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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL DEL ESTADO PORTUGUESA J.J MONTILLA

(UPTP)

NUCLEO.- ACARIGUA- PORTUGUESA

ELECTIVA: COMUNICACIÓN SATELITAL

INTEGRANTES:

ANDRÉS ALVARADO C.I.: 20.388.179

YELIX MONSALVE C.I.: 20.643.089

ACARIGUA, JUNIO DE 2013

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Índice

Introducción .................................................................................................................................. 3

1.- Definición Antena ..................................................................................................................... 4

2.- Para qué sirven las antenas ...................................................................................................... 4

3.- Principales Características de una antena .................................................................................. 5

4.- Tipos de Antena ........................................................................................................................ 5

5.- Atenas y Servicio ....................................................................................................................... 6

6.- Uso Múltiple: .......................................................................................................................... 11

7.- Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA) ..................................................................... 11

8.- Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) ................................................................ 12

9.- Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) ...................................................................... 13

Conclusión ........................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.

Bibliografía .................................................................................................................................. 15

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Introducción

La función de las antenas es facilitar que las señales electromagnéticas que viajan

dentro de la guía de onda se escapen hacia el espacio libre con la mayor eficiencia posible.

Podemos ver la antena como un acoplador o adaptador entre el medio de propagación

limitado de la guía de onda y el espacio libre.

La antena es un circuito eléctrico especial, realizado con el fin de que radie al espacio o

reciba del espacio energía electromagnética. Una antena transmisora es la que se conecta

a la salida de un transmisor para distribuir al espacio la señal de la radiofrecuencia

generada mientras que una antena receptora es un componente destinado a la captación

de las ondas electromagnéticas procedentes de una antena transmisora más o menos

lejana.

En ambos casos, el principio de funcionamiento es el mismo. Esto significa que el

cálculo, las funciones y las características de una antena destinada a la transmisión son

también válidos para una antena receptora. Así pues, una antena apropiada para emitir

del mejor modo posible (con el rendimiento más alto) una señal de una determinada

frecuencia, es apropiada también para recibir del mejor modo posible una señal de iguales

características. A pesar de esa reciprocidad de empleo, las antenas transmisoras se

construyen con una estructura algo diferente de las receptoras.

Ello se debe a los motivos que a continuación se indica y son comprensibles fácilmente.

En primer lugar las antenas emisoras al recibir toda la potencia que suministra el

transmisor deben realizarse de modo que toleren fuertes corrientes y tensiones. Por el

contrario, esta condición no es necesaria para las antenas receptoras que sólo son

atravesadas por señales muy débiles determinadas por los campos magnéticos presentes

en el espacio y generados, muchas veces, a grandes distancias.

En segundo lugar, los transmisores suelen funcionar a una sola frecuencia (o banda de

frecuencia, más bien reducida) y, por lo tanto, las dimensiones de sus antenas se calculan

expresamente y con precisión para obtener el máximo rendimiento a la frecuencia de

emisión. En cambio, los receptores deben captar señales dentro de una amplia gama de

frecuencias, por lo que las antenas de recepción no se prevén, salvo excepciones, para una

frecuencia concreta, sino de manera que proporcionen un buen rendimiento sobre una

amplia gama.

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1.- Definición Antena

Una antena es un dispositivo (conductor metálico) diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.

Existe una gran diversidad de tipos de antenas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio comercial o una estación base de teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia en una dirección y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). También es una antena la que está integrada en la computadora portátil para conectarse a las redes Wi-Fi.

Las características de las antenas dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son mucho más pequeñas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda son directivas.

2.- Para qué sirven las antenas

La función de una antena es emitir y recibir la señal para ser utilizada por un equipo o radio (Access Point o Router Inalámbrico). Generalmente se conectan por medio de un cable coaxial de baja perdida y se pueden instalar en exteriores (en torres, edificios o mástiles) o en interiores (en el techo o en lo alto de alguna pared).

Ejemplo de Apertura del Haz de la antena Direccional

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3.- Principales Características de una antena

Distintas antenas tienen distintas propiedades. Algunas de ellas son:

Patrón de Radiación representación gráfica las intensidades de los campos o las

densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena.

Ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la

operación de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general, se toma entre los puntos de

media potencia (-3dB).

