Dispositivos de microondas

La ingeniera de microondas/milimtricas tiene que ver con todos aqullos dispositivos,

componentes y sistemas que trabajen en el rango frecuencial de 300 MHz a 300 GHz.
Debido a tan amplio margen de frecuencias, tales componentes encuentran aplicacin en
diversos sistemas de comunicacin. Ejemplo tpico es un enlace de Radiocomunicaciones
terrestre a 6 GHz en el cual detrs de las antenas emisora y receptora, hay toda una
circuitera capaz de generar, distribuir, modular, amplificar, mezclar, filtrar y detectar la
seal. Otros ejemplos lo constituyen los sistemas de comunicacin por satlite, los
sistemas radar y los sistemas de comunicacin mviles, muy en boga en nuestros das.
La tecnologa de semiconductores, que proporciona dispositivos activos que operan en el
rango de las microondas, junto con la invencin de lneas de transmisin planares; ha
permitido la realizacin de tales funciones por circuitos hbridos de microondas.
En estos circuitos, sobre un determinado sustrato se definen las lneas de transmisin
necesarias. Elementos pasivos (condensadores, resistencias) y activos (transistores,
diodos) son posteriormente incorporados al circuito mediante el uso de pastas adhesivas
y tcnicas de soldadura. De ah el nombre de tecnologa hbrida de circuitos integrados
(HMIC: "Hibrid Microwave Integrated Circuit"). Recientemente, la tecnologa monoltica de
circuitos de microondas (MMIC), permite el diseo de circuitos/subsistemas capaces de
realizar, muchas de las funciones mencionadas anteriormente, en un slo "chip". Por las
ventajas que ofrece sta tecnologa, su aplicacin en el diseo de amplificadores para
receptores pticos, constituye un campo activo de investigacin y desarrollo. Prueba de
ello es el trabajo realizado con la Universidad Politcnica de Madrid.
El diseo de circuitos de microondas en ambas tecnologas, ha exigido un modelado
preciso de los diferentes elementos que forman el circuito. De especial importancia son
los dispositivos activos (MESFET, HEMT, HBT); pues conocer su comportamiento tanto en
pequea seal como en gran seal (rgimen no lineal), es imprescindible para poder
predecir la respuesta de un determinado circuito que haga uso de l. El anlisis,
modelado y simulacin de stos dispositivos, constituye otra de las reas de trabajo.
Materiales en comunicaciones

La utilizacin de nuevos materiales con altas prestaciones es uno de los pilares del
avance espectacular de las tecnologas de la informacin y comunicaciones. El desarrollo
de aplicaciones basadas en sus propiedades requiere un profundo conocimiento previo de
stas. En particular, el descubrimiento de superconductividad en xidos cermicos
multimetlicos a temperaturas superiores a 77 K (superconductores de alta temperatura,
SAT) puede permitir del desarrollo prctico de algunas aplicaciones de la
superconductividad econmicamente inviables con los superconductores clsicos. Sin
embargo, la gran complejidad de los SAT y su naturaleza granular dificultan la puesta en
marcha de aplicaciones de los mismos de forma inmediata, a pesar del gran esfuerzo
investigador que en este campo se est realizando en los pases avanzados.
En concreto, en nuestro grupo se ha trabajado en la caracterizacin experimental y
modelado fenomenolgico de las propiedades electromagnticas de superconductores de
alta temperatura crtica, incidiendo especialmente en las implicaciones de la granularidad,
y en el desarrollo de aplicaciones de los mismos en magnetometra y en cintas para el
transporte de corriente sin prdidas. Por otra parte, en relacin con las aplicaciones de la
superconductividad clsica, se ha trabajado en la implementacin en Espaa de los
patrones primarios de tensin (efecto Josephson) y resistencia (efecto Hall cuntico), en
colaboracin con grupos nacionales y extranjeros especializados en metrologa elctrica
bsica. Por ltimo, tambin se ha colaborado con otros grupos de investigacin en la
caracterizacin electromagntica de materiales de inters tecnolgico, como imanes
permanentes o aceros estructurales
TRANSMISIN SIN CABLES
INTRODUCCION
Cuando se piensa en comunicacin de datos generalmente se piensa en comunicacin a
travs de cable, debido a que la mayora de nosotros tratamos con este tipo de tecnologa
en nuestro da a da. Haciendo a un lado las complicadas redes cableadas tambin
tenemos la llamada COMUNICACIN INALMBRICA muy comnmente a nuestro
alrededor.
La Comunicacin de data inalmbrica en la forma de microondas y enlaces de satlites
son usados para transferir voz y data a larga distancia. Los canales inalmbricos son
utilizados para la comunicacin digital cuando no es econmicamente conveniente la
conexin de dos puntos va cable; adems son ampliamente utilizados para interconectar
redes locales (LANS) con sus homologas redes de rea amplia (WANS) sobre distancias
moderadas y obstculos como autopistas, lagos, edificios y ros. Los enlaces va satlite
permiten no solo rebasar obstculos fsicos sino que son capaces de comunicar
continentes enteros, barcos, rebasando distancia sumamente grandes.

Los sistemas de satlites y de microondas utilizan frecuencias que estn en el rango de

los MHz y GHz, usualmente utilizan diferentes frecuencias para evitar interferencias pero
comparten algunas bandas de frecuencias.
COMUNICACIN VA MICROONDAS
Bsicamente un enlace va microondas consiste en tres componentes fundamentales: El
Transmisor, El receptor y El Canal Areo. El Transmisor es el responsable de modular una
seal digital a la frecuencia utilizada para transmitir, El Canal Areo representa un camino
abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el
encargado de capturar la seal transmitida y llevarla de nuevo a seal digital.
El factor limitante de la propagacin de la seal en enlaces microondas es la distancia que
se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, adems esta distancia debe ser libre de
obstculos. Otro aspecto que se debe sealar es que en estos enlaces, el camino entre el
receptor y el transmisor debe tener una altura mnima sobre los obstculos en la va, para
compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.
ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS
La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de
repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la seal, es importante destacar que los
obstculos de la seal pueden ser salvados a travs de reflectores pasivos. Las
siguientes figuras muestran como trabaja un repetidor y como se ven los reflectores
pasivos.

La seal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde el

transmisor hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una
perdida de poder dependiente a la distancia, reflexin y refraccin debido a obstculos y
superficies reflectoras, y a prdidas atmosfricas.
La siguiente es una lista de frecuencias utilizadas por los sistemas de microondas:
Common Carrier Operational Fixed
2.110 2.130 GHz
1.850 1.990 GHz
2.160 2.180 GHz
2.130 2.150 GHz
3.700 4.200 GHz
2.180 2.200 GHz
5.925 6.425 GHz
2.500 2.690 GHz
10.7
11.700 GHz
6.575 6.875 GHz
12.2
12.700 GHz
Debido al uso de las frecuencias antes mencionadas algunas de las ventajas son:
Antenas relativamente pequeas son efectivas.
A estas frecuencias las ondas de radio se comportan como ondas de luz, por ello la seal
puede ser enfocada utilizando antenas parablicas y antenas de embudo, adems
pueden ser reflejadas con reflectores pasivos.
Otra ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz.
Como todo en la vida, el uso de estas frecuencias tambin posee desventajas:
Las frecuencias son susceptibles a un fenmeno llamado Disminucin de Multicamino
(Multipath Fafing), lo que causa profundas disminuciones en el poder de las seales
recibidas.
A estas frecuencias las perdidas ambientales se transforman en un factor importante, la
absorcin de poder causada por la lluvia puede afectar dramticamente el Performance
del canal.
COMUNICACIN POR SATLITE
Bsicamente, los enlaces satelitales son iguales a los de microondas excepto que uno de
los extremos de la conexin se encuentra en el espacio, como se haba mencionado un
factor limitante para la comunicacin microondas es que tiene que existir una lnea recta
entre los dos puntos pero como la tierra es esfrica esta lnea se ve limitada en tamao

entonces, colocando sea el receptor o el transmisor en el espacio se cubre un rea ms

grande de superficie.
El siguiente grfico muestra un diagrama sencillo de un enlace va satlite, ntese que los
trminos UPLINK y DOWNLINK aparecen en la figura, el primero se refiere al enlace de la
tierra al satlite y la segunda del satlite a la tierra.

Las comunicaciones va satlite poseen numerosas ventajas sobre las comunicaciones

terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estas ventajas:
El costo de un satlite es independiente a la distancia que valla a cubrir.
La comunicacin entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran nmero de
repetidoras puesto que solo se utiliza un satlite.
Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola seal de satlite, sin tener que
preocuparse en gran medida del problema de los obstculos.
Grandes cantidades de ancho de bandas estn disponibles en los circuitos satelitales
generando mayores velocidades en la transmisin de voz, data y vdeo sin hacer uso de
un costoso enlace telefnico.
Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son:
El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK esta alrededor de un cuarto de segundo, o de
medio segundo para una seal de eco.
La absorcin por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda.
Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las comunicaciones
de voz, por lo cual son generalmente evitadas.

Los satlites de comunicacin estn frecuentemente ubicados en lo que llamamos Orbitas

Geosincronizadas, lo que significa que el satlite circular la tierra a la misma velocidad
en que esta rota lo que lo hace parecer inmvil desde la tierra. Un a ventaja de esto es
que el satlite siempre esta a la disposicin para su uso. Un satlite para estar en este
tipo de rbitas debe ser posicionado a 13.937,5 Kms. de altura, con lo que es posible
cubrir a toda la tierra utilizando solo tres satlites como lo muestra la figura.

Un satlite no puede retransmitir una seal a la misma frecuencia a la que es recibida, si

esto ocurriese el satlite interferira con la seal de la estacin terrestre, por esto el
satlite tiene que convertir la seal recibida de una frecuencia a otra antes de
retransmitirla, para hacer esto lo hacemos con algo llamado "Transponders". La siguiente
imagen muestra como es el proceso.
Al igual que los enlaces de microondas las seales transmitidas va satlites son tambin
degradadas por la distancia y las condiciones atmosfricas.
Otro punto que cabe destacar es que existen satlites que se encargan de regenerar la
seal recibida antes de retransmitirla, pero estos solo pueden ser utilizados para seales
digitales, mientras que los satlites que no lo hacen pueden trabajar con ambos tipos de
seales (Anlogas y Digitales).
1. MICROONDAS
Se denomina as la porcin del espectro electromagntico que cubre las frecuencias entre
aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que corresponde a la longitud de
onda en vaco entre 10 cm. y 1mm.
La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es que el rango de
ondas correspondientes es comparable con la dimensin fsicas de los sistemas de
laboratorio; debido a esta peculiaridad, las m. Exigen un tratamiento particular que no es

extrapolable de ninguno de los mtodos de trabajo utilizados en los mrgenes de

frecuencias con que limita. Estos dos lmites lo constituyen la radiofrecuencia y el
infrarrojo lejano.
En radiofrecuencia son tiles los conceptos de circuitos con parmetros localizados,
debido a que, en general, las longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes
de los dispositivos, pudiendo as, hablarse de autoinducciones, capacidades, resistencias,
etc., debido que no es preciso tener en cuenta la propagacin efectiva de la onda en dicho
elemento; por el contrario, en las frecuencias superiores a las de m. son aplicables los
mtodos de tipo OPTICO, debido a que las longitudes de onda comienzan a ser
despreciables frente a las dimensiones de los dispositivos.
El mtodo de anlisis ms general y ampliamente utilizado en m. consiste en la utilizacin
del campo electromagntico caracterizado por los vectores (E, B, D y H en presencia de
medios materiales), teniendo en cuenta las ecuaciones de MAXWELL (v), que rigen su
comportamiento y las condiciones de contorno metlicos son muy frecuentes a estas
frecuencias, cabe destacar que, p.ej, el campo E es normal y el campo H es tangencial en
las proximidades externas de un conductor.
No obstante, en las mrgenes externas de las m. se utilizan frecuentemente los mtodos
de anlisis correspondientes al rango contiguo del espectro; as, a frecuencias elevadas
m. son tiles los conceptos de RAYO, LENTE, etc., ampliamente utilizados en ptica,
sobre todo cuando la propagacin es transversal electromagntica, (TEM, E y B
perpendiculares entre s y a la direccin de propagacin) en el espacio libre. Por otro lado,
a frecuencias bajas de m, colindantes con las radiofrecuencias, es til la teora de
circuitos con parmetros distribuidos, en la que toma en cuenta la propagacin efectiva
que va a tener la onda en un elemento cualquiera.
As, un trozo de cable metlico, que en baja frecuencia representa simplemente un corto
circuito que sirve para efectuar una conexin entre elementos, dejando equipotenciales
los puntos que une, a alta frecuencia un sistema cuya frecuencia, por efecto peculiar,
puede no ser despreciable y cuya autoinduccin puede causar una impedancia que sea
preciso tomar en cuenta. Entonces es preciso representar este cable a travs de su
impedancia (resistencia y autoinduccin) por unidad de longitud.
Tambin en la parte de instrumentacin experimental, generacin y transmisin de m,
estas tienen peculiaridades propias que obligan a utilizar con caractersticas diferentes a
los de los rangos de frecuencias vecinos. Respecto a limitaciones que impiden su
funcionamiento a frecuencias de m., como a continuacin esquematizamos.
Las lneas de baja frecuencia son usualmente ABIERTAS, con lo cual, si se intenta utilizar
a frecuencias elevadas, automticamente surgen problemas de radiacin de la energa

