIN DE LA ANTENA ................................................................................. 11

BIBLIOGRAFA ..................................................................................................................................................................... 13

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ILUSTRACIN 1 RADIO ANTIGUA .................................................................................................................................... 4

ILUSTRACIN 2 ANTENA DE RADIO ................................................................................................................................ 5

ILUSTRACIN 3 AMPLITUD MODULADA (AM) ............................................................................................................ 6

ILUSTRACIN 4 SEAL MODULADA DE FRECUENCIA (FM) ................................................................................... 6

ILUSTRACIN 5 SEAL MODULADA ............................................................................................................................... 6

ILUSTRACIN 6 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR ONDA DIRECTA ........................................................ 7

ILUSTRACIN 7 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR ONDA TERRESTRE .................................................. 8

ILUSTRACIN 8 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR ONDA REFRACTADA O IONOSFRICA ............. 8

ILUSTRACIN 9 REPRESENTACIN PROPAGACIN TROPOSFRICA ................................................................. 8

ILUSTRACIN 10 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR REFLEXIN MS ALL DE LA ATMOSFERA 9

ILUSTRACIN 11 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR DIFRACCIN METERICA ................................. 9

ILUSTRACIN 12 REPRESENTACIN PROPAGACIN POR DIFRACCIN METERICA ................................. 9

ILUSTRACIN 13 REPRESENTACIN PROPAGACIN DE RF PARA COMUNICACIONES SATELITALES . 10

ILUSTRACIN 14 REPRESENTACIN DE POLARIZACIN ..................................................................................... 11

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INTRODUCCIN

La radio (entendida como radiofona o radiodifusin, trminos no estrictamente sinnimos) es un medio de comunicacin que se basa en el

envo de seales de audio a travs de ondas de radio, si bien el trmino se usa tambin para otras formas de envo de audio a distancia como

la radio por Internet.

HISTORIA

En 1873 el fsico escocs James Clerk Maxwell formul la teora de las ondas electromagnticas, que son la base de la radio.

En 1887 el fsico alemn Heinrich Hertz descubri las ondas de radio, y en 1894 Nikola Tesla hizo su primera demostracin

en pblico de una transmisin de radio. Al poco tiempo, en 1895, el italiano Guillermo Marconi construy el primer sistema

de radio, logrando en 1901 enviar seales a la otra orilla del Atlntico, pero como lo hizo con patentes de Tesla se le atribuye

el trabajo a este ltimo.

El espaol Julio Cervera, que trabaj tres meses en 1898 en el laboratorio privado de Marconi es, segn investigaciones

realizadas por un profesor de la Universidad de Navarra, el inventor de la radio: Marconi invent antes de Cervera la telegrafa

sin hilos, pero no trabaj en la radio hasta 1913, mientras Cervera fue quien resolvi los problemas de la telefona sin hilos, lo

que conocemos hoy da como radio, al transmitir la voz humana -y no seales- sin hilos entre Alicante e Ibiza en 1902, y lleg

a registrar la patente en cuatro pases: Espaa, Inglaterra, Alemania y Blgica. (cecytej, 2015)

Las primeras transmisiones para entretenimiento regulares, comenzaron en 1920 en Argentina y Estados Unidos.4 La primera

emisora de carcter regular e informativo es considerada por muchos autores la estacin 8MK (hoy da WWJ) de Detroit

(Estados Unidos) perteneciente al diario The Detroit News que comenz a operar el 20 de agosto de 1920, aunque muchos

autores opinan que es la KDKA de Pittsburgh que comenz a emitir en noviembre de 1920, porque obtuvo una licencia

comercial antes que aqulla.

Ilustracin 1 radio antigua

TIPOS DE RADIO

RADIOS DE BAJA POTENCIA

En la historia reciente de la radio, han aparecido las radios de baja potencia, constituidas bajo la idea de radio libre o radio

comunitaria, con la idea de oponerse a la imposicin de un monlogo comercial de mensajes y que permitan una mayor cercana

de la radio con la comunidad, en diferentes partes del mundo. Este tipo de radio utiliza transmisores cuya potencia de salida

est en el rango de 40 vatios (watts) y tienen un tamao fsico similar a un ladrillo. Esta tecnologa sumada a otros equipos

de bajo costo (mezcladoras, reproductoras, filtro, antena), permiten poner la propia voz al aire.

