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    Problemas 2do Parcial

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    Camacho Lopez David
    Este documento presenta 4 ejercicios de radiación electromagnética relacionados con el cálculo de ganancias de potencia de antenas transmisoras y receptoras. En el primer ejercicio se calcula la ganancia de 0 dB de una antena receptora. En el segundo ejercicio se determina la frecuencia de operación de un enlace por microondas. En el tercer ejercicio se calcula la ganancia de 130 dB de una antena receptora. En el cuarto ejercicio se determina que la ganancia de las antenas transmisora y receptora es de 160 dB.

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    Camacho Lopez David
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    Este documento presenta 4 ejercicios de radiación electromagnética relacionados con el cálculo de ganancias de potencia de antenas transmisoras y receptoras. En el primer ejercicio se calcula la ganancia de 0 dB de una antena receptora. En el segundo ejercicio se determina la frecuencia de operación de un enlace por microondas. En el tercer ejercicio se calcula la ganancia de 130 dB de una antena receptora. En el cuarto ejercicio se determina que la ganancia de las antenas transmisora y receptora es de 160 dB.

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    Este documento presenta 4 ejercicios de radiación electromagnética relacionados con el cálculo de ganancias de potencia de antenas transmisoras y receptoras. En el primer ejercicio se calcula la ganancia de 0 dB de una antena receptora. En el segundo ejercicio se determina la frecuencia de operación de un enlace por microondas. En el tercer ejercicio se calcula la ganancia de 130 dB de una antena receptora. En el cuarto ejercicio se determina que la ganancia de las antenas transmisora y receptora es de 160 dB.

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    Este documento presenta 4 ejercicios de radiación electromagnética relacionados con el cálculo de ganancias de potencia de antenas transmisoras y receptoras. En el primer ejercicio se calcula la ganancia de 0 dB de una antena receptora. En el segundo ejercicio se determina la frecuencia de operación de un enlace por microondas. En el tercer ejercicio se calcula la ganancia de 130 dB de una antena receptora. En el cuarto ejercicio se determina que la ganancia de las antenas transmisora y receptora es de 160 dB.

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    INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

    ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA


    Y ELÉCTRICA

    INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y
    ELECTRÓNICA

    Teoría de Radiadores Electromagnéticos


    Grupo: 5CV8

    Ejercicios 2do Parcial


    Fecha realización: Lunes 29 de Mayo de 2023
    Fecha de entrega: Miércoles 31 de Mayo de 2023
    Alumnos:
    Camacho López David -2020301128
    Godínez Rodríguez Jazmín - 2019301111
    Hernández García Sebastián -2019301152
    Romero Cuevas Alessandro Alberto- 2021301392
    Sanchez Dominguez Uziel - 2020301269
    1.-Se tiene una estación de radiodifusión en la frecuencia de 107.3 MHz y radia con una
    potencia de 230 Kwatt con una antena de 3 dBi, si tenemos un receptor a 50 km de
    distancia con una potencia de recepción de -112.28 dBm. Cual será la ganancia en
    potencia expresada en decibeles de la antena de recepción.

    Para calcular la ganancia en potencia expresada en decibeles (dB) de la antena de


    recepción, necesitamos utilizar la fórmula:

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)

    Dado que tenemos la potencia de recepción expresada en dBm, que es una medida
    relativa a 1 miliwatt (dBm = decibelios por miliwatt), primero necesitamos convertir la
    potencia de recepción de -112.28 dBm a vatios (W) utilizando la siguiente fórmula:

    Potencia de entrada (W) = 10^((Potencia de entrada en dBm – 30) / 10)

    Sustituyendo los valores:

    Potencia de entrada (W) = 10^((-112.28 – 30) / 10)

    Potencia de entrada (W) ≈ 8.642e-14 W

    Ahora podemos calcular la ganancia en potencia de la antena de recepción:

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)

    Dado que no tenemos información específica sobre la potencia de salida de la antena de


    recepción, supondremos que es igual a la potencia de entrada en este caso:

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(8.642e-14 / 8.642e-14)

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(1)

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * 0

    Ganancia en potencia (dB) = 0 dB

    Por lo tanto, la ganancia en potencia de la antena de recepción es de 0 dB, lo que significa


    que no hay amplificación ni atenuación de la potencia de señal en comparación con la
    potencia de entrada.
    2.- Un transmisor para enlaces por microondas tiene una potencia de salida PT de 100
    Watt y una ganancia de antena GT de 7dBi, La antena receptora distante 100 millas,
    tiene una ganancia de potencia Gr de 6 dBi. En que frecuencia está operando, sí el
    receptor tiene 12 x 10 -12 Watt de potencia.