electromagntica; para superar este inconveniente es necesario confirmar los campos

electromagnticos, lo que normalmente se efecta por medio de contornos metlicos; as,
los sistemas de transmisin usuales a m. son, o bien lineas coaxiales, o bien, en general,
guas de onda continuadas por conductores abiertos o tuberas.
En este sentido es ilustrativo ver la evolucin de un circuito resonante LC paralelo de baja
frecuencia hacia una cavidad resonante, que es circuito equivalente en m. Como a alta
frecuencia las inductancias y capacidades (ELECTROSTTICA; INDUCCIN
ELECTROMAGNTICA), cobran gran importancia, por pequeas que sean, un circuito
resonante para frecuencias RELATIVAS ALTAS puede ser sencillamente dos placas
paralelas y una espira uniendo ambas placas; es para reducir an ms la inductancia se
ponen varias espiras en paralelo, se llega a obtener una regin completamente cerrada
por paredes conductoras.
La energa electromagntica solo puede almacenarse en una cavidad a frecuencias
prximas a las denominadas de resonancia de la misma, las cuales dependen
fndamentalmente de su geometra; los campos anteriores penetran solo en una capa
delgada de las paredes metlicas siendo el espesor , de esta capa, denominada
profundidad de penetracin, dependiente de la frecuencia y de la conductividad del
material que constituya a la cavidad a travs de la expresin = 2/WUO, donde W,U y son
respectivamente la frecuencia de la onda, la permeabilidad magntica y conductividad del
material (ELECTRICA, CONDUCCION, ELECTROMAGNETISMO) as, para los siguientes
metales: aluminio, oro, cobre y plata, los valores de a 3Ghz son respectivamente de 1,6,
1,4, 1,2 y 1,4 u. De esta forma es fcil comprender que la energa disipada en las
cavidades, si stas estn hechas por buenos conductores, es pequea, con lo cual las Q,
o factores de mrito de las cavidades resonantes Q =2 (energa almacenada)/(energa
disipada por ciclo), suelen estar en orden de 10 ^4, pudiendo alcanzar valores mas
elevados. Por otra parte el pequeo valor de permite fabricar guas de excelente calidad
con un simple recubrimiento interior de buen material conductor, (plateado o dorado).
La utilizacin en m, de las vlvulas de vaco convencionales, como amplificadores
osciladores, esta limitada, por una parte, por el tiempo de trnsito de los electrones en el
interior de la vlvula y, por otra, por las inductancias y por las capacidades asociadas al
cableado y los electrodos de la misma.
El tiempo de trnsito al hacerce comparable con el perodo de las oscilaciones, da lugar a
que haya un defase entre el campo y las oscilaciones de los electrones; esto implica un
consumo de energa que disminuye la impedancia de entrada de la vlvula, aunque su
rejilla, polarizada negativamente, no capte electrones. Las inductancias y capacidades
parsitas causan efectos de resonancia y acople interelectrnico que tambin conducen a
una limitacin obvia.

Son muchas las modificaciones sugeridas y utilizadas para superar estos inconvenientes,
basndose en los mismos principios de funcionamiento, pero, a frecuencias ya de lleno en
el rango de las m., tanto los circuitos de vlvulas como los semiconductores trabajan
segn una concepcin completamente diferente a los correspondientes de la baja
frecuencia.
MODULACION EN MICROONDAS
Los generadores de microondas son generadores crticos en cuanto a la tensin y la
corriente de funcionamiento.
Uno de los medios es no actuar sobre el generador o amplificador pero si utilizar un
dispositivo diodo pin en la gua de salida, modulada directamente la amplitud de la onda.
Otro medio es utilizar un desfasador de ferrita y modular la onda en fase. En este caso es
fcil obtener modulacin en frecuencia a travs del siguiente proceso:
En una primera etapa, se modula en FM una portadora de baja frecuencia, por ejemplo 70
Mhz.
En una segunda etapa, esta portadora modulada es mezclada con la portadora
principal en frecuencia de Ghz, por ejemplo 10 Ghz.
Un filtro de frecuencias deja pasar la frecuencia suma, 10070 Mhz con sus bandas
laterales de 3 Mhz y por lo tanto la banda pasante ser de 10067 a 10073 Mhz que es la
seal final de microondas.
En el receptor se hace la mezcla de esta seal con el oscilador local de 10 Ghz seguido
de un filtro que aprovecha la frecuencia de diferencia 70 Mhz la cual es amplificada y
despus detectada por las tcnicas usuales en FM.
VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS
SISTEMAS DE LINEA METALICA
Volumen de inversin generalmente mas reducido.
Instalacin ms rpida y sencilla.
Conservacin generalmente ms econmica y de actuacin rpida.
Puede superarse las irregularidades del terreno.
La regulacin solo debe aplicarse al equipo, puesto que las caractersticas del medio de
transmisin son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.
Puede aumentarse la separacin entre repetidores, incrementando la altura de las torres.

DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON

LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA
Explotacin restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.
Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que disponer
de energa y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservacin. Se han
hecho ensayos para utilizar generadores autnomos y bateras de clulas solares.
La segregacin, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas
por cable
Las condiciones atmosfricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y
desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar
requerida, supone un importante problema en diseo.
ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MOCROONDAS EQUIPOS
Un radioenlace esta constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La
funcin de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura
terrestre y conseguir as enlaces superiores al horizonte ptico. La distancia entre
repetidores se llama vano.
Los repetidores pueden ser:
Activos
Pasivos
En los repetidores pasivos o reflectores.
No hay ganancia
Se limitan a cambiar la direccin del haz radielectrnico.
PLANES DE FRECUENCIA - ANCHO DE BANDA EN UN RADIOENLACE POR
MICROONDAS
En una estacin terminal se requieran dos frecuencias por radiocanal.
Frecuencia de emisin
Frecuencia de recepcin
Es una estacin repetidora que tiene como mnimo una antena por cada direccin, es
absolutamente necesario que las frecuencias de emisin y recepcin estn
suficientemente separadas, debido a:
La gran diferencia entre los niveles de las seales emitida y recibida, que puede ser de 60
a 90 dB.
La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisin.
La directividad insuficiente de las antenas sobre todas las ondas mtricas.

Por consiguiente en ondas mtricas (30-300 Mhz) y decimtricas (300 Mhz - 3 Ghz),
conviene utilizar cuatro frecuencias (plan de 4 frecuencias).
En ondas centimtricas, la directividad es mayor y puede emplearse un plan de 2
frecuencias.

2. GENERACION DE MICROONDAS
Quizs fue el MAGNETRON, como generador de m. De alta potencia, el dispositivo que
dio pie al desarrollo a gran escala de las m., al abrir paso a la utilizacin de sistemas de
radar durante la II Guerra Mundial; sin embargo, fueron KLYSTRONS, los que dieron una
mayor versatilidad de utilizacin de las m., sobre todo en el campo de las
comunicaciones, permitiendo adems una mayor comprensin de los fenmenos que
tiene en lugar los tubos de m. El principio bsico de funcionamiento de estos generadores
es la modulacin de velocidad de un haz electrnico que al atravesar una cavidad
resonante, exita en ella oscilaciones electromagnticas de la frecuencia de m, deseada. El
estudio de los KLYSTRONS oblig a un amplio desarrollo desde los fenmenos de carga
espacial, la interpretacin de la operacin de los tubos
Sin embargo, fue el desarrollo de otro tipo de vlvulas, las de ONDA PROGRESIVA (TWT,
Travelling-Wave Tube); siglas de sta clase de tubos, las que dieron lugar a una mejor
compresin de los fenmenos que tienen lugar en los haces electrnicos, sobre todo en lo
que respecta a las ondas electromecnicas, daban lugar a amplificacin o generacin de
m.
Para que este acoplamiento sea efectivo es preciso reducir la velocidad de fase de la
onda electromagntica lo cual se hace mediante estructuras peridicas de entre las
cuales la ms utilizada es la hlice; de esta forma es posible mantener una iteracin
continuada entre la onda electromagntica y el haz electrnico, modulado en velocidad, y
consecuentemente en densidad, que va cediendo su energa, digamos cintica, a la onda
electromagntica.
Posteriormente tambin se desarrollo el tubo de onda regresiva (BWO< Backward- wave
oscillator), en el cual la velocidad de fase de la onda va en direccin opuesta al flujo de
energa en el circuito, que ofrec a, adems, una mayor amplitud de sintona en frecuencia
mediante control electrnico.

Los dispositivos anteriores se basan en la conversin de energa de continuidad en la

energa de m, mientras que los amplificadores paramtricos (AMPLIFICADOR, 8) utilizan
como fuente de energa una de alterna que convierten, por un procedimiento de mezcla,
en la de alta frecuencia deseada. En lugar de utilizar como elemento resistivo, utilizan un
elemento reactivo, como puede ser un diodo de capacidad variable, y de aqu el bajo nivel
de ruido que se puede lograr. Un fundamento anlogo tienen los amplificadores cunticos
MASER. Son estos amplificadores de bajo nivel de ruido los que han abierto un gran
campo de operacin en radioastronoma, as como las intercontinentales va satlite etc.
Un problema conserniente al desarrollo de las m, lo ha constituido hasta ahora el precio
elevado de los generadores; ha sido el decubrimiento de los osciladores a
semiconductores el que a abaratado, va camino de hacerlo aun ms, dichos generadores,
con el cual el campo de aplicaciones de las m.
Est creciendo a un nivel tal que impide predecir las repercusiones futuras, que incluso
pueden ser negativas. Estos dispositivos tambin tienen una concepcin diferente a los
usuarios de baja frecuencia esencial en que en los de baja frecuencia los electrones del
semiconductor son TIBIOS en el sentido que sus energas no difieren grandemente de la
red del material, mientras que en los de m. Los electrones son CALIENTES, con energas
elctricas adquiridas de campos elctricos elevados, que pueden ser muy superiormente
a energa de m.
El primero de estos dispositivos se bas en el denominado efecto GUNN que se presenta
en semiconductores compuestos, como el arseniuro de galio, material en el fue
inicialmente detectado, y desde entonces se han descrito muchos dispositivos, algunos
basados en fenmenos bulmicos en el semiconductor, como los gunn, y otros fenmenos
que tienen lugar en uniones de semiconductores.
TRANSMISION DE MICROONDAS
Un sistema en el que se utilizan localmente las m. Constar fundamentalmente de un
generador y de un medio de transmisin de la onda hasta la carga; en caso contrario,
tendremos necesidad de un sistema emisor y otro receptor, estando el emisor compuesto
por los elementos anteriormente citados, donde la carga sera una antena emisora,
mientras que el receptor sera otra antena, medio de transmisin y detector adecuado.
Adems de estos elementos existirn otras componentes como pueden ser atenuadores,
desfasadores, frecuencimetros, medidores de onda estacionaria, etc.; nosotros nos vamos
a circunscribir fundamentalmente a la gua de onda, como elemento fundamental de
transmisin a stas frecuencias.