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RADIO POR INTERNET

Hoy en da la radio a travs de la Internet avanza con rapidez. Por eso, muchas de las grandes emisoras de radio empiezan a

experimentar con emisiones por Internet, la primera y ms sencilla es una emisin en lnea, la cual llega a un pblico global,

de hecho su rpido desarrollo ha supuesto una rivalidad con la televisin, lo que ir aparejado con el desarrollo de la banda

ancha en Internet. Una variante interesante de la radio por internet es el podcast, que consiste en una emisin difundida por

cualquier persona, usando simplemente un micrfono, un ordenador y un sitio para cargar de archivos de audio.

RADIO DIGITAL

Actualmente existen tres sistemas de radiodifusin digital conocidos con repercusin a nivel mundial: DAB (Transmisin

digital de audio), IBOC (In-band On-channel) y DRM (Digital Radio Mondiale).

RADIOCOMUNICACIN

La radiocomunicacin es una forma de telecomunicacin que se realiza a travs de ondas de radio u ondas hertzianas, la que a

su vez est caracterizada por el movimiento de los campos elctricos y campos magnticos. La comunicacin va radio se

realiza a travs del espectro radioelctrico cuyas propiedades son diversas dependiendo de su bandas de frecuencia. As tenemos

bandas conocidas como baja frecuencia, media frecuencia, alta frecuencia, muy alta frecuencia, ultra alta frecuencia, etc. En

cada una de ellas, el comportamiento de las ondas es diferente.

Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisin, radio, radar y telefona mvil estn incluidos en esta clase

de emisiones de radiofrecuencia.

TRANSMISIN Y RECEPCIN

Una onda de radio se origina cuando una partcula cargada (por ejemplo, un electrn) se excita a una frecuencia situada en la

zona de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagntico. Otros tipos de emisiones que caen fuera de la gama de RF son los

rayos gamma, los rayos X, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y la luz.

Ilustracin 2 antena de radio

Cuando la onda de radio acta sobre un conductor elctrico (la antena), induce en l un movimiento de la carga elctrica

(corriente elctrica) que puede ser transformado en seales de audio u otro tipo de seales portadoras de informacin.

El emisor tiene como funcin producir una onda portadora, cuyas caractersticas son modificadas en funcin de las seales

(audio o vdeo) a transmitir. Propaga la onda portadora as modulada. El receptor capta la onda y la desmodula para hacer llegar

al espectador auditor tan solo la seal transmitida. (Feynman, 2015)

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SISTEMAS AM Y FM

AMPLITUD MODULADA

En el sistema de modulacin de amplitud (AM), la seal (de baja frecuencia) se superpone a la amplitud de ondas hertzianas

portadora (de alta frecuencia), esto se logra multiplicando las seales.

La banda de radiofrecuencias est comprendida entre los 535 a 1.705 kHz en la que transmiten las emisoras de radio nacionales

para transmitir su programacin a varias ciudades y/o regiones de un pas.

Ilustracin 3 amplitud modulada (am)

FRECUENCIA MODULADA

En el sistema de frecuencia modulada (FM), la amplitud de la onda portadora se mantiene constante, pero la frecuencia vara

segn la cadencia de las seales moduladoras. Este sistema permite eliminar parsitos e interferencias, y reproduce el sonido

con mayor fidelidad.

La banda de radiofrecuencias est comprendida entre los 88.000 a 108.000 kHz en la que transmiten las emisoras de radio

locales para transmitir su programacin a una ciudad.

Ilustracin 4 seal modulada de frecuencia (fm)

SISTEMA SW

La Onda Corta, tambin conocida como shortwave (SW), es una frecuencia que se propagan en lnea recta, rebotan a distintas

alturas (cuanto ms alta la frecuencia a mayor altura) de la ionosfera (con variaciones segn la estacin del ao y la hora del

da), lo que permite que las seales alcancen puntos lejanos e incluso den la vuelta al planeta.