Ganancia: Es la relación entre la intensidad de campo irradiado por la antena en la

dirección de máxima radiación, respecto de la intensidad de campo que irradiaría una

antena isotrópica (que es la antena hipotética que irradia con igual intensidad en todas

direcciones) o de otra antena tomada como referencia (tal como el dipolo elemental). Por

supuesto, la antena no inventa energía de la nada, así que toda la intensidad de campo

que irradia en una dirección, es a expensas de la intensidad de campo que deja de irradiar

en las otras direcciones.

Frecuencia de operación: También llamada frecuencia de resonancia. Es la frecuencia a la

cual la antena irradia toda la potencia que incide sobre ella (excepto pérdidas). Las

dimensiones de los elementos irradiantes de la antena determinan la frecuencia de

operación.

Polarización: Es el plano en el cual vibra el componente de campo eléctrico de la onda

electromagnética irradiada por la antena. En antenas dipolo, coincide con la orientación

de la misma (vertical u horizontal). Una antena dipolo es 10 veces menos sensible (-20 dB)

a una onda polarizada a 90° respecto de la dirección de polarización para la cual se diseña

la antena.

Ángulo de apertura: Es una manera de indicar la directividad de una antena,

especificando el ángulo sólido que hay que apartarse respecto de la dirección de máxima

radiación para que la intensidad de campo irradiado se reduzca a la mitad(-6 dB).

4.- Tipos de Antena

Antena de reflector o parabólica: Antena provista de un reflector metálico, de forma

parabólica, esférica o de bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio,

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concentrando la potencia de las ondas; se utiliza especialmente para la transmisión y

recepción vía satélite.

Antena lineal: La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en

posición vertical.

Antena multibanda: La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de

banda que abarca muy diversas frecuencias.

Dipolo de Media Onda El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las

antenas más ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz.

Antena Yagi: Antena constituida por varios elementos paralelos y

coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la

recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los

activos radian el campo y los reflectores lo reflejan.

5.- Atenas y Servicio

Los Servicios de comunicaciones utilizan diferentes tipos de antenas según su frecuencia

de operación y el cubrimiento geográfico deseado. Los patrones de radiación de una

antena pueden verse modificados por otras fuentes de emisiones radioeléctricas e incluso

llegar a ser anulados.

Para la instalación de una antena el operador hace un estudio previo de interferencia que

garantice la correcta operación de su sistema.

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6.- Uso Múltiple:

El grado máximo de aprovechamiento de una única estructura y

diferirá dependiendo de las características técnicas de las estaciones de

Telecomunicaciones, tales como tecnologías de interfaz de aire, frecuencia de uso, niveles

de potencia de recepción y transmisión, umbrales de ruido

electromagnético permitido, direccionalidad de las antenas etc.

Estéticamente son estructuras difíciles de mimetizar en el entorno urbano.

7.- Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA)

El esquema de acceso TDMA, divide el tiempo total de la transmisión en varios slots, los

mismos que son utilizados por varios usuarios, la ventaja es que el usuario transmite los

datos con todo el ancho de banda del canal, pero por un tiempo reducido. Para eliminar

interferencias, la tecnología TDMA coloca intervalos de protección entre los slots de

tiempo, este intervalo de protección es constante, a diferencia de los slots de tiempo que

dependen del servicio que contrató el usuario o la compartición que tenga definida el

dueño del servicio.

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8.- Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA)

La próxima opción para la división de los recursos de la red en secciones accesibles, es

asignar porciones diferentes del espectro de frecuencia disponible a los diferentes

usuarios. Este método de acceso se llama Acceso múltiple por división de frecuencia

(FDMA). El concepto básico de FDMA es dividir el ancho de banda en sub bandas

pequeñas para que sea utilizado por diferentes servicios de telecomunicaciones de

diferentes usuarios, la tasa de transferencia de cada canal va a depender del ancho de

banda asignado al mismo, la ventaja es que el usuario puede transmitir todo el tiempo,

pero con un ancho de banda reducido, esta tecnología es utilizada en servicios xDSL.

Una gran ventaja que tiene FDMA con respecto a TDMA es la robustez contra las

perturbaciones existentes en banda base, y contra