Como ya se ha citado, la gua de onda es esencia una tubera metlica, a travs de la

cual se propaga el campo electromagntico sin prcticamente atenuacin, dependiendo
esta del material de que la misma est fabricada; as, a una frecuencia determinada, y
para una geometra concreta, la atenuacin ser tanto menor cuanto mejor conductor sea
el material.
A diferencia de lo que ocurre en el medio libre, en el que el haz de ondas
electromagnticas es mas o menos divergente y sus campos transversales
electromagnticos (ondas TEM, ya citadas), en una gua el campo esta confinado en su
interior, evitndose la radiacin hacia el exterior, y sus campos ya no pueden ser TEM
sino que han de hacer necesariamente del tipo TE (campo electrnico transversal a la
direccin de propagacin), o bien TM (campo magntico transversal) o bien hbridos, es
decir, mezcla de TE y TM.
La configuracin de la geometra, tipo de excitacin de la gua y frecuencia, ocurriendo
adems que ciertas configuraciones de campo, denominadas modos, solo son posibles a
frecuencias superiores a una determinada, denominada frecuencia de corte, existiendo un
modo de propagacin de dichos campos, el modo fundamental, que posee la frecuencia
de corte mnima. Por debajo de esta frecuencia la gua no propaga la energa
electromagntica.
APLICACIONES DE LAS MICROONDAS
Sin duda podemos decir que el campo mas valioso de aplicacin de las m. es el ya
mencionado de las comunicaciones, desde las que pudiramos denominar privadas,
pasando por las continentales e incontinentales, hasta llegar a las extraterrestres.
En este terreno, las m. actan generalmente como portadoras de informacin, mediante
una modulacin o codificacin apropiada. En los sistemas de radar, cabe citar desde los
empleados en armamento y navegacin, hasta los utilizados en sistemas de alarma; estos
ltimos sistemas suelen tambin basarse en efecto DOPPLER o en cambios que sufre la
razn de onda estacionaria (SWR) de una antena, pudiendo incluso reconocerse la
naturaleza del elemento de alarma. Sistema automtico de puertas, medida de velocidad
de vehculos, etc.
Otro gran campo de aplicacin es el que se pudiera denominar cientfico. En
radioastronoma ocurre que las radiaciones extraterrestres con frecuencia comprendidas
entre 10 Mhz y 10Ghz pueden atravesar el filtro impuesto por la atmsfera y llegar hasta
nosotros.
Entre estas radiaciones estn algunas de tipo espectral, como la lnea de 1420 OH, y
otras de tipo continuo debidas a radiacin trmica, emisin giromagntica, sincrotnica,

etc. La deteccin de estas radiaciones permite obtener informacin de la dinmica y

constitucin del universo. En el estudio de los materiales (elctricos, magnticos, palmas)
las m. se pueden utilizar bien para la determinacin de parmetros macroscpicos, como
son la permitividad elctrica y la permeabilidad magntica, bien para el estudio directo de
la estructura molecular de la materia mediante tcnicas espectroscpicas y de resonancia.
En el campo mdico y biolgicose utilizan las m. Para la observacin de cambios
fisiolgicos significativos de parmetros del sistema circulatorio y respiratorio.
Es imposible hacer una enumeracin exhaustiva de aplicaciones que, aparte de las ya
citadas, pueden ir desde la mera confeccin de juguetes hasta el controlar de procesos o
funcionamiento de computadores ultra rpidos. Quiz el progreso futuro de las
microondas. Esta en el desarrollo cada da mayor, de los dispositivos a estado slido, en
los cules se consigue una disminucin de precio y tamao que puede llegar a niveles
insospechados; estos sistemas son la combinacin de los generadores a
semiconductores con las tcnicas de circuiteria integrada, fcilmente adaptables a la
produccin en masa.
Sin embargo no todo son beneficios; un crecimiento incontrolado de la utilizacin de las
m, puede dar lugar a problemas no solo de congestin del espectro, interferencias, etc.,
sino tambin de salud humana; este ltimo aspecto no est lo suficientemente estudiado,
como se deduce del hecho de que los ndices de peligrosidad sean marcadamente
diferentes de unos pases a otros.
3. PROPAGACION DE MICROONDAS
Las microondas ocupan una porcin del espectro de frecuencias entre 1 y 300 Ghz que
corresponde a 10 cm y mm respectivamente, en longitudes de onda. En la prctica son
ondas del orden de 1 Ghz a 12 Ghz.
La banda espectral de las microondas de divide en sub-bandas tal como se muestra
en la tabla.

S
X
K
Q

FRECUENCIA (GHz) LONGITUD DE ONDA APROXIMADA (Cm)

1.5 A 8
10
8 A 12.5
3
12.5 A 40
1.1
40 A 50
0.8

Sub-bandas en las que se divide la banda espectral de las microondas.

Los sistemas de microondas son usados en enlaces de televisin, en multienlaces

telefnicos y general en redes con alta capacidad de canales de informacin.
Las microondas atraviesan fcilmente la ionosfera y son usadas tambin en
comunicaciones por satlites.
La longitud de onda muy pequea permite antenas de alta ganancias.
Como el radio de fresnel es relativamente pequeo, la propagacin se efecta como en el
espacio libre.
Si hay obstculos que obstruyan el radio de fresnel, la atenuacin es proporcional al
obstculo.
De la ecuacin se obtiene la atenuacin Pr/Pt en enlaces espaciales
Pr/Pt (dB) = Gt (dB) + Gr (dB) +20 log h (m) - 22 - 20 log r (Km)
donde r es la distancia del enlace, h es la longitud de onda Gt Y Gr son las ganancias del
transmisor y del receptor receptivamente.
A la atenuacin en espacio libre se le agregan algunos valores de atenuacin debido a
obstculos:
6 dB: Incidencia restante.
40 dB: Bloqueo total del haz.
La atenuacin puede variar de 6 a 20 dB dependiendo del tipo de superficie que provoca
la difraccin. As:
6 dB: Para una difraccin en filo de cuchilla, con incidencia resante.
20 dB: Difraccin con incidencia resante en obstculo mas redondeado como terreno
ligeramente ondulado o agua que sigue la curvatura de la tierra.
En condiciones desfavorables las perdidas por reflexin pueden ser de hasta 50 db
(propagacin sobre mar).
Si la superficie es rugosa se consideran despreciables las perdidas por reflexin.
La temperatura efectiva de ruido Te del circuito receptor, referida a los terminales de
entrada y la cifra de ruido o (factor de ruido) F de un circuito estn relacionados de la
siguiente forma:
F = 1 + Te/To
F es la razn de la potencia de ruido real de salida (al conectar en un generador de
temperatura normalizado de To=290^oK) y la potencia de ruido de salida que existira para
la misma entrada, si el circuito no tuviera ruidos propios.

Por tanto, se nota que

F = 1 o 0 dB corresponde a Te = 0^K
F = 2 o 3 dB corresponde a Te = 290^oK, etc.
UTILIZACION DE MICROONDAS EN COMUNICACIONES ESPACIALES
Los satlites artificiales han extendido el alcance de la lnea de propagacin y han hecho
posible la transmisin transocenica de microondas por su capacidad de admitir anchas
bandas de frecuencias. La lnea de transmisin puede extenderse por uno de los distintos
medios existentes.
El satlite en forma de globo de plstico metalizado exteriormente puede ser empleado
como reflector pasivo, en cuyo caso no se necesita equipo alguno en el satlite. Se ha
estimado que veinticuatro de tales reflectores pasivos en rbitas polares establecidas al
azar alrededor de unos 5000 kilmetros permitiran una transmisin transatlntica que
solo se interrumpira menos de 1% del tiempo.
Como segunda posibilidad, el satlite puede emplearse como un receptor activo en
microondas, retransmitiendo la seal que recibe, bien instantneamente o tras un
almacenaje hasta que el este prximo a la estacin receptora. En este ltimo caso la
capacidad del canal queda limitada.
Con el satlite en una rbita prxima es decir, inferior a 8000 kilmetros, la prdida de
transmisin es moderada, pero las estaciones terrestres deben tener antenas capaces de
explotar casi de horizonte a horizonte.
Si el satlite se sita en una rbita ecuatorial de veinticuatro horas parecer como si
tuviera fijo sobre algn punto del ecuador, daran una cobertura mundial. Con el satlite
fijo en su posicin respecto a la tierra y estabilizado en su orientacin pueden emplearse
antenas grandes y relativamente econmicas para las estaciones terrestres, pudindose
emplear en el satlite una antena con una directividad modesta.

desconectado el radio terrestre Rt= 6370 Km se ve que la altura sobre el suelo del satlite
ser aproximadamente igual a 36000 Km que es la rbita de clark.
Los piases de la zona tropical y templada usan los satlites estacionarios.
Los pases en zonas mas alejadas del ecuador son forzados a incluir la rbita en relacin
con el ecuador y prescindir as del sincronismo perfecto, por que el desplazamiento del
satlite es lento con relacin a la tierra.
Como el satlite no debe cargar grandes masas, la potencia de su transmisor es reducida
y su antena es relativamente pequea. Sus ondas deben atravesar la ionosfera terrestre,
de ah el uso de microondas para conseguir altsimas ganancias en las antenas terrestres
son parablicas de grandes dimensiones, aproximadamente igual a 30 m de dimetro con
ganancia de 60 dB en 2 Ghz.

Los enlaces se hacen bsicamente entre puntos visibles es decir, puntos altos de la topografa.
Cualquiera que sea la magnitud del sistema de microondas, para funcionamiento correcto es
necesario que los recorridos entre enlaces tengan una altura libre adecuada para la propagacin
en toda poca del ao, tomando en cuenta las variaciones de las condiciones atmosfricas de la
regin.
Para poder calcular las alturas libres debe conocerse la topografa del terreno, as como la altura y
ubicacin de los obstculos que puedan existir en el trayecto.
Antes de hacer mediciones en el terreno puede ser necesario estudiar los planos topogrficos de la
zona. Por lo general el estudio minucioso de los mapas y de los planos facilita las labores, sobre
todo en sistema extensos con gran numero de repetidoras y donde existe una gran variedad de
rutas posibles. Por proceso de eliminacin y de seleccin ha de llegarse a la escogencia de la ruta
ms favorable.
Sobre un mapa de la regin en escalas del orden de 1:10000, 1: 100000 o 1: 200000, se escogen
estaciones separadas de 10 a 50 Km

Una vez escogidos los sitios de ubicacin propuestos para las torres de las antenas, y
habindose determinado la elevacin del terreno comprendido entre dichos sitios, se
prepara un diagrama de perfiles.
En la mayora de los casos solo es necesario los perfiles de los obstculos y de sus
alrededores, donde pueda obstruirse la lnea visual.
Las seales de radiotransmisin en las frecuencias de microondas generalmente se
propagan en lnea recta en la forma de un haz dirigido de un punto a otro. Sin embargo, el
haz puede desviarse o curvarse hacia la tierra por efecto de la refraccin de las ondas en
la atmsfera. La magnitud de la curvatura se ha tenido en cuenta al calcular el factor K.
Puede emplearse un perfil de trayecto dibujado sin mostrar la curvatura de la tierra, y con
el haz de microondas en lnea recta entre las dos antenas. Dicho perfil representa el caso
en el cual la curvatura del haz es igual a la del terreno y el radio de la tierra es infinito.
Esta es una de las condiciones extremas que deben investigarse al estudiar el efecto de
las condiciones atmosfricas anormales sobre la propagacin de las microondas. Sobre el
mismo grfico se dibujan los recorridos del haz para otros posibles valores de K entre
ellos el normal que es 4/3. El trazado de las curvas con diversos valores de K se hace con
plantillas normalizadas. Traza el elipsoide de fresnel para verificar si ocurre obturacin.
Determinando el perfil del terreno sobre el que se propaga el haz, se estudiar el margen
de este con relacin al obstculo mas prominente. Dicho margen hay que compararlo con
el radio de la n-esima zona abscisa o, esta dado por la ecuacin
Rfn = nhd1d2/d1+d2,m
donde :
Rfn = Radio de la n-esima zona de fresnel en metros.
h = Longitud de onda en metros.
d1 = Distancia del transmisor al punto considerado en metros.
d2 = Distancia del punto considerado al receptor en metros.