La banda de radiofrecuencias est comprendida entre los 2.300 y los 29.999 kHz en la que transmiten (entre otras) las emisoras

de radio internacionales para transmitir su programacin al mundo.

Ilustracin 5 seal modulada

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PROPAGACIN EN RADIO FRECUENCIA

Las ondas de radio son ondas electro magnticas que poseen un componente elctrica y componente magntica, est expuesta

a fenmenos que modifica el patrn de propagacin de ondas. Las ondas de radio se desplazan en lnea recta es decir tiene que

ver una lnea de vista entre el emisor y el receptor. (Jhonn, 2010)

REFRACCIN

La onda de radio esta dispuestas a sufrir una desviacin en su trayectoria cuando traviesa de un medio a otro con densidad

distinta.

REFLEXIN

Las ondas de radio atraviesan las diversas capas de la atmsfera. Desde la troposfera hasta la ionosfera y si los ndices de

refractividad de cada una de estas capas son muy diferentes pueden llegar a producir reflexin total.

DISPERSIN

El efecto de dispersin ocurre cuando las ondas de radio atraviesan alguna masa de electrones o pequeas capas de agua en

reas suficientemente grandes.

DIFRACCIN

Se puede entender a la difraccin como esparcimiento de las ondas en los lmites de una superficie, esto quiere decir que para

que exista tiene que haber un obstculo as es como este fenmeno permite que parte de la seal llegue al otro lado del objeto.

PROPAGACIN POR ONDA DIRECTA

Para realizar este tipo de propagacin es necesario que exista una lnea de vista entre el transistor y el receptor, se utilizan

frecuencias por encima de los 50 MHz, esto se debe a que las frecuencias altas se ven menos afectadas por los fenmenos

atmosfricos, adems de que no requiere antenas grandes para tener una transmisin efectiva.

Ilustracin 6 representacin propagacin por onda directa

PROPAGACIN POR ONDA TERRESTRE

Este tipo de propagacin es posible gracias a la difraccin. Las ondas de radio siguen la curvatura de la tierra por la cual la

seal de RF es capaz de alcanzar grandes distancias antes de que la seal sea absorbida por la tierra.

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Ilustracin 7 representacin propagacin por onda terrestre

PROPAGACIN POR ONDA REFRACTADA O IONOSFRICA

Es una de los tipos de propagacin ms importantes. Aqu influir la atmsfera como reflector y esto a su vez ocurre en la

ionosfera. La ionosfera es una capa de la atmosfera que se encuentra entre los 40 Km y 320 Km y est formada por aire

altamente ionizado por la radiacin solar.

Ilustracin 8 representacin propagacin por onda refractada o ionosfrica

PROPAGACIN TROPOSFRICA

En esta capa se forman las nubes y la temperatura desciende rpidamente debido a la altura cuando se produce esta inversin

degradiente de temperatura se generan los denominados canales de ionizacin, los cuales son ideales para que las ondas de

radio puedan viajar, este tipo de propagacin es ideal para Frecuencias de VHF y UHF.

Ilustracin 9 representacin propagacin troposfrica

PROPAGACIN POR REFLEXIN MS ALL DE LA ATMOSFERA

Existen dos tipos de reflexin, la 1ra es la propagacin por reflexin en la luna la cual utiliza al satlite natural como reflector

para que este tipo de propagacin funcione es necesario que la luna se pueda ver entre las dos estaciones tanto transmisora

como receptora. La propagacin que utiliza los satlites artificiales como reflector y funciona bajo el mismo efecto que la

primera.

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Ilustracin 10 representacin propagacin por reflexin ms all de la atmosfera

PROPAGACIN POR DIFRACCIN METERICA

Este tipo de propagacin se produce cuando las ondas emitidas son superiores a 30Mhz, debido a su frecuencia la seal no ser

reflejada pero si difractada.

Ilustracin 11 representacin propagacin por difraccin meterica

PROPAGACIN POR DIFRACCIN IONOSFRICA

Para este caso ocurre el mismo efecto de propagacin que con el fenmeno de propagacin de difraccin ionosfrica pero aqu

la ionosfera es alimentada con el frotamiento de los meteoritos que vienen a gran velocidad del espacio exterior.

