Ingeniera

Señales de Microondas

Las microondas son señales con frecuencias en el orden de los GHz
(GHz = Gigahertz) G = Giga = 109
Las microondas son señales con longitudes de onda en el rango de los centímetros

Longitud de onda
Determine la longitud de onda en el espacio libre
para las siguientes frecuencias: λ=c/f donde c= 3*108 metros/segundo
a) 2 GHz
b) 895 MHz
c) 20 GHz
d) 200 GHza) λ = 0.15 metros = 15 centímetros
b) λ = 0.335 metros = 33.5 centímetros
c) λ = 0.015 metros = 1.5 centímetros
d) λ = 0.0015 metros = 0.15 centímetros = 15 milímetros

Rango de las Microondas
Algunos autores reconocen el rango de las microondas como comprendido de 0.3 GHz (300 MHz) a 300 GHz

Ondas milimétricas
Si bien las frecuencias en el orden de los cientos de Gigahertz siguen siendoconsideradas como microondas, los grupos de investigadores que trabajan con estas señales les han asignado el término de ONDAS MILIMÉTRICAS debido a su longitud de onda. (ejemplo “d” de la filmina número 4)

Aplicaciones de las microondas
* Comunicaciones: Sistemas Satelitales, Redes de Microondas en Tierra (telefonía, datos, TV)
* Radar
* Hornos de microondas (doméstico,industrial)
* Otras: Medicina, Industria Química, Militar.

Características de las Microondas
* Las señales de microondas pueden cruzar libremente la ionosfera.
* Las pérdidas de propagación por espacio libre son muy altas.
* Las señales de microondas solo viajan a línea de vista.
* Utilizando las señales de microondas como frecuencias portadoras en los enlaces de comunicaciones sedispone de un amplio ancho de banda y por lo tanto de una alta capacidad de manejo de información.

Antenas de Microondas (características)
Mientras mayor sea el diámetro de las antenas de microondas (parábolas) mayor será su ganancia de potencia y menor su ancho de haz.
Mientras mayor sea la frecuencia de operación de las antenas de microondas mayor será su ganancia de potencia y menor su anchode haz.

Microondas en los enlaces satelitales

Las características mencionadas anteriormente permiten justificar la utilización de las microondas en los enlaces satelitales ya que al estar éstos a alturas mayores que la ionosfera es necesario cruzarla y esto se logra utilizando portadoras en el rango de las microondas.

Consecuentemente, al utilizar microondas, disponemos de un amplio anchode banda lo que permite transmitir altas densidades de información.

Al utilizar microondas se obtienen antenas con un ancho de haz angosto lo que permite que una estación terrena pueda ser dirigida o “apuntada” hacia un solo satélite y así evitar la interferencia con otros.

La desventaja de utilizar microondas en los enlaces satelitales es que debido a la alta pérdida de propagación enespacio libre aunada a la gran distancia que tiene que recorrer la señal (miles de kilómetros) la atenuación resultante es demasiado alta.

Microondas en los Sistemas de Radar

El ancho de haz angosto que se obtiene al utilizar frecuencias de microondas permite, en un sistema de radar, poder identificar con precisión la posición del “objetivo” o “blanco” al mismo tiempo que permite “discriminarlo”de otros “objetivos” cercanos.

Cálculo de las Pérdidas de Propagación por Espacio Libre

Ejemplo: Determine las pérdidas de propagación por espacio libre para un enlace entre una estación terrena y un
satélite suponiendo una distancia de 36 850 Km. y una frecuencia de 6.1 GHz

Solución

Comentario: convirtiendo este valor a relación numérica se observa que representa una granatenuación.
(en el orden de 10 -20)

Antena Parabólica

Una antena parabólica es un plato cuya curvatura es geométricamente la de una parábola. Su función es realmente la de un reflector.
Para que realice su función debe, además de ser geométricamente una parábola, estar construida de un material conductor para lograr que la onda electromagnética se refleje o “rebote” en ella.

Antena Parabólica...