A partir del mapa de la regin se traza en un papel 4/3 el perfil del terreno a lo largo de la
trayectoria de estacin a estacin.
Ordinariamente, el margen sobre obstculos se refiere al radio d la primera zona de
fresnel; si el cociente correspondiente se lleva en abscisas en le grfico, en coordenadas
se obtendr la influencia sobre la intensidad de campo. Se tiene las condiciones
correspondientes a propagacin en el espacio libre cuando al margen sobre obstculos es
0.6 veces el radio de la primera zona de fresnel. Este es el criterio que se sigue en
presencia de obstculos para determinar la viabilidad de un enlace.
intervalo -3
<1
Grfico de prdidas por obstculo.
Abscisa: margen sobre obstculos/radio primera zona de fresnel. B. interpretaciones del
margen sobre obstculos
p >0 y p < o
La Figura muestra dos interpretaciones existentes para el margen sobre obstculos p.
La siguiente es una formula emprica para prdidas por obstculo.
Po(dB) = 12 P/ Rf - 10
la ecuacin anterior es vlida en el intervalo - 3 < P/Rf < 1
Hay momentos en que la distribucin de la densidad de la atmsfera cambia y la
trayectoria se hace mas restante y pasa a sufrir obstruccin, se debe incluir en los
clculos una prdida adicional de 3 dB.

Poniendo en funcionamiento tal enlace, la transmisin con atmsfera normal no tendr la

perdida de 3 dB, solo surge en momentos desfavorables y ya est incluida en el diseo.
Luego se calcula la atenuacin con la ecuacin ( )
Pr / Pt = Gt Ar / 4 TT r
de la ecuacin ( ) se tiene
Ar = Gr h / 4 TT
Sustituyendo la ecuacin ( ) en la ( ) se obtiene la ecuacin ( )
Pr / Pt = Gt Gr h / (4 TT r )
donde los parmetros son los mismos que se dieron anteriormente.
Expresado en dB la ecuacin ( ) se tiene la ecuacin ( )
Pr / Pt (dB) = 10 log Pr / Pt = Gt (dB) + Gr (dB) + 20 log h - 20 log r - 22
Sobre un terreno liso el alcance D de la radiacin depende de la altura de la antena h.
Entonces:
D (km) = 4 h (m)
El problema de las reflexiones interferentes es prcticamente inexistente ya que, para las
ondas centimtricas todo terreno es spero y no da buena reflexin segn el criterio de
Rayleigh.
El nico caso peligroso es cuando existe un espejo de aguas mansas como un lago,
baha orio.
4. ANOMALAS DE PROPAGACION EN MICROONDAS
El gradiente del ndice de refraccin o factor K que corresponde al radio eficaz de la tierra
se define como el grado y la direccin de la curvatura que describe el haz de microondas
durante su propagacin
K = R' / Rt
Donde Rt es el radio real terrestre y R"es el radio de la curvatura ficticia de la tierra.
Cualquier variacin del ndice de refraccin provocada por la alteracin de las condiciones
atmosfricas, se expresa como un cambio del factor K.

En condiciones atmosfricas normales, el valor de K varia desde 1.2 para regiones

elevadas y secas (o 4/3 en onzas mediterrneas), hasta 2 o 3 para zonas costeras
hmedas.
Cuando K se hace infinito, la tierra aparece ante el haz como perfectamente plana, ya que
su curvatura tiene exactamente el mismo valor que la terrestre.
Si el valor de K disminuye a menos de 1, el haz se curva en forma opuesta a la curvatura
terrestre. Este efecto puede obstruir parcialmente al trayecto de transmisin,
producindose as una difraccin.
El valor de la curvatura terrestre para los distintos valores de K se calcula mediante la
siguiente frmula
h = d1 d2 / 1.5 K donde
h = Cambio de la distancia vertical desde una lnea horizontal de referencia, en pies,
d1 = Distancia desde un punto hasta uno de los extremos del trayecto, en millas.
d2 = Distancia desde el mismo punto anterior hasta el otro extremo del trayecto, en
millas.
K = Factor del radio eficaz de la tierra.
1ml = 1.61Km.
1 pie = 0.3 m.
Con excepcin del desvanecimiento por efecto
desvanecimientos son fcilmente superables mediante:

de

trayectos

mltiples,

los

- Diversidad de espacio.
- Diversidad de frecuencia.
- Diversidad de polarizacin.
La alteraciones del valor de K desde 1 hasta infinito ( Rango normal de K), tiene escasa
influencia en el nivel de intensidad con que se reciben las seales, cuando el trayecto se
ha proyectado en forma adecuada.
Las anomalas de propagacin ocurren cuando K es inferior a 1, el trayecto podra quedar
obstruido y por lo tanto seria vulnerable a los fuertes desvanecimientos provocados por el
efecto de trayectos mltiples.
Cuando K forma un valor negativo, el trayecto podra resultar atrapado entre capas
atmosfricas y en consecuencia seria susceptible a sufrir desvanecimiento total.

DESVANECIMIENTO
El desvanecimiento se debe normalmente a los cambios atmosfricos y a las reflexiones
del trayecto de propagacin al encontrar superficies terrestres o acuticas.
La intensidad del desvanecimiento aumenta en general con la frecuencia y la longitud de
trayecto.
En caso de transmisin sobre terreno accidentado, el desvanecimiento debido a
propagacin multrayecto es relativamente independiente del citado margen sobre
obstculo y en casos extremos tiende a aproximarse a la distribucin de Rayleigh, es
decir, la probabilidad de que el valor instantneo del campo supere el valor R es :
-R/R0
P (R) = e
En donde: Ro es el valor eficaz.
En la figura se presentan valores tpicos de desvanecimiento para trayectos con suficiente
margen sobre obstculos.
Los tipos de desvanecimiento que influye sobre la contabilidad de la propagacin en los
sistemas de microondas son selectivos y no selectivos.

Desvanecimiento en el peor mes para trayectos de 40 a 60 Kms con visibilidad

y margen sobre obstculos de 15 a 30 m.

5. METODOS DE DIVERSIDAD EN MICROONDAS.

Cundo se produce desvanecimiento o se varan los equipos de radiocanal normal, su
seal correspondiente puede ser transferida a otro de los canales de reversa por medio
de un rpido sistema de conmutacin, Este sistema la fiabilidad del sistema y se conoce
como tcnicas de diversidad.
El principio de recepcin por diversidad consiste en recibir y analizar varias seales no
correlacionales y escoger en cada instante la mejor (sistema de diversidad por
conmutacin), o en recibir en todo momento una combinacin de las distintas seales
(sistemas de diversidad en espacio y de diversidad en frecuencia.
Existe un tercer mtodo para reducir al mnimo el tiempo fuera de servicio del sistema por
desvanecimiento profundo denominado Diversidad de polarizacin.
DIVERSIDAD DE POLARIZACION
En este mtodo dos seales procedentes del radiotransmisor se envan simultneamente
por dos antenas separadas, una con polarizacin vertical y la otra horizontal. La
diversidad de polarizacin resulta til para la transmisin por onda indirecta en la parte
baja del espectro de frecuencias.
En cambio, este mtodo no da resultados en la transmisin de microondas por onda
espacial debido a que generalmente ambas seales polarizadas se desvanecen al mismo
tiempo.
6. DESVANECIMIENTO TOTAL
Comparativamente el desvanecimiento total es raro, pero cuando se presenta, sus efectos
suelen ser catastrficos, pues anulan por completo las seales. En este caso, los mtodos
tradicionales usados para mejorar la contabilidad de los radioenlaces, tales como:
Aumento del margen contra el desvanecimiento o la aplicacin de diversidad resultan
prcticamente ineficaces.
Se considera como desvanecimiento total a cualquier atenuacin excesivamente larga de
las seales de microondas.
Para describir el desvanecimiento total se utilizan diversos trminos, tales como;
- Formacin de ductos
- Atrapamiento del haz.
-Bloqueo o desaparicin de las seales.

- Desacople de antena.
El desvanecimiento total se caracteriza por una aguda disminucin de densidad
atmosfrica a medida que aumenta la altura, que es la causante del verdadero
esvanecimiento.
Las interrupciones de seal calificadas como catastrficas se producen simultneamente
en ambas direcciones de transmisin y en los dos trayectos de diversidad. Salvo algunos
casos aislados, la recepcin en diversidad de espacio ha demostrado que este tipo de
desvanecimiento tiene una alta selectividad.
El desvanecimiento total se confunde a menudo con el desvanecimiento por direccin u
obstruccin del haz cuando se produce una curvatura inversa, pero las caractersticas de
estos dos fenmenos son opuestas. El desvanecimiento total se produce por presencia de
una atmsfera superrefractiva, que a veces es invisible salvo en zonas brumosas, sin
embargo, en algunas ocasiones dicha atmsfera resulta visible en forma de niebla, de
vapor de agua caliente o niebla que refracta el frente de la onda del haz abajo hasta una
superficie acutica o terrena, antes de llegar a la antena receptora. En estos casos,
generalmente ninguna parte de la seal llega a la antena receptora.
Cuando una masa de aire fro sobre zonas clidas y hmedas o sobre regiones acuticas
templadas, la atmsfera circundante tiene a comportarse en forma superrefractiva. Como
consecuencia, los trayectos de microondas poca despejados, ubicados en dichas zonas o
regiones, se tornan susceptibles a sufrir un desvanecimiento total.
La masa de aire puede producirse:
a. Con el paso de un frente fro sobre un terreno clido y hmedo a cualquier hora del da
o de la noche.
b. Por decantacin. Es el lento asentamiento de una masa de aire fresco en un sistema
atmosfrico de alta presin. La masa de aire se calienta por compresin adiabtica (sin
perdida ni aumento de calor) y al asentarse va cubriendo y encerrando otra masa de aire
mas fro y hmedo sostenida por la superficie mojada.
Las masas o capas superrefractivas se producen con mas frecuencias en las noches
claras, serenas y fras en las primeras horas de la maana, pero raramente en las redes.
Su presencia va acompaada por:
- Calor
- Baja humedad
- Atmsfera heterognea
- Turbulencia del aire
MODELO DE PROPAGACION DENTRO DE UNA CAPA SUPEREFRACTIVA EN
MICROONDAS

Para simplificar el anlisis de la propagacin de un frente de onda dentro de una capa

superrefractiva, se supone que existen las siguientes condiciones:
a. El frente de onda esta representado por un solo haz.
b. El trayecto de propagacin es bilateral, es decir, que los haces de transmisin y
recepcin pasan recprocamente por una misma ruta.
c. El haz puede penetrar en la capa superrefractiva antes de ser reflejado en la superficie
lmite.
Cuando la antena transmisora esta ubicada sobre la capa refracta, uno de los haces pasa
por encima del conductor, mientras que el otro haz se propaga dentro del conductor. El
haz superior se desplaza normalmente cuando el factor K varia entre 1 y 3, segn el
gradiente de refraccin existente sobre el conductor. Cuando la antena receptora
intercepta este haz, puede recibir seales a un nivel normal o tal vez a un nivel
correspondiente a una seal obstruida parcialmente.
Dentro del conductor, la antena B continua recibiendo una seal de alto nivel si el lbulo
de irradiacin tiene suficiente amplitud para dar paso al haz superefractado, que se
representa con una lnea quebrada. Cada trayecto superrefractado tiene un factor distinto.
La antena A, ubicada en la primera zona de sombra, queda bloqueada totalmente. La
antena C estuvo bloqueada mientras la capa superrefractiva se eleva del agua, pero a
medida que alcanzaba su altura actual iba recibiendo una seal de alto nivel, aunque
posiblemente con cierta fluctuacin.
La antena D ubicada debajo de la lnea de visin directa y que esta obstruida en
condiciones normales de propagacin, ahora recibe una seal con el mismo alto nivel
fluctuante que la antena C.
La antena E, muy debajo de la lnea de visin directa durante las condiciones normales de
propagacin, ahora esta en la segunda zona de sombra y permanecer inactiva sin recibir
seales, aunque la radiofrecuencia flucte cuando la capa se eleva sobre el agua.
La antena F recibe una seal de nivel normal mientras existe la capa superrefractiva.
Cuando mas alta es la antena transmisora, mas grande es la longitud del horizonte rad
ioelctrico y mayor el rango de la transmisin. Cuando dicha antena queda dentro de la
capa, se corta al alcance del horizonte. Las antenas G, I, J, y K estn totalmente
bloqueadas. H recibe una seal normal; O y P normalmente ubicadas mas all del
horizonte radioelctrico ahora llegan seales ampliamente fluctuantes.

