Bandas de frecuencia 

Las ondas de radio reciben también el nombre de “corrientes de radiofrecuencia” (RF) y se localizan en una pequeña porción del denominado “espectro radioeléctrico” correspondiente al espectro de ondas electromagnéticas

El espectro radioeléctrico o de ondas de radio comprende desde los 3 kHz de frecuencia, con una longitud de onda de 100 000 m (100 km), hasta los 30 GHz de frecuencia, con una longitud de onda de 0,001 m< (1 mm).

Prción de 3 kHz a 300 GHz de frecuencia del espectro electromagnético correspondiente al espectro.radioeléctrico u ondas de radio.

DIVISIÓN DEL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO EN BANDAS DE RADIO CON SUS RESPECTIVAS FRECUENCIAS Y LONGITUDES DE ONDA 

BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO RADIOELÉCTICO	FRECUENCIAS	LONGITUDES DE ONDA
Banda VLF (Very Low Frequencies – Frecuencias Muy Bajas)	3 – 30 kHz	100 000 – 10 000 m
Banda LF (Low Frequencies – Frecuencias Bajas)	30 – 300 kHz	10 000 – 1 000 m
Banda MF (Medium Frequencies – Frecuencias Medias)	300 – 3 000 kHz	1 000 – 100 m
Banda HF (High Frequencies – Frecuencias Altas)	3 – 30 MHz	100 – 10 m
Banda VHF (Very High Frequencies – Frecuencias Muy Altas)	30 – 300 MHz	10 – 1 m
Banda UHF (Ultra High Frequencies – Frecuencias Ultra Altas)	300 – 3 000 MHz	1 m – 10 cm
Banda SHF (Super High Frequencies – Frecuencias Super Altas)	3 – 30 GHz	10 – 1 cm
Banda EHF (Extremely High Frequencies – Frecuencias Extremadamente Altas)	30 – 300 GHz	1 cm – 1 mm

Mientras más alta sea la frecuencia de la corriente que proporcione un oscilador, más lejos viajará por el espacio la onda de radio que parte de la antena transmisora, aunque su alcance máximo también depende de la potencia de salida en watt que tenga el transmisor.

Muchas estaciones locales de radio comercial de todo el mundo aún utilizan ondas portadoras de frecuencia media, comprendidas entre 500 y 1 700 kilociclos por segundo o kilohertz (kHz). 

Patrón de radiación

El patrón de radiación de antena, el cual típicamente comprende un haz principal y una estructura de lóbulos laterales, es comúnmente representado como un trazo en dos dimensiones.

El ancho de haz marca su importancia en la medida de qué tan exacto debe apuntarse la antena y qué tan rápidamente la antena rechaza las señales fuera de la región deseada. El ancho angular del haz principal del patrón de radiación de la antena, es caracterizado por el ancho del haz a media potencia (HPBW), que se define como el ancho angular total entre los dos puntos que están 3dB abajo del pico del haz principal. El HPBW es dependiente de la distribución de iluminación en la apertura de la antena y la dimensión de la apertura en el plano en el cual el patrón es medido.

Ganancia y directividad son cantidades que definen la capacidad de concentrar la energía de una antena en una dirección particular, y están directamente relacionadas al patrón de radiación de la antena. La ganancia  de una antena en una dirección específica  está definida como la razón de la potencia radiada por unidad de ángulo sólido , en la dirección  a la potencia por unidad de ángulo sólido radiada desde una antena isotrópica, alimentada con la misma potencia total P_T. La antena isotrópica es una antena hipotética, la cual radia uniformemente en todas direcciones. Por lo tanto:

Esta cantidad es una propiedad inherente de la antena e incluye pérdidas por disipación.

Cuando sólo nos importa qué tan bien se forma el haz en el espacio, en lugar de las pérdidas, entonces se aplica el término de directividad. La directividad  de una antena, no incluye las pérdidas por disipación y está definida como la razón de  a la potencia por unidad de ángulo sólido, desde una antena isotrópica radiando la misma potencia P_R. Por lo tanto:

La razón de  a  se conoce como "eficiencia de radiación" de la antena.

El valor de , donde la máxima radiación ocurre, se le conoce simplemente como "ganancia" de la antena, y en la mayoría de los casos se expresa en dBi (decibeles con relación a una antena isotrópica). Este valor corresponde al pico del haz principal del patrón de radiación, el cual es generalmente la dirección (0,0) referida como "la dirección de apuntamiento o eje de apuntamiento de la antena".

