jueves, 5 de febrero de 2015

LAS MICROONDAS

En los primeros decenios del siglo XX las frecuencias de trabajo, en las bandas de LF, MF y HF, hacían que las antenas tuvieran unas dimensiones mucho menores o comparables ala longitud de onda. En dichas bandas los circuitos se pueden considerar como de elementos concentrados. Las bandas de microondas no están claramente definidas, pero se entiende que empiezan a partir de UHF, hasta banda x. En dichas bandas las antenas son mucho mayores que la longitud de onda, y los circuitos son de elementos distribuidos, aunque en UHF pueden coexistir técnicas híbridas.

Televisión

Los primeros experimentos de televisión se iniciaron en Gran Bretaña. En 1925 John Logie Baird presentó un sistema de exploración mecánica de las imágenes. Las primeras transmisiones experimentales de TV electrónica se realizaron durante los Juegos Olímpicos de Berlín en 1936. Las emisiones regulares de la BBC comenzaron el mismo año. Se utilizaba la frecuencia de 45 MHz. La antena transmisora era una agrupación circular de dipolos.

Comunicaciones

En el año 1931 se estableció un enlace entre Francia y Gran Bretaña utilizando antenas reflectoras a 1760 MHz. Marconi midió el alcance sobre el mar de una transmisión a 500 MHz, sobre el Mar Mediterráneo, encontrando que se podían recibir señales a una distancia igual a cinco veces el alcance visual, descubriendo lo que se conocería después como enlaces troposféricos.

Antenas

El avance más importante de la década fue la invención de la ranura resonante. En 1939 A. D. Blumlein patentó un cilindro ranurado excitado por una espira,o bien mediante la conexión directa de una línea bifilar a los extremos de la ranura. La polarización era perpendicular a la dimensión mayor de la ranura. Se propuso una agrupación lineal de ranuras. También se descubrieron los efectos de la carga inductiva serie y capacitiva paralelo.
Los avances en los generadores de señal permitieron la utilización de los reflectores propuestos el siglo anterior. Marconi construyó un enlace de 25 Km, a la frecuencia de 600 MHz entre el Vaticano y Castelgandolfo con antenas parabólicas con alimentadores coaxiales.
Desde el punto de vista teórico destaca el análisis de las antenas cilíndricas realizado por King en 1937 y Hallen en 1938. La formulación integral propuesta se sigue utilizando en la actualidad.

Radar

En el año 1930 se detectó, por primera vez un avión en vuelo, de una forma accidental. L. A. Hyland del Naval Research Laboratory comprobó, mientras probaba un sistema DF (direction finding), que al pasar un avión por las cercanías, se producía un incremento en la señal recibida. En 1932 ya se había perfeccionado el sistema, y se podían detectar aviones a una distancia  de 80 kilómetros del transmisor. 
Las primeras experiencias con un radar pulsado en EEUU se realizaron en el NRL, en Abril de 1936, con un sistema a la frecuencia de 28.3 MHz y un ancho de pulso de 5 microsegundos. Al cabo de unos meses el alcance era de 40 Km. 
Pronto se llegó a la conclusión de que era necesario subir en frecuencia,especialmente para los sistemas embarcados. Los primeros sistemas a 200 MHz se empezaron a desarrollar en 1936. Con una potencia de 6 kW se alcanzaba una distancia de 50 millas. El sistema se denominó CXAM. 
En Gran Bretaña se iniciaron los estudios sobre el radar cuando se propuso a Sir Robert Watson-Watt la construcción de un haz destructor con ondas de radio. Las conclusiones del estudio fueron de que no era viable, pero recomendaba estudiar el problema de la detección de objetos. En 1935 propuso las condiciones de funcionamiento. En 1936 se probó un sistema de interferencia de onda continua a 6 MHz. En 1935 se probó un sistema pulsado a 12 MHz, con un alcance de 40 millas.  
En el año 1938 se tenía en funcionamiento el famoso sistema de radar Chain Home, a 25 MHz , con un total de 5 estaciones costeras.  
En Alemania se detectaron barcos en 1938 con un prototipo de radar llamado FREY A. La frecuencia de trabajo era de 125 MHz y el alcance entre 30 y 60 km.  
En otros países como Francia, Rusia, Italia y Japón también se hicieron experimentos de interferencia en sistemas de comunicaciones de onda continua, e incluso Francia y Japón instalaron sistemas que se revelaron poco útiles en general.

Radioastronomía

Las interferencias que se producían en las comunicaciones de LF ,especialmente en el verano, hicieron que los laboratorios de la Bell encargaran a Karl G. J ansky , en 1930, un estudio para que determinara dichas direcciones, a fin de diseñar las antenas con nulos en ellas.
Jansky construyó una antena tipo cortina de Bruce 8 elementos con reflector, funcionando en la banda de 14 metros, rotatoria. Con dicha antena comprobó que el ruido estaba originado en las tormentas, pero descubrió además una fuente de ruido que estaba siempre presente, y que tenía una periodicidad de 24 horas. Tras meses de observación Jansky determinó que provenía de la tierra y del sol y además que había un ruido que provenía de la galaxia, con un máximo en el centro. Jansky había descubierto la Radioastronomía.
Con las medidas del ruido se estableció el límite de sensibilidad que se podía alcanzar con un sistema receptor de onda corta.
 En 1938, Grote Reber construyó una antena parabólica de 9 metros de diámetro, que funcionaba en la banda de 2 metros, con la que estableció los primeros radio mapas del cielo.

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