La trayectoria del haz de microondas dentro de una capa atmosfrica siperrefractiva

asentada en el suelo a. Antena transmisora ubicada sobre la capa, y b. antena
transmisora dentro de la capa. Los haces superrefractados directos desde la antena
transmisora a las receptoras L, M y N solo se forman cuando la capa es muy espesa.
DESVANECIMIENTO TOTAL POR DESACOPLE DE ANTENA
Aun cuando la antena receptora este dentro del horizonte radioelctrico, la aparicin de
una capa superrefractiva hace que le haz propagado llegue a su destino con un ngulo de
elevacin mayor que el normal. Si en condiciones atmosfricas normales las antenas
transmisoras y receptoras fueran orientadas para obtener la mxima respuesta con el
mayor nivel de seal, al variar las condiciones formado una capa superefractiva el ngulo
de incidencia del haz se desplazara hacia arriba. Teniendo en cuenta que las antenas de
grandes dimensiones o los reflectores pasivos tienen un lbulo de irradiacin estrecho y
considerado tambin la longitud de los trayectos de microondas, un cambio de 0.5^o o
mas en el ngulo de llegada del haz puede desplazar el trayecto, a lejano del lbulo
principal de la antena. En este evento se producir un desvanecimiento total.
El comportamiento caracterstico del desvanecimiento total por desacople de antena es
idntico al que se produce cuando la antena receptora se encuentra mas all del
horizonte radioelctrico.
Cuando se anticipa o se experimenta un desacople, las antenas receptoras pueden
inclinares levemente hacia arriba con lo cual tambin se introduce una prdida de 1 o 2
dB durante la propagacin normal.
En la instalacin de antenas alta y baja la inferior puede reducirse de tamao. As mismo,
la iniciacin de las antenas trae la ventaja de aumentar la discriminacin a las reflexiones
superficiales durante los perodos de programacin normal.
Si despus de haber efectuado una instalacin de microondas se descubre que el
trayecto es suceptible a sufrir desvanecimiento total :
a. Estudiar la posibilidad de introducir desacople de antenas. Esta medida se toma
especialmente cuando:
- Las parbolas o los reflectores son de grandes dimensiones
- El trayecto es de gran longitud
- Se utiliza la gama superior de 6 a 13 Ghz.
Si inicialmente la posicin de una o de ambas antenas transmisoras se desva levemente
hacia abajo con respecto al ngulo normal de incidencia del haz, la capa superrefactiva
puede desplazar el haz en forma que no llegue el lbulo principal de la antena receptora.

En estas condiciones se producir un desvanecimiento total. En este caso la mayor o la

menor de las dos antenas puede reorientarse verticalmente hasta encontrar un trayecto
adecuado. Sin embargo, en vez de reorientar las antenas grandes para evitar un posible
desacople, conviene utilizar una pequea antena receptora de prueba, de 60 cm a 1.20 m
para efectuar el rastreo del trayecto. A veces suele colocarse una pequea antena fija
para evitar el efecto de desacople entre las antenas grandes.
b. Si al antena receptora queda mas all del horizonte visual, en vez de quedar solo
desorientada o desacoplada, se debe investigar si a lo largo del mstil o torre de soporte
de la antena se encuentra presente alguna seal estable de nivel inferior al normal. El
trayecto de la seal posiblemente queda a una altura de 3 a 9 m sobre el nivel del terreno
o bien debajo de la linea normal de visin directa. Si se comprueba la existencia de este
trayecto durante el desvanecimiento total,
Los receptores deben disponerse para funcionar en diversidad de espacio. Si ya se
cuenta con este tipo de recepcin debe utilizarse adems diversidad de antenas sobre la
torre.
Dado que el desvanecimiento total obstruye el trayecto simultneamente en ambos
sentidos, el sistema de transmisin debe estar provisto de equipo de reserva activo con
conmutacin automtica o manual, o con combinadores de antena.
c. Aumentar la altura libre del trayecto a un mnimo de K=1, sobre una capa de 50 m de
altura. Mediante pruebas apropiadas se localiza la capa atmosfrica y se determina la
altura de las antenas ajustadas para tal fin. Si se sospeche la existencia de una capa
reactiva en la mitad del trayecto A veces es inevitable la presencia de desvanecimiento
total en algunas zonas geogrficas durante ciertas pocas del ao cuando existe una
combinacin desafortunada de factores determinantes, tales como la densidad
atmosfrica y la naturaleza del terreno.
7. CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE RADIOTRANSMISION POR MICROONDAS
Las normas de seguridad de funcionamiento de los sistemas de microondas han
alcanzado gran rigidez. Por ejemplo, se utiliza un 99.98% de confiabilidad general en un
sistema patrn de 6000 Km. de longitud, lo que equivale a permitir solo un mximo de 25
segundos de interrupcin del ao por cada enlace.
Por enlace o radioenlace se entiende el tramo de transmisin directa entre dos estaciones
adyacentes, ya sean terminales o repetidoras, de un sistema de microondas. El enlace
comprende los equipos correspondientes de las dos estaciones, como as mismo las
antenas y el trayecto de propagacin entre ambas. De acuerdo con las recomendaciones
del CCIR, los enlaces, deben tener una longitud media de 50 Km.

Las empresas industriales que emplean sistemas de telecomunicaciones tambin hablan

de una confiabilidad media del orden de 99.9999%, o sea un mximo de 30 segundos de
interrupciones por ao, en los sistemas de microondas de largo alcance.
Los clculos estimados y cmputos de interrupciones del servicio por fallas de
propagacin, emplean procedimientos parcial o totalmente empricos. Los resultados de
dichos clculos generalmente se dan como tiempo fuera de servicio (TFS) anual por
enlace o porcentaje de confiabilidad por enlace.
La confiabilidad de los enlaces de microondas puede darse segn fallas de equipo,
aplicndose clculos de probabilidad.
Los resultados de los clculos de confiabilidad de los equipos de microondas se expresan
como disponibilidad (del equipo) por enlace (D).
D = TES / TTD
Donde TES es el tiempo en servicio dentro de un perodo determinado y TDD es el tiempo
total disponible.
Una aplicacin lgica de este mtodo de calculo es sumar las interrupciones por enlace
durante el ano, causadas por:
- averas del equipo
- malas condiciones de propagacin
Con el resultado se obtiene el TFS total que se puede aplicar como cifra de mrito de
confiabilidad del enlace.
Ninguno de los parmetros mencionados
- Tiempo fuera de servicio anualmente,
- Confiabilidad en porcentaje o
- disponibilidad del equipo
Proporciona una direccin adecuada de la seguridad de funcionamiento del equipo, en el
caso de sistemas superconfiables.
Los clculos de TES (o tiempo disponible, D) y de TFS de los equipos de microondas
siempre descansan en dos factores bsicos:
- El tiempo medio (de Funcionamiento) entre falla (TMEF)
- El tiempo medio (de interrupcin) hasta el servicio (TMHR).
El TMHR incluye las siguientes demoras:
- Notificacin de falla ,
- Viaje hasta el lugar de instalacin del equipo averiado,
- Determinacin del carcter de la falla y tiempo que realmente se ocupa para efectuar la
reparacin o el reemplazo necesario.

Por lo tanto el TMHR representa el promedio de tiempo real fuera de servicio debido a
fallas.
La conexin entre el TMEF y el TMHR determina la relacin de TFS de servicio debido a
fallas.
La conexin entre el TMEF y el TMHR determina la relacin de TFS(tiempo no disponible
o ND)
TFS (ND) = TMHR / TMEF
TES (D) + 1 -ND
TFS anual = 8760 * (ND) horas
El concepto de confiabilidad esta dado por confiabilidad = TES * 100%
En un sistema redundante:
ND = 5 / 5000 =0.001 = 0.1%
Para el TMHR se ha tomado como ejemplo un valor de 5 horas que, como se ha
mencionado, incluye todo el tiempo que transcurre desde el instante en que se produce
una avera hasta que el equipo ha sido reparado y puesto nuevamente en servicio.
Tambin se supone un TMEF de 5000 horas para cada juego de equipo. Comprende
aproximadamente a un procedimiento de dos fallas por ao, fallas realespor que no hay
duplicacin de equipo.
D = 1 - 0.001 = 0.999 = 99.9%
TFS anual = 0.001 * 8760 = 8.76 horas
En un sistema redundante, se supone que se utilizan dos juegos de equipos,
interconectados por conmutadores y detectores automticos para el traspaso instantnea
del equipo en servicio al de reserva en caso de avera. tambin se supone
TMEF = 5000 horas cada juego de equipo y
TMHR = 5 horas para cualquier falla.
Cualquier falla en un solo juego de equipo no interrumpe el servicio. La interrupcin solo
puede ocurrir si se produce falla en ambos juegos simultneamente.
Suponiendo que las falla de los dos juegos de equipos del enlace se producen en forma
errtica e independiente.
(TMEF) red = (TMEF) / TMHR
Luego,
(TMEF) red = (5000) / 5 = 5000000 horas = 570 anos
con los valores supuestos, el tiempo medio de funcionamiento entre fallas del
enlace(averas reales del sistema) seria de 570 anos.

La relacin TFS del enlace (D red) esta dada por

ND red= TMHR / (TMEF)red = (TMHR/ TMER) = (5 / 5000) = 0.001%
D red = 1 - 0.00001 = 0.9999 = 99.9999%
TFS anual = 0.000001 * 8760 = 0.0876 hr = 32 seg.
En base a los valores empleados, las caractersticas de confiabilidad del equipo de un
enlace puede especificarse como 32 segundos de TFS anual, esta cifra es solo una
abstraccin matemtica. Como la duracin de cualquier averiada en indivisible, puede
suceder que en un ano determinado no ocurra ninguna interrupcin.
De producirse una falla, esta tendra que ser mucho mas prolongada (las 5 horas tomadas
como ejemplo).
El tiempo de restablecimiento estipulado en horas tendr que ser acompaando de un
valor equivalente de TMEF calculando en millones de horas (o sea cientos de aos) para
obtener una confiabilidad de 99.9999% por enlace.
TMEF = 10^ TMHR
Por ejemplo el tiempo de reparacin es de 5 horas, el TMEF debe ser de 5000000 de
horas = 570 anos. Si el tiempo de reparacin es de 1 hora, el TMEF debe ser 1000000 de
horas = 14 anos.
El valor de 32 segundos de TFS en la practica carece de significado efectivo ya que no
puede existir en realidad, excepto como una improbable serie de coincidencias. El enlace
tendra que funcionar por lo menos durante 570 anos para poder verificar el valor de
confiabilidad; en dicho perodo habran 569 anos sin ninguna falla y un ano cualquiera con
5 horas de interrupcin.
los parmetros de disponibilidad o confiabilidad solo tendran significado como
rendimiento medio en un perodo de unos 10000 anos, o sea en 10000 enlaces.
En la prctica, para el clculo de confiabilidad se presentan limitaciones impuestas por el
hecho de que los sistemas de microondas generalmente deben funcionar con estaciones
repetidoras distribuidas en una amplia regin geogrfica, incluso algunos puntos de difcil
acceso. Este problema se agudiza en el caso de sistemas de muy largo alcance en que
se necesita con mayor razn una confiabilidad elevada. Por lo tanto, la suposicin de que
el TMHR ser menor de 1 o 2 horas, no esta de acuerdo con la realidad, incluso, la
suposicin de un TMHR de 5 horas, puede ser demasiado optimista.
8. FALLAS DE PROPAGACIN
El numero de fallas de propagacin y al tiempo fuera de servicio del sistema de
transmisin se basan en las siguientes caractersticas:
Proteccin del sistema de transmisin mediante diversidad de espacio o frecuencia.

