Sistemas de Radio - Ondas Electromagnéticas y Propagación_1.0

Sistemas de Radiocomunicaciones

- Ondas Electromagnticas y Propagacin -

Sistemas de Radiocomunicaciones 1


Esta unidad busca introducir la fsica de las ondas de radio como un conocimiento bsico necesario para avanzar en el estudio del tema de las comunicaciones inalmbricas.


Ondas


Ondas

Amplitud: es la intensidad o potencia de la onda, en las seales de RF la amplitud se refiere al campo elctrico de la onda.


Ondas

Longitud de onda () : es la distancia entre dos picos sucesivos de una seal. Es la distancia que viaja una onda con cada ciclo.


Ondas

Frecuencia (Hz): es la cantidad de ciclos de la seal en un segundo.

Perodo (s): es el tiempo que se toma un ciclo completo.


Ondas

Existen relaciones inversas entre la longitud de onda y la frecuencia:

=

Donde C es la velocidad de la luz As como tambin entre la frecuencia y el perodo:

=


Ondas

Fase (): es la relacin entre la posicin de una seal y otra. Se puede medir en unidades de tiempo o grados.


Ondas Electromagnticas

Toda onda electromagntica viaja a la velocidad de la luz, por lo que necesita 1.3 segundos para recorrer la distancia entre la luna y la tierra, 8 minutos desde el sol y 300 micro segundos para recorrer 100 km!!



El campo elctrico E describe la fuerza entre cargas y el campo magntico B describe las fuerzas entre corrientes.


La propagacin de las ondas electromagnticas se rige por las ecuaciones de Maxwell. Para el espacio libre estas ecuaciones se pueden presentar como: Donde E y B son los vectores del campo elctrico y magntico respectivamente.



Espectro Radioelctrico

A todo el conjunto de frecuencias posibles se le conoce como espectro electromagntico. Las diferentes regiones de este espectro estn clasificadas y se relacionan con las caractersticas de las ondas en esa banda.


La polarizacin es la direccin en la que el campo elctrico en una onda se propaga. La polarizacin puede ser Lineal, Elptica y Circular.

Polarizacin


La polarizacin nos indica la direccin en que vara el campo elctrico de una onda. Si el campo elctrico vara en una direccin nicamente este caso se conoce como polarizacin planar.

Polarizacin


Propagacin de Ondas Electromagnticas

En cualquier punto de un frente de onda, se puede considerar que se origina un nuevo frente de onda esfrico. Principio de HuygensFresnel



Absorcin: Las ondas de radio, de cualquier clase, son atenuadas o debilitadas mediante la transferencia de energa al medio en el cual viajan cuando ste no es el vaco.

Metales

rboles

Cuerpos de agua

Algunos seres vivos



Reflexin: Toda onda se refleja con el mismo ngulo con el que impacta una superficie (si esta es uniforme). Para las microondas, la reflexin ocurre principalmente en el metal, pero tambin en superficies de agua y otros materiales con propiedades similares.

Qu ley o enunciado de la fsica define este comportamiento?



Reflexin:

Reflexin en un plano

Reflexin parablica



Difraccin: Ocurre cuando las ondas encuentran un obstculo en su trayectoria y divergen en muchos haces. Se incrementa en funcin de la longitud de onda.



Refraccin: La refraccin es la desviacin aparente de las ondas cuando encuentran un medio con composicin diferente.

Velocidad de propagacin mayor

Velocidad de propagacin menor



Dispersin: Son reflexiones resultantes de la interaccin con superficies irregulares.



Interferencia: Las ondas con una misma frecuencia y una relacin de fase constante pueden anularse, de manera que la suma de una onda con otra puede resultar en cero.

Constructiva Destruciva



Efectos dependientes de la frecuencia: Con frecuencias ms bajas, el alcance es mejor.

Con frecuencias ms bajas, la seal es ms penetrante y rodea ms obstculos.

Con frecuencias ms altas, se trasmite una mayor cantidad de datos.

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