Ilustracin 12 representacin propagacin por difraccin meterica

PROPAGACIN DE RF PARA COMUNICACIONES SATELITALES

La frecuencia es utilizada en los sistemas satelitales en el orden de 1GHz a 30GHz, la razn de utilizar este rango de frecuencia

es para que las seales emitidas sean capaces de cruzar la atmsfera hacia el satlite y de regreso a la tierra. Este enlace no

requiere de una lnea de vista entre el transmisor y el receptor. Adems existen otros efectos que dificultan las transmisiones

satelitales y estos son:

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Ilustracin 13 representacin propagacin de rf para comunicaciones satelitales

RUIDO DE PRECIPITACIN ATMOSFRICA, PRODUCIDO POR LA LLUVIA INTENSA

La lluvia es un fenmeno capas de afectar a las comunicaciones por satlite debido a que a acta como una cortina entre el

transmisor y el receptor. Siempre que una seal atraviese una zona de lluvia, se generara un problema de atenuacin, esto es

debido a la absorcin de energa de las ondas electromagnticas por parte de las gotas de agua, la cual puede reducir

notablemente la potencia de la seal.

LA RADIACIN SOLAR, AS COMO LA LUNA COMO REPETIDOR SOLAR

La radiacin solar es un gran problema en las transmisiones satelitales, esto ese debe a que el sol es un gran productor de indas

de radio, las cuales producen ruido en el enlace.

INTERFERENCIA TERRESTRE

La interferencia terrestre ocurre gracias a otras antenas que transmiten sobre la tierra. Pero si se eleva el ngulo de las antenas

de las estaciones terrestres el riesgo de interferencia terrestre ser menor.

INTERFERENCIA DE SATLITES CONTIGUOS Y CANALES CONTIGUOS

La interferencia de satlites contiguos ocurre cuando la antena no est perfectamente alineada con el satlite del cual queremos

recibir la seal, esto genera que la seal de algn satlite se encuentre cerca interfiera de manera grave en la seal que se quiere

recibir. La interferencia de canales contiguos ocurre cuando existe una seal de interferencia en un canal contiguo.

PERDIDA POR TRANSMISIN DEBIDO A UN ECLIPSE

Este tipo de fenmenos puede llegar a interrumpir la transmisin del satlite. Cuando el satlite entra en la sombra de la tierra

interrumpe la fuente de energa solar a sus celdas y esto provoca una prdida en el servicio de transmisin. El eclipse solar

nicamente se produce dos veces al ao, y este efecto puede echar abajo las comunicaciones varios minutos al da.

TIPOS DE POLARIZACIN EN LA RADIO

Todos radio de antenas transmisoras y receptoras son intrnsecamente polarizada uso, especial de que se hace en el radar. La

mayora de las antenas irradian la polarizacin ya sea horizontal, vertical o circular a pesar de la polarizacin elptica tambin

existe. El campo elctrico o plano E determina la polarizacin o la orientacin de la onda de radio. La polarizacin vertical se

utiliza ms a menudo cuando se desea irradiar una seal de radio en todas las direcciones, tales como unidades mviles

ampliamente distribuidas. Radio AM y FM utilizan polarizacin vertical. Alternando la polarizacin vertical y horizontal se

usa en las comunicaciones por satlite, para permitir que el satlite para llevar a dos transmisiones separadas en una frecuencia

dada, duplicando as el nmero de canales puede recibir un cliente a travs de un satlite. (rita.cai87, 2015)

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Para la mayora de las antenas es muy fcil para determinar la polarizacin. Es simplemente en el mismo plano que los

elementos de la antena. As que una antena vertical (es decir, uno con elementos verticales) recibir seales polarizadas

verticalmente mejores y de manera similar una antena horizontal recibir seales de polarizacin horizontal.