Margen de 40 dB para contrarrestar el desvanecimiento, presencia de desvanecimiento

de Rayleigh en ambas ramas del sistema de diversidad.
Introduccin de un factor de 100 a 1 por mejora de diversidad. El TFS se reducir a unas
20 interrupciones anuales simultneas (o sea en ambas ramas del sistema de diversidad
al mismo tiempo), con una duracin media de 1.5 segundos cada una.
La tabla ( 2.0 ) indica el nmero de fallas de propagacin y el tiempo fuera de servicio que
se basan en la suposicin de que el sistema de transmisin tiene las caractersticas
anteriores
FALLAS DE
PROPAGACION
FALLAS DE
EQUIPO
Nmero de fallas en una rama
por ao
1000
2 1/570
Nmero de interrupciones por
ao
20
180000seg
Duracin media de cada
interrupcin
1.5 seg.
-30seg
Total de TFS anual
30 seg.
99.9999%
porcentaje de contabilidad
99.99999%
Fallas de propagacin y fallas de equipo de sistemas de microondas
Para el clculo de confiabilidad ultraelevada de sistemas de microondas, el anlisis y la
descripcin de la confiabilidad de propagacin debe ser independiente de la confiabilidad
del equipo.
Hay dos alternativas para la especificacin de confiabilidad del equipo :
a. Expresar en forma de parmetro el valor equivalente del TMEF del sistema. Para la
especificacin de superconfiabilidad se usa al valor TMEF del sistema provisto de

redundancia. Se divide por 8760 el valor de TMEF en horas, indicando el resultado en

nmero de aos, ya que este factor esta mas de acuerdo con la realidad.
b. Usar el equivalente del TMEF del sistema redundante para calcular la probabilidad de
que el enlace funcione sin averas durante un perodo de un ao, empleando la formula
normal:
-t / TMEF
C(t)=e
C(t) significa que existe la probabilidad de que el equipo bajo anlisis funciona sin fallar
durante un tiempo determinado (t).
Los valores de confiabilidad ultraelevada significan que existe un alto porcentaje de
probabilidad de que el nmero de interrupciones por fallas del equipo , dentro de cualquier
ao, ser cero.
Si llega a ocurrir una avera, esta ser, de larga duracin (comparativamente) y es
probable que absorba el TFS anual calculado para cientos de aos.
El pronstico mencionado de ultraconfiabilidad del equipo, basado en un promedio de
interrupciones de varios segundos o pocos minutos por ano por cada enlace de un
sistema, presenta un serio problema si se aplica en la prctica.
Si dicho pronstico se usara en las especificaciones del sistema de comunicaciones (en
lugar de emplear solo clculos de valores estimados), para que los fabricantes o
proveedores de equipos pudieran satisfacer tal requisito no tendran que producir ninguna
falla por el perodo especificado o durante la vida til del equipo, lo que desde luego es
imposible anticipar.
Otro problema es que no existe una forma de evaluar realmente el mrito relativo de
invertir los valores de probabilidad de que ocurra o no interrupciones de funcionamiento
en un perodo determinado.
La limitacin descrita es de carcter clsico y no depende de la validez de los clculos.
Es el resultado de tres factores:
La distribucin de los sistemas de microondas dentro de una amplia zona geogrfica.
El nmero de estaciones repetidoras (y a menudo tambin las estaciones terminales) que
funcionan inatendidas y
Las interrupciones de servicio debido a fallas del equipo que, a diferencia de las fallas de
propagacin, necesitan la intervencin de personal para efectuar la reparacin.
Otro aspecto que debe tomarse en cuenta en las especificaciones de confiabilidad de
sistemas de microondas es el hecho de que en los clculos de TMEF solo se

consideran aquellas interrupciones o averas que ocurren por circunstancias

imprevistas y fallas de los componentes por causas imposibles de predecir. Por lo
tanto se excluye la mayora de las averas que ocurren en la prctica, tal como:
Averas errores humanos en el proyecto,
Planeacin.
Instalacin.
Manejo o mantenimiento de los equipos,
Fallas prematuras o por desgaste y
Fenmenos raros de propagacin de seales que afectan ambas ramas de los sistemas
redundantes.
De todas las razones expuestas se desprenden que es necesario tratar con suma
precaucin los clculos A priori para de terminar la confiabilidad de los equipos de los
sistemas de radiotransmisin por microondas.
9. UMBRAL DE RECEPCION Y MARGEN DE DESVANECIMIENTO
En el diseo del radioenlace se debe especificar la fiabilidad en cuanto a desvanecimiento
junto con el margen de desvanecimiento. Si el umbral de recepcin es U (dB) y, el margen
de desvanecimiento es M(dB), cada vez que haya un desvanecimiento que exceda M dB
se perder la seal y se registrar una interrupcin del circuito. Si la probabilidad de este
hecho es p, el circuito estar cortado durante un 100% del tiempo por trmino medio y su
fiabilidad ser de 100 (1-p)%.
Fijada una cierta confiabilidad, se determina M para un vano dado y conocido U, que
depende del equipo, se determina la potencia de transmisin necesitara. La relacin entre
la profundidad de desvanecimiento y probabilidad de rebasarlo, se da en curvas
emplendose como parmetro longitud de vano.
Existen juegos de curvas para diferentes valores de la frecuencia y rugosidad del terreno.
La siguiente tabla contiene valores de porcentaje de tiempo en que se excede un
desvanecimiento de 40 dB, fiabilidad del circuito y tiempo medio de interrupcin por da si
M = 40 dB para f = 6-7 Ghz y un vano de 50 Km, en funcin de la rugosidad. Se observa
que a medida que el terreno es ms liso, el efecto del desvanecimiento resulta ms
perjudicial.
RUGOSIDAD
(M)
PORCENTAJE
DE TIEMPO %

FIABILIDAD
%
TIEMPO DE
INTERRUPCION
%
100
0.00036
99.99964
0.31
50
0.00085
99.99915
0.73
15
0.006
99.994
5.2
Fiabilidad
Nueva fuente del gigahertz Gunn de M/A-Com 24 con el modulador del varactor
Estas unidades minsculas de U.S.A.-made pesan solamente 2 onzas, pero producen
cerca de de 5 milivatios un 24
potencias del gigahertz RF hacia fuera! Incluido es un diodo de detector de Schottkey
para la recepcin sensible, el
diafragma fijo interno, y un borde estndar de la antena que quepa el cuerno ligero que
vendemos, as como
cualquier otro. Las unidades miden solamente el 95"H del 8"L x 1.03"W x, (20m m x 26m
m x 24 milmetros) y son
accionadas por 5 VDC. Estas unidades tambin incluyen un diodo del modulador del
varactor que utilice +1 a +20
VDC a adjust/modulate la frecuencia tanto como 175 megaciclos! Un tornillo de ajuste
mecnico ajusta fcilmente la unidad al
centro de la venda del jamn. Esta unidad debe trabajar bien para una conexin de la
microonda del jamn de Ethernet, o utilice
power-supply/modulator de nuestro principiante abajo con una radio usada de la difusin
de FM para una conexin de alta
fidelidad de la voz! Son nuevos, y el coste es $58,00 por cada uno. All nos estn diciendo
no seremos ningn aumento del precio
en estas 24 unidades del gigahertz. Pida M/A-Com 24 modelos del gigahertz.
M/A-Com nuevo fuentes del gunn de 10 gigahertz con el modulador del varactor
Estas unidades de USA-made ofrecen 10-15 milivatios de salida de potencia del RF,
(tambin vendemos un diodo

de 100 mw que quepa. Vea la paginacin del diodo y del transistor) un diodo de
mezclador de Schottky para la
recepcin excelente, y un diodo del modulador del varactor para la modulacin de
wide/fast del oscilacin de
frecuencia total de hasta 100 megaciclos! (+1 a +20 VDC) el tornillo mecnico de A
permite fcilmente fijar la
frecuencia de centro dondequiera dentro de la venda del jamn de 10 gigahertz. Estas
unidades miden 1,7 " L x 1,65
" W x 1,63 " H (43m m x 42m m x 42 milmetros) y pesan 5 onzas por cada uno. Debido a
un aumento grande del precio al por
mayor, estas unidades ahora son $90 por cada uno, o 2 para $175. Cualquier cuerno
estndar UG-39 cabr. Pida M/A-Com el
modelo de 10 gigahertz.
Economa fuente de 10 gigahertz para los constructores
Si usted est buscando una manera econmica de generar energa de 10 gigahertz, y
usted tiene gusto de
construir, considere este 10 exceso bsico del gigahertz cavity/horn, que templa
agradable a partir 10,000 a
11,500 gigahertz con su tornillo de ajuste. La unidad viene a usted con la cinta que
sostiene el diodo del gunn de
7 mw y el diodo de mezclador de Schottky en sus lugares, y usted debe construir una
cierta clase de tarjeta de la
PC para llevarlos a cabo correctamente en sus lugares. Si usted mira este cuadro, usted
ver los diodos apenas el
fijar en sus lugares, junto con el resorte del detenedor, tambin incluido. Eventual,
ofreceremos estas unidades con una tarjeta de la
PC, cuando encontramos la poca de disear algo y de hacerlo hacer.... Si usted quisiera
una de estas unidades, costaron $18 por
cada uno. Son 2,7 " (68 milmetros) en longitud, 1,4 " (35 milmetros) en anchura, y 6 " (15
milmetros) en altura, y no pesan casi
nada. Funcionan a partir de +9 VDC.

ALTA FRECUENCIA
CIRCUITO SIMULADOR, SIMULADOR ELECTROMAGNETICO.
SISTEMA DE DISEO MICROONDAS HP:
Adquirible en HP, Apollo, Sun DEC, IBM Y 368/486.
Interacta con esquemtico, simulacin, artwork y documentacin simultanea.
Prototipos minimizados con sistemas avanzados, lineales, no lineales y tiempos de
simulacin dominante.

 Tareas de documentacin fciles con enlaces automticos para esquemtico, trazos y

resultados de simulaciones.
Trabajos de arte generados para el esquemtico automticamente.
SOLUCIN INTEGRADA PARA DISEOS DE ALTA FRECUENCIA:
Los sistemas de diseos microondas HP es un paquete CAE integrado por RF e
ingenieros microondas. Esto provee un modelado extenso,
anlisis y capacidades de trazos para tener un diseo de esta concepcin para
representacin fsica. Esto es particularmente bien para circuitos
integrados microondas monoltico (MMICs), microondas hbrido y circuitos RF, y
subsistemas microondas y RF.
Los sistemas integrados de diseos microonda HP el sistema de diseo de captura, el
simulador microondas lineal, el simulador de
microondas no lineal, el simulador transitorio de alta frecuencia, y el generador
microondas de trabajos de arte, con una excepcionalmente facilidad
de documentacin conveniente. Pasando de una aplicacin a otra tan fcil como presionar
un botn del ratn.
Con el diseo del sistema de captura, tu puedes entrar a circuitos esquemticos tan fcil e
intuitivamente como tu desees girar en el papel.
Estos esquemticos son usados por simuladores microondas lineales o no lineales, o el
simulador transitorio de alta frecuencia para anlisis,
optimizacin, o manual de sintonizacin. Cuando estas satisfecho con la actuacin del
circuito, tu invocas el generador de trabajos de arte para
generar la mascara de trazos automticamente.
La informacin que tu creas con el diseo de microondas son fcilmente consolidada para
documentacin inmediata. Generando cuadernos
de ingenieros, reportes, propuestas, y formas de produccin con encabezados mnimos,
conservando y levantando los conocimientos del ambiente
R&D, tu puedes disear circuitos de complejidad incremental.
SIMULADOR DE ESTRUCTURA DE ALTA FRECUENCIA HP:
Adquirible en HP, Apollo, y estaciones de trabaja DEC.
Clculos parmetros-s para estructuras multipuertos.
Geometra sin restricciones con infinitos valores de dielctricos y conductores.
Perdidas de capacidades y dielctricos.
Los anlisis se basan solo en ecuaciones de Maxwell y dispersin incluidas.
Soluciones completas para campos magnticos y elctricos, densidades de energa y
ms.
SOLUCIONES DE B (campos magnticos):