El factor de mayor importancia para determinar la eficiencia de la utilización de la órbita geoestacionaria es el patrón de radiación asociado a la antena de la estación terrena, particularmente en la región angular de 0–50° desde el eje de apuntamiento. Para cálculos de interferencia es conveniente describir la envolvente de los lóbulos laterales de la antena de una estación terrena de la siguiente forma:

para  > 1 ° que es el ángulo en grados desde el eje de apuntamiento, A y B son coeficientes numéricos representando el nivel de la envolvente a 1°, fuera de la línea de apuntamiento y la tasa de disminución de la envolvente, respectivamente.

El Comité Consultivo de Radiocomunicaciones de la UIT adoptó un patrón de radiación de referencia para usarse en cálculos de interferencia para antenas grandes con A = 32 y B = 25, conduciendo a una mínima separación entre satélites de 2.9°. Para reducir el espacio mínimo entre satélites a 2° y por consecuencia, conseguir más posiciones orbitales, se creó una especificación más estricta A = 29 y B = 25, que está aplicándose actualmente en las antenas de estaciones terrenas en el modo de transmisión.

Otro factor importante en la calidad de una transmisión vía satélite es la polarización. En el caso de una antena transmitiendo o recibiendo un campo linealmente polarizado, el componente cross–polarizado es el campo en el ángulo recto del componente co–polar. Por ejemplo, si el componente co–polar es vertical, el componente cross–polar será horizontal.

Proceso de conversión de señales A/D y D/A

Proceso de conversión de señales A/D y D/A

Señal analógica y digital

Una señal digital varía de forma discreta o discontinua a lo largo del tiempo. Parece como si la señal digital fuera variando «a saltos» entre un valor máximo y un valor mínimo.

Por otra parte, una señal analógica es una señal que varía de forma continua a lo largo del tiempo. La mayoría de las señales que representan una magnitud física (temperatura, luminosidad, humedad, etc.) son señales analógicas. Las señales analógicas pueden tomar todos los valores posibles de un intervalo; y las digitales solo pueden tomar dos valores posibles.

Conversión Analógico/Digital (ADC)

La conversión de una señal analogica a una señal digital se realiza con los componentes básico que son un convertidor digital analógico, filtrado, muestreo y retención y codificador recuperador.

Filtro pasabajo

Es el primer dispositivo que encontramos en toda cadena de conversión A/D. Su única función es limitar en banda la señal de entrada al sistema sin introducir demasiadas distorsiones ni generar un excesivo ruido. La razón por el cual es necesario el uso de este filtro está íntimamente relacionada con la etapa siguiente: el muestradeor. Cuando tenemos una señal limitada se debe efectuar superior de “fn”, pues en la teoría de muestreo nos indica que se debe efectuar con una velocidad de 2*fn muestras por segundo.

Etapa de muestreo y retención

Desempeña una labor que poco tiene que ver con la realizada por este circuito en la conversión A/D. El muestreo consiste en tomar muestras periodicas de amplitud no muestrea una forma de onda continua, sino que lo hace a la salida del conversor analógico/digital el cual produce tensiones en intervalos discretos de tiempo. Podría pensarse que este muestreo no es necesario, puesto que la salida del conversor A/D y la correspondiente a la etapa de muestreo y retención deberían ser iguales, sin embargo el conversor genera salidas erróneas e impredecibles durante las transiciones de una palabra a la siguiente. Este circuito es el encargado de eliminar las transiciones permitiendo el paso de la señal de salida del conversor cuando esta es estable y anulándola en las transiciones.

En el teorema de muestreo establece que una señal de banda limitada, en tiempo continuo, cuya mayor frecuencia es Fmax puede recuperarse de forma única a partir de sus muestras siempre y cuando se cumpla la relación siguiente:

Fs= 2Fmax

                                      

Si cumple con la relación anterior se evitara el fenómeno de aliasing ( cuando una señal se muestrea a una velocidad menor que el doble del ancho de banda la señal se traslapa).

Cuantificación

La cuantificación consiste en convertir una señal de tiempo discreto con valores continuos a una señal en tiempo discreto con valores discretos ( señal digital). El valor de cada muestra de la señal se representa mediante un valor seleccionado de un conjunto finito de valores posibles. La diferencia entre la muestra sin cuantificar x (n) y la salida cuantificada xq(n) se denomina error de cuantificación.

Codificación

En el proceso de codificación, cada valor discreto xq (n) se representa mediante una secuencia binaria de “b” bits, es decir, se asigna un número binario único a cada nivel de cuantificación diferente. El numero de nivele es el numero de niveles binarios distintos que debe de haber.

Los convertidores A/D disponibles comercialmente tienen una precisión de  b=16 o inferior. Generalmente, cuanto mayor sea la velocidad de muestreo y mas fina la cuanticacion, más caro es el dispositivo. 