CATEGORAS POLARIZACIN

Vertical y horizontal son las formas ms simples de la polarizacin de la antena y ambos caen en una categora conocida como

polarizacin lineal. Sin embargo, tambin es posible utilizar la polarizacin circular. Esto tiene una serie de beneficios para las

reas tales como aplicaciones de los satlites, donde ayuda a superar los efectos de las anomalas de propagacin, reflexiones

en el suelo y los efectos de la segregacin que se producen en muchos satlites. La polarizacin circular es un poco ms difcil

de visualizar que la polarizacin lineal. Sin embargo, puede ser imaginado por la visualizacin de una seal que se propaga

desde una antena de RF que est girando. La punta del vector de campo elctrico se ver entonces para trazar una hlice o

sacacorchos medida que se desplaza lejos de la antena. La polarizacin circular puede ser visto a ser ya sea diestro o zurdo

depende de la direccin de rotacin como se ve desde el transmisor.

Otra forma de polarizacin se conoce como polarizacin elptica. Ocurre cuando hay una mezcla de polarizacin lineal y

circular. Esto puede ser visualizado como antes por la punta del vector de campo elctrico trazando un sacacorchos de forma

elptica.

Sin embargo, es posible que las antenas linealmente polarizadas para recibir seales polarizadas circularmente, y viceversa. La

fuerza ser igual si la antena de polarizacin lineal est montado verticalmente, horizontalmente o en cualquier otro plano, pero

dirigida hacia la seal que llega. Habr alguna degradacin debido a que el nivel de seal ser 3 dB menor que si se utiliza una

antena polarizada circularmente del mismo sentido. La misma situacin en la que una antena de polarizacin circular recibe

una seal polarizada linealmente. (DOCSETOOLS, 2015)

APLICACIONES DE LA POLARIZACIN DE LA ANTENA

La polarizacin lineal es, con mucho, el ms ampliamente utilizado para la mayora de aplicaciones de comunicaciones de

radio. La polarizacin vertical se utiliza a menudo para las comunicaciones de radio mviles. Esto es debido a que muchos

diseos de antena de polarizacin vertical tienen un patrn de radiacin omnidireccional y significa que las antenas no tienen

que ser re-orientado como posiciones como siempre sucede para las comunicaciones de radio mviles como el vehculo se

mueve. Algunas de las grandes redes de antenas de elementos mltiples pueden ser montados en un plano horizontal ms

fcilmente que en el plano vertical. Esto es debido a que los elementos de antena de RF estn en ngulo recto a la torre vertical

del mstil en el que estn montados y, por tanto, mediante el uso de una antena con elementos horizontales hay menos

interferencia fsica y elctrica entre los dos. Esto determina la polarizacin estndar en muchos casos.

En algunas estaciones de radiodifusin de onda media en general, utilizar la polarizacin vertical, porque la propagacin de la

onda de superficie sobre la tierra es mucho mejor usar la polarizacin vertical, mientras que la polarizacin horizontal muestra

una mejora marginal para las comunicaciones de larga distancia que utilizan la ionosfera. La polarizacin circular a veces se

utiliza para las comunicaciones de radio por satlite, ya que hay algunas ventajas en cuanto a la propagacin y en la superacin

de la decoloracin causada si el satlite est cambiando su orientacin.

Ilustracin 14 representacin de polarizacin

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BIBLIOGRAFA

CECYTEJ. (2015). CECYTEJ. OBTENIDO DE CECYTEJ: HTTP://CTSYV5G.JIMDO.COM/RADIO/

DOCSETOOLS. (2015). DOCSETOOLS. OBTENIDO DE DOCSETOOLS:

HTTP://DOCSETOOLS.COM/ARTICULOS-UTILES/ARTICLE_105801.HTML

FEYNMAN, L. A.-W. (1 DE 06 DE 2015). ECURED. OBTENIDO DE ECURED:

HTTP://WWW.ECURED.CU/INDEX.PHP/RADIOFRECUENCIA

JHONN. (12 DE 06 DE 2010). TEOJHONN'S BLOG. OBTENIDO DE TEOJHONN'S BLOG:

HTTPS://TEOJHONN.WORDPRESS.COM/2010/06/12/ONDAS-DE-RADIO-Y-FRECUENCIAS/

RITA.CAI87. (01 DE 06 DE 2015). FMUSER. OBTENIDO DE FMUSER:

HTTP://ES.FMUSER.NET/CONTENT/?869.HTML