    Para determinar la frecuencia de operación del enlace por microondas, dado que
    conocemos la potencia de salida del transmisor (PT), la ganancia de antena del transmisor
    (GT), la ganancia de potencia de la antena receptora (Gr) y la potencia del receptor (PR),
    podemos utilizar la fórmula:

    Potencia de salida = Ganancia de antena * Potencia de entrada

    Para el transmisor:

    PT = GT + Potencia de entrada

    Y para el receptor:

    PR = Gr + Potencia de entrada

    Despejando la Potencia de entrada en ambas ecuaciones:

    Potencia de entrada = PT – GT (1)

    Potencia de entrada = PR – Gr (2)

    Igualando las ecuaciones (1) y (2):

    PT – GT = PR – Gr

    Despejando PT:

    PT = PR – Gr + GT

    Sustituyendo los valores:

    100 Watt = 12 x 10^(-12) Watt – 6 dBi + 7 dBi

    Convertiremos las ganancias de decibelios a unidades lineales (potencia relativa):

    6 dBi = 10^(6/10) = 3.981

    7 dBi = 10^(7/10) = 5.012


    Ahora, reemplazamos los valores:

    100 Watt = 12 x 10^(-12) Watt – 3.981 + 5.012

    Simplificando la ecuación:

    100 Watt = 12 x 10^(-12) Watt + 1.031

    Restando 1.031 de ambos lados:

    99.969 Watt = 12 x 10^(-12) Watt

    Dividiendo ambos lados por 12 x 10^(-12):

    99.969 Watt / (12 x 10^(-12) Watt) = 1

    Esto nos dará un número aproximado que representa la frecuencia en Hz.

    3.- Se tiene un enlace de datos en la frecuencia de 10 GHz con un receptor de -100dBm


    de potencia recibida, el transmisor tiene apenas 10 Watt de potencia. La antena del
    transmisor es de 30dBi, de que ganancia es la antena del receptor.

    Para determinar la ganancia de la antena del receptor, dado que conocemos la frecuencia
    del enlace (10 GHz), la potencia recibida en el receptor (-100 dBm) y la potencia de salida
    del transmisor (10 Watt) junto con la ganancia de la antena del transmisor (30 dBi),
    podemos utilizar la fórmula de la ganancia en potencia expresada en decibelios (dB):

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)

    Primero, necesitamos convertir la potencia recibida en el receptor de dBm a vatios (W)


    utilizando la siguiente fórmula:

    Potencia de entrada (W) = 10^((Potencia de entrada en dBm – 30) / 10)

    Sustituyendo los valores:

    Potencia de entrada (W) = 10^((-100 – 30) / 10)

    Potencia de entrada (W) ≈ 1e-13 W

    Ahora, podemos calcular la ganancia de la antena del receptor:

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)


    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(10 / 1e-13)

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(1e13)

    Ganancia en potencia (dB) ≈ 10 * 13

    Ganancia en potencia (dB) ≈ 130 dB

    Por lo tanto, la ganancia de la antena del receptor es de 130 dBi.

    4.- Un receptor tiene -110 dBm de sensibilidad y la antena transmisora esta a 60 km de


    distancia, y opera a 300 MHz con una potencia de 100 Watt, que ganancia tienen las
    antenas si son identicas

    Para determinar la ganancia de las antenas, dados los datos proporcionados,


    necesitamos utilizar la fórmula de la ganancia en potencia expresada en decibelios (dB):

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)

    Dado que las antenas son idénticas, la ganancia de ambas antenas será la misma.
    Supongamos que la ganancia de cada antena es “G” en dBi.

    La potencia de salida del transmisor es de 100 Watt y la potencia de entrada en el


    receptor es de -110 dBm.

    Primero, necesitamos convertir la potencia de entrada en el receptor de dBm a vatios (W)


    utilizando la siguiente fórmula:

    Potencia de entrada (W) = 10^((Potencia de entrada en dBm – 30) / 10)

    Sustituyendo el valor:

    Potencia de entrada (W) = 10^((-110 – 30) / 10)

    Potencia de entrada (W) ≈ 1e-14 W

    Ahora, podemos calcular la ganancia de las antenas:

    Ganancia en potencia (dB) = 10 * log10(Potencia de salida / Potencia de entrada)

    G = 10 * log10(100 / 1e-14)

    G = 10 * log10(1e16)
    G = 10 * 16

    G = 160 dB

    Por lo tanto, las antenas tienen una ganancia de 160 dBi cada una.

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