El HP HFSS computa parmetros-s para pasivos, estructuras de 3D. As las

caractersticas del simulador completa las soluciones
electromagnticas, los usuarios solo necesitan saber un poco de la teora de B para
operarlo. Solo requiere los parmetros de los materiales y la
geometra.
El HP HFSS tiene muchas aplicaciones incluyendo: diseo de componentes maquinador
de microondas, Microondas, RF y modelado de
Circuitos Digitales de baja velocidad y refinamiento de produccin. Los diseadores de los
componentes maquinados pueden hacer diseos
complejos antes de investigar en un prototipo de construccin de maquinado. Los
diseadores de circuitos de alta frecuencia pueden crear modelos
de libreras de lneas de transmisin, estructuras y otros elementos de circuitos para usar
en la simulacin de sus circuitos. Los mg de produccin
pueden usar el HFSS para estudiar los efectos de las variaciones de la tolerancia sobre la
calidad y rendimiento en la manufactura.
La descripcin mecnica de los componentes puede ser transferida del Software de
diseo mecnico HPME series 30. Los parmetros-s
computados por HFSS pueden ser usados en el Sistema de Diseo Microondas HP en
otros simuladores de circuitos.
ANALIZADOR LGICO DEL HP FAMILIA:
HPLA soporta diversas aplicaciones tales como Hardware disparador, Hardware/Software
de integracin, Software de anlisis de
comportamiento, Hardware de caracterizacin, verificacin de prototipo, prueba de
manufactura silenciosa y anlisis de fallas.
Usted pudo escoger con exactitud la caracterstica que necesite en el factor e forma que
usted quiera de los modelos de la lnea completa
del analizador lgico.
SERIES MODULARES HP 16500:
Analizadores lgicos:
Las series 16500 HP te proveen con todo lo que tu necesitas para resolver problemas
fuertes de medidas, incluyendo problemas de
disparo y caracterizan tus diseos digitales. Las series 16500 HP consisten en un marco
principal con cinco ranuras las cuales son extendibles a
nueve ranuras.
Puedes escoger el estado de alta caracterizacin y mdulos temporizadores, mdulos de
amplia memoria, mdulos de osciloscopios
digitalizados y patrn de mdulos generadores para resolver tus crecientes necesidades
de hoy. Hp's demostr compromiso para asegurar que la

plataforma de series HP 16500 continuara resolviendo tus problemas fuertes de medida

en el futuro.
ANALIZADORES LGICOS PORTTILES:
SERIES HP1660:
Las nuevas series porttiles HP1660 de analizadores lgicos estn diseadas para darte
medidas de seguras. Un cuidadoso rediseo de
interfase humano y verdaderas especificaciones de alta caracterizacin dejndote focos
para resolverte diseos digitales y problemas de exmenes
rpidamente.
Desarrollo de tecnologa usando generacin lgica secundara HP's de analizador de un
solo chip, las series HP 1660 de analizadores
lgicos entregan medidas de alta caracterizacin capaz de entregar una evaluacin.
SERIES HP 1650:
Los analizadores lgicos porttiles de las series HP 1650 proveen una solucin
econmica para sistemas microprocesadores de 8-bit hasta
16-bit. Incomparablemente fcil de usar.
Todos los analizadores lgicos HP tienen men de manejo de interfaces, y pueden ser
configurados automticamente para filas en una
construccin de la unidad de manejo. Tu puedes fcilmente con el conjunto de HP 16500A
medir usando la pantalla a color. Para cambiar un
parmetro, simplemente te colocas en el punto del campo que tu necesitas cambiar y
entonces entras el valor usando encima de la pantalla una tecla
de disparo o botn. El extenso uso probado en las series HP 1660 las han refinado, esto
es el tablero de interfase es ms e usar que los analizadores
lgicos porttiles HP. Para aadir convenientemente un ratn, rastreo de bola y un teclado
son adquiribles como opciones para las series HP 16500
y las series de analizadores HP 1660.
RESUELVA PROBLEMAS FUERTES COMBINANDO MDULOS DE MEDIDA:
Cuando tu capturas una seal pero aun no tienes definido el realce del problema, el bus
intermdulo (IBM) te concede un disparador, otro
mdulo de medida en conexin con el mdulo en donde la seal aparece. Por ejemplo, tu
puedes encontrar un ruido usando el analizador de tiempo,
pero no conoces que lo esta causando. Disparando un mdulo del osciloscopio integrado
para el analizador de tiempo, tu puedes identificar
rpidamente la causa cuando timbr, atraves el habla, o algn otro problema anlogo.
OBSERVA LOS FENMENOS ANALGICOS ELABORADOS CON UN OSCILOSCOPIO
DIGITALIZADO:

Los analizadores lgicos HP ofrecen osciloscopios digitalizados con las caractersticas

que tu necesitas para resolver los problemas de
medidas de gran dificultad.
Ahora tu puedes obtener 250 MHZ de ancho de banda analgica con 1 Gsa/s, 8-bit
digitalizados en el marco principal del osciloscopio
HP16500A o tener 100 MHZ de ancho de banda analgica, 400 Msa/s, 6-bit digitalizados
en el osciloscopio de las series HP 1650 o series HP
16500.
Todos los mdulos del osciloscopio HP tienen las ventajas de la digitalizacin de
almacenaje y recuperacin de forma de onda, medidores
automticos y marcadores, y todo el poder de disparo. Adems, el osciloscopio puede
tener disparo transversal para analizadores lgicos y sus
medidas pueden ser despegadas en tiempo correlativo en la misma pantalla para capturar
y ver los eventos ms representativos.
CALIDAD Y RENTABILIDAD HP:
Adems para evaluar sus medidas, los analizadores lgicos HP operan alrededor del
mundo apoyado en la red para proveer la asistencia
que tu necesitas para sacar el mximo provecho de tu analizador lgico.
Adems la opcin W30, garantiza el producto proporcionando tres aos de recompensa al
cliente mediante el servicio de reparacin. Si tu
compras a plazo la opcin W30, HP proporciona todas las labores, partes y materiales
necesarios para mantener en buena condicin el estado del
analizador lgico HP.
ACCESORIOS QUE EXTIENDEN LA CAPACIDAD DEL ANALIZADOR LGICO:
HP ofrece muchos accesorios para usar con ambas la pantalla principal y analizadores
lgicos porttiles. Para los desarrollos basados en
microprocesadores un amplio rango de soluciones es ofrecido. Los preprocesadores
permiten conectar una analizador lgico a su sistema de tarjeta
con un Hardware de interfase. Incluido tambin con el preprocesador va el Software que
configura al analizador para tu computador personal y
despliega datos en microprocesadores.
Si usted esta usando un microprocesador de montaje superficiales, HP te ofrece
diferentes tipos de adaptadores para probar estos
dispositivos. Adicionalmente la tercera parte de los vendedores independientes disean y
manufacturan preprocesadores que trabajan con el
analizador lgico HP. Entre HP y la tercera parte superan 150 soluciones que son una
ventaja para ti. Adems para las soluciones de

microprocesador HP ofrece accesorios al alcance del probador del osciloscopio para

pruebas mviles. Todos estn diseados para incrementar la
funcionabilidad de tu analizador lgico HP.
INIGUALABLE COMPATIBILIDAD QUE PROTEGE TU INVERSIN:
La compatibilidad protege tu inversin por que los accesorios que tu compras para un
analizador lgico HP trabajara con otros. Muchos
prepocesadores son compatibles con el analizador lgico HP como son el set-up y el
archivo de datos. Con las nuevas series HP 16550 A y HP 1660,
el Software de operacin convierte automticamente el archivo set-up a modelos
contemporneos.
Todos los analizadores lgicos HP usan el mismo concepto de interfase de usuario, si
estas familiarizado con un instrumento ser fcil
para operar otro rpidamente. Tambin todos los analizadores temporalizados y de estado
usan el mismo esquema de prueba. La compatibilidad
entre las plataformas y los mdulos le permiten al usuario estar familiarizado con el
analizador lgico HP y comenzar haciendo medidas sobre algn
nuevo analizador HP correctamente sin tener que reprobar o repasar un nuevo analizador
lgico.
PESO LIGERO, PRUEBAS FLEXIBLES, FCIL ENTENDIMIENTO Y CONEXIONES
SEGURAS:
Las pruebas pasivas de HP hacen de la conexin a tu sistema de tarjeta ms fcil que
nada. La bobina no es problema porque las pruebas
pasivas no generan calor y adems te proveen de excelente impedancia sobre un rango
amplio de frecuencia y la bsqueda de baja capacitancia
origina que el lmite critico no se vea afectado por las pruebas. HP completa una prueba
general probando soluciones estandarizadas ampliamente
para cada temporizador.
RAPIDO ALMACENAMIENTO O RECUPERACIN DE SET-UP Y LA INCLUSIN DE
DATA EN EL DISCO DE
MANEJO:
Almacenar medidas y set-up para la construccin de unidades en diskettes 3 . La autobsqueda te permite caracterizar la recuperacin
de ms configuracin especifica cuando enciendes el instrumento. Puedes usar el diskette
para almacenar la informacin recopilada de una
localizacin remota, y entonces examinas los datos con ms detalle, en otro analizador
lgico HP de su laboratorio.

EL HP-IB Y RS 232 ESTNDAR EN TODOS LOS ANALIZADORES LGICOS HP:

(ambos HP-IB y RS 232) Son estndar en cada instrumento, se puede programar
cualquier analizador de cualquier interfase mientras s
esta usando, mientras otra interfase controla otra impresin.
DOCUMENTACIN INSTANTNEA TE PERMITE CREAR REPORTES DE CALIDAD
PROFESIONAL:
Con presionar un botn, puedes crear un documento con apariencia profesional con las
caractersticas del disco duro estndar o usando el
Software de Ambito-Unin puedes importar las imgenes en pantalla directamente al
procesador de palabras del PC suyo. Las impresiones a color
son posibles usando la impresin PainTJET en su 16500A HP.
VINCULOS PARA PRUEBAS DE MANUFACTURA Y SIMULACIONES:
Transferir y poner en prctica la simulacin de vectores en la 16500A HP genera un
modelo y un analizador de estado para realizar un
anlisis del prototipo. Captura datos de tableros buenos conocidos y transfiere esta
informacin al tablero de prueba o transfiere la informacin de
regreso al simulador.
ANALIZADORES DE MODULACION / RECEPTORES DE MEDICION
Un analizador de modulacin es un receptor de precisin designado para detectar una
cubierta de modulacin completa de una seal bajo
prueba esta puede medir y desplegar el portador de caractersticas de frecuencia RF y
poder; asi como AM y FM y caractersticas de fase de
modulacin, semejantes como: AM profundo, desviacin de cumbres, modulacin restante
y varios medios asociados. El analizador de modulacin
fielmente recupera la seal actual de modulacin por anlisis de apoyo semejantes, as
como distorsin de pruebas.
En adicin teniendo todas las capacidades del analizador de modulacin los receptores
de medicin pueden medir poder bajo los 127 dBm
con exactitud muy alta, este puede ver seales arriba de frecuencias de ondas
milimetradas, estas son ideales para la calibracin de generador de
seal y atenuacin de la misma.
ANALIZADORES DE MODULACIN DE MICROONDAS

La ms moderna comunicacin de microondas y radar/Ew son sistemas designados para

transformar el uso de modulaciones complejas, lo
cual implica el uso de cuadratura o vector, formatos de modulacin semejantes como
QPSK o 16QAM en el caso de sistemas complejos y
comunicacin, formatos codificados y en el caso de radar de sistemas Ew.
En todos estos receptores el proceso de seal no es manejado en el tradicional canal uno;
siempre en modo de amplitud, pero en cambio es
modulado dentro de la fase y seales de fase de cuadratura que provee fase dinmica e
informacin amplia acerca del portador de modulacin.
Las bandas altas requieren tener un primer lugar para la iniciacin de un analizador de
modulacin HP 8981B, el cual contiene un selector
de canal doble, mostrado en el osciloscopio con capacidad dc de 350 MHz.
El HP8981B contiene un modulador I/Q interno que toma una seal IF de 50 a 200MHz. Y
demoduladores dentro de seales I y Q para su
extensin y anlisis. Otras frecuencias demodulacin que recurre son disponibles arriba
de los 1400 MHz. Una informacin disponible en notas de
aplicacin 343-2, 343-3 y 343-4, as en lamina de datos relatadas y notas de resultados.
ANLISIS EN EL PODER DE CUMBRES
Para la comprensin determinacin y anlisis de RF y poder de microonda pulsada de un
analizador de poder de cumbres HP 8990 A mide
8 parmetros de tiempo y 5 parmetros de amplitud. Esta poderosa forma de onda de
rutinas de campo segado puede medir radios y diferencias y
poder determinar estticas de parmetros medidos con dos canales RF o dos canales de
video (100 MHz).
PORQUE RED DE ANLISIS
Caracterizando el poder de redes lineales que sern estimuladas por seales absolutas e
interfases con variedad de otras redes es un
problema fundamental en ambas sntesis y proceso de prueba. Por ejemplo el ingeniero
designando una red multicomponente debe predecir con
alguna certeza el rendimiento final de una red desde conocimientos de los componentes
individuales. Similarmente un gerente de produccin debe
saber sobre la capacidad de tolerancia de los productos manufacturados y si al final los
productos hacen frente a las tolerancias especificadas. La
red de anlisis ofrece una solucin a estos problemas a travs de descripcin completa de
red lineal comportndose en el dominio de frecuencia.
Adicionalmente algunos analizadores de redes ofrecen la capacidad de transformar
medicin de datos, tomados en el dominio de frecuencia, al

dominio de tiempo proveyendo conocimientos internos mas all del comportamiento de

las redes lineales.
En los anlisis de red van en complicidad la descripcin de ambas redes activas y pasivas
que son creadas por un modelo de datos de
parmetros de componentes semejantes como impedancia y funciones de transferencia.
De cualquier modo estos parmetros no siempre varan
como una funcin de frecuencia pero son tambin variables complejas en que ambas
tienen magnitud y fase. El barrido de anlisis de seales ahora
mide magnitud y fase (intensidad compleja total). Como una funcin de frecuencia con
poca dificultad en las que convienen medidas CW. La
impedancia y funciones de transferencia pueden ser convertidas para ser barridas en el
CRT, como se registra en la figura 1, X-Y o en superficies
semejantes.
De este modo los anlisis de red satisfacen la necesidad de la ingeniera a caractersticas
del comportamiento de redes lineales, rapidez,
precisin y completacin sobre la amplitud del recorrido de frecuencia. La fabrica HewlettPackard, una lnea completa de analizadores de redes
numricos (solo magnitud) y analizadores de vectores de red (ambos magnitud y fase).
QU ES ANLISIS DE RED?
Anlisis de red es un proceso de creacin; un modelo de datos transferidos o
caractersticas de impedancia de una red lineal, as como
respuesta de estmulos probados sobre el recorrido de la frecuencia de inters.
Todos los analizadores de red en el resultado lineal HP operan de acuerdo con esta
definicin.
En frecuencias mayores a 1 MHz. Renen elementos que de hecho llegan a ser circuitos
componindose de elementos bsicos capaces de
eliminar impurezas, inductancias principales, desconociendo las perdidas entonces las
perdidas dependen del invento individual y de su construccin
ya que ellos son imposibles de predecir.
Mayores a 1GHz los componentes geomtricos son comparados a una seal de onda
larga, intensificando la narracin en el modo de
funcionamiento del circuito debido a la construccin del aparato.
El anlisis de red es generalmente limitado para la definicin de redes lineales. Ya que l
limite lineal de las redes estimuladas por una
onda seno produce una seal de salida, la prueba de onda seno es un mtodo ideal para
la caracterizacin de respuesta de magnitud y de fase como
una funcin de frecuencia. Para medidas delinales se refieren a las secciones en
analizadores de espectro, analizadores de onda (analizadores de
seal y productos de modulacin vectorial en este catalogo.

ANALIZADORES DE RED.
Los analizadores de red Hewlett-Packard son instrumentos que miden impedancias o
funciones de transferencia, de redes lineales a travs
de pruebas de ondas seno.
Un sistema analizador de red realiza estas medidas por configuracin de sus distintos
componentes alrededor del mecanismo bajo prueba.
El primer registro del sistema de medida es una seal de onda seno originada por
estimulo del mecanismo bajo prueba. Desde entonces
transferencias y funciones impedantes son radios de varios voltajes y corrientes; un
destino de separacin de estas seales apropiadas desde
medidas portadas por el mecanismo bajo prueba es requerido. Finalmente el analizador
de red por el mismo debe detectar la seal de radio deseada
y el despliegue de los resultados.
ORIGENES DE SEAL Y SEPARACIN DE SEAL
En el caso general, algn origen de onda seno encontrando las especificaciones del
analizador de red puede ser usado para estimular el
mecanismo bajo prueba. Si el analizador es capas de barrer medidas, gran economa en
tiempo puede ser archivada por estimulacin del mecanismo
bajo prueba con un barrido oscilador o sintetizador de barrido. Este permite rapidez y fcil
caracterizacin de mecanismos sobre rangos de
frecuencia ancha.
En altas frecuencias el problema de separacin de seal usualmente implica viaje de
ondas de transmisin en lnea y llega a ser
correspondido con mas dificultad. La fabrica Hewlett-Packard prueba conjuntos aplicables
para la separacin apropiada en el viaje de ondas en una
variedad de medidas de frecuencias altas.
DETECCIN DE BANDA ANCHA Y BANDA ANGOSTA.
Despus que las seales han sido obtenidas desde el conjunto de prueba deben ser
detectadas por un analizador de red. Los analizadores
de red HP. Pueden usar uno o dos mtodos de deteccin. La deteccin de bandas anchas
acepta el espectro de frecuencia completa de la entrada de
la seal y pasa a la deteccin de bandas angostas esto implica una sintonizacin de
receptores que convierten CW o barrido de seales rf en una
seal IF constante.
Hay ciertos adelantos para cada deteccin de sistemas, los analizadores escalares
usualmente emplean tcnicas de deteccin de bandas

anchas. La deteccin de bandas anchas reducen el costo de incrementos para la

eliminacin de seccin IF requeridas por los analizadores de bandas
angostas pero sacrificando el ruido y rechazo armnico.
Sin embargo el ruido no es un factor en muchas aplicaciones finalmente los sistemas de
bandas anchas pueden realizar medidas donde la
entrada y la salida de las seales no son de la misma frecuencia, as en la medida de
interseccin disminuye las mezclas y frecuencias dobles los
sistemas de banda angosta, no pueden realizar esta medidas.
Los analizadores de red vectoriales normalmente emplean tcnicas de deteccin de
bandas. La deteccin de banda angosta, realizan una
ms sensitiva profundidad en la deteccin del ruido de la constante IF posible.
Esto permite incrementar la precisin y recorrido dinmico por medidas selectivas de
frecuencia.
DESPLIEGA Y PROCESO DE ONDA SEAL .
Una vez que la RF han sido detectada, el analizador de red debe procesar la seal
detectada, y exponer las cantidades medidas. Todos los
analizadores de red HP son receptores multicanal, utilizando un canal de referencia y por
lo menos un canal de prueba.
Seales absolutamente relativas (proporciones ) entre los canales o diferencia de fase
relativa entre los canales, puede ser medida
dependiendo del analizador. La proporcin relativa de medidas son usualmente
producidas en dB la cual es una seal desconocida (canal de
prueba), con una seal de referencia elegida (canal de referencia), esto permite el
recorrido dinmico completo de la instrumentacin a ser usada en
variaciones de medidas altas y respuestas a circuitos absolutamente bajos, por ejemplo:
cero dB implica que las dos seales niveladas tienen una
proporcin de unidad entre mas o menos 20 dB esto implica un 10:1 proporcin de voltaje
entre dos seales.
Todas las medidas de fase en un analizador de red son medidas relativas con la seal de
un canal de referencia, se considera que tiene una
fase cero. El analizador luego mide la diferencia de fase del canal de prueba con respecto
a le canal de referencia.
La fase de informacin completa datos amplios en la medida de parmetros de frecuencia
bajas. La fase es mas sensitiva en el proceso s
la red y esta requiere componentes de impedancia y funciones de transferencia.
La fase de datos es tambin requerida para medir distorsin diferida o demora de grupo
de redes. La distorsin diferida ocurre cuando los
diferentes componentes de frecuencia de una forma de onda compleja experimenta
cambios de fase deslineal de este modo son transmitidos a
travs de una red. La demora de grupo de una medida de esta distorsin se define as:

Tg = - dq/dw
Un mtodo alternativo para medir fase de distorsin es l desvi desde la fase lineal o
fase diferencial. Los desvos desde la fase lineal
pueden ser medidos de bastante longitud elctrica en el canal de referencia del analizador
de red; para linealizar los cambios de fase en l desvi.
Parmetros espaciados o parmetros S eran desarrollados para caracterizar redes
lineales en altas frecuencias. Los parmetros S definen
las proporciones de reflejo y transmisin de medida de onda viajando en el canal de red.
Un desvi de doble canal en modelado con parmetros S;
en la figura 5, S11 es el coeficiente de reflexin compleja en el canal uno y es la
proporcin de b1/a1, s a2=0 (canal 2 terminado en sus
caractersticas de impedancia). S21 es un coeficiente de transmisin compleja desde el
canal uno al canal dos, b2/a1, s a2=0 . Las seales a y b
representan la amplitud y fase de los incidentes, salidas o de reflejo de ondas viajando.
Por inversin de canales y finalizacin del canal 1 en estas
caractersticas de impedancia; S22 y S12 pueden ser definidas similarmente.
CAPACIDADES ADICIONALES.
La precisin designada por el trabajo demanda alta precisin de medidas; pero la mayor
parte de errores en las medidas de red, son
cantidades complejas que varan segn la funcin de frecuencia por caracterizacin y
visualizacin desviando estos errores sistemticos y medidas
exactas son desarrolladas por diversas disposiciones de magnitud. Hewlett-Packard ahora
ofrece analizadores de red con montajes, alta velocidad
hardware computacional que puede ejecutar la matemtica compleja, requerida para las
mas sofisticadas correlacin de errores.
Los analizadores de red controlados por un computador pueden ser programados para
establecer y realizar muchas medidas
automticamente. La medida en proceso es aceleradamente adelantada por el poder
almacenado en el computador; transforma, resume y produce
datos a una variedad de formatos. Esta capacidad la desarrolla el computador que
controla el analizador de red ideal para la ayuda de ambos
computadores designados y produccin automticamente de prueba.
ANALIZADOR DE SEALES
Hewllett-Packard ofrece una linea completa de el analizador de onda, los analizadores de
espectro sealados se utilizan para visualizar la
frecuencia, tiempo y tienen la ventaja de medir amplitud, frecuencia y otras propiedades.
Este instrumento se basa esencialmente en la frecuencia

de receptor heterodino. El analizador de onda tiene la capacidad de mostrar la frecuencia

absolutya y relativa para una medidad en particular, estos
analizadores de onda HP tienen una gran aplicacin.
ANALIZADOR DE ESPECTRO:
El analizador de seales presenta las siguientes caractersticas:
Absoluta y relativa frecuencia.
Absoluta y relativa amplitud.
Productos de distorsin.
Excelente frecuencia de estabilidad.
Alta frecuencia de estabilidad y amplitud.
Un ancho de banda de 148dBm a +30dBm.
DISTORSION Y ANALIZADORES DE AUDIO:
Hewllet-Packard distorsin y audio analizadores consiste en una estrecha banda de filtros
de reflexin y detectores de banda ancha.
Siendo el objetivo primordial medir los signos dinmicos a todos los componentes
armnicos y el ruido de las seales, siempre sealando las
dimensiones de distorsin armnica total.