Conversión Digital/Analógica (DAC)

Un convertidor digital analógico es un dispositivo que genera una señal (en corriente o en tensión). El conjunto de resistencia permite realizar un conversor digital analógico, como todas las resistencias son iguales, este conjunto es mucho mas fácil de producir industrialmente, lo anterior esta derivado de la red de resistencia R-2R a la entrada del amplificador operacional.

La mayoría de los conversores digital analógico (y analógico digital) trabajan con este dispositivo. La precisión de las distintas resistencias y su variación con la temperatura limitan este tipo de conversores a resoluciones por debajo de 16 bits.

Error de cuantificación

Es un convertidor D/A ideal de la relación entre la entrada digital (números) y la salida analógica (voltios) es lineal. La resolución es igual al incremento más pequeño que puede experimentar la señal digital que es igual al cambio del bit menos significativo. El error es siempre menor a 1 bit menos significativo.

Error de cero (offset)

En un conversor D/A real la señal analógica esta desplazada con respecto al valor que le correspondería en el conversor ideal. Este desplazamiento equivale a que para una entrada digital igual a cero se tiene un valor de la tensión de salida al conversor (error de cero). Es importante mencionar que el offset varia notablemente con la temperatura.

Error de amplificación

La discrepancia entre la salida real y la salida teórica aumenta con el valor de la entrada. Ello se debe a que la red de resistencia de los amplificadores operacionales de salida no está bien ajustada. Una causa de este error es la fuente de la tensión de referencia, la cual debe ajustarse con mucha precaución.

Error de linealidad

La relación entre la señal digital y la señal analógica discrepa ligeramente de la dependencia lineal que deberían presentar. Se debe a pequeñas discrepancias entre los valores de las últimas resistencias que componen la red R-2R, y esto solo se compensar con software.

Error de mono tonicidad

A una señal creciente en la entrada digital no siempre le corresponde una señal de salida creciente. Este error se debe a desajustes en la red R-2R y no se puede corregir.

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IONOSFERA

La ionosfera se localiza en la parte superior de la atmósfera donde hay una densidad libre de electrones, lo suficientemente elevada, como para tener una influencia apreciable en la propagación de las ondas electromagnéticas de radiofrecuencia.

La ionización de esta capa depende del sol y de su actividad. Las capas ionosféricas y los picos de densidad varían notablemente dependiendo de:

• El Tiempo
• Ciclos Solares
• Estación del año
• Día-Noche
• Situación geográfica en la que nos encontremos
• Polos
• Zonas aurorales
• Regiones de media latitud
• Regiones ecuatoriales
• Perturbaciones solares

Las causas principales de la ionización en la atmósfera se pueden clasificar por:

• Los rayos X solares
• La radiación ultravioleta
• La radiación corpuscular procedente del Sol

Aunque se puede destacar al Sol como el principal contribuyente a la inonización, también cabría citar como responsables, aunque en menor medida, a los rayos cósmicos.

La ionosfera es un sistema dinámico, en constante cambio, gobernado por múltiples parámetros, de los cuales tienen una influencia destacable todas las variaciones que se producen en la atmósfera, como:

• la variación de las condiciones meteorológicas
• las emisiones electromagnéticas
• y las variaciones que se producen en el campo geomagnético

Por lo tanto se puede considerar a la ionosfera como un monitor de gran precisión de los cambios atmosféricos. 

Visita a la Estación Radio-difusora en Nopaltepec

La visita comenzó con una explicación del ingeniero que estaba a cargo.

Aquí  nos explico que es lo que se realizaba en la estación y a donde es que mandaban la señal, aquí el ingeniero nos menciono que solo trabajaban con la señal de S.O.S puesto que esta es una sucursal del gobierno, este no invertía dinero a esta estación y por lo mismo mucho del equipo no servia.

En el transcurso de la visita conocimos todo su equipo y el ingeniero nos mostró como se encendían diferentes maquinas. Al final de la visita fue interesante por que uno se va dando cuenta de que es en lo que se puede aplicar las diferentes materias que llevamos.

Visita al Museo del Telégrafo

En la visita al museo podemos darnos cuenta del comienzo de las comunicaciones puesto que aquí nos exponen como surgió la idea del telégrafo al igual que nos mencionan como es que antes se comunicaban.
Pude visualizar las grandes maquinas que antes se ocupaban para poder establecer una comunicación, estas maquinas eran muy grandes que alcanzaban a ocupar hasta un cuarto. Anteriormente había oficinas de telégrafo y no todas las personas tenían uno como es hoy en día con el celular.
A lo largo del tiempo las comunicaciones han sido evolucionando es interesante como todo esto comenzó a surgir con una idea que para hoy es muy antigua.
La visita es de gran ayuda por que nos ayuda a entender un poco más lo que es el mundo de las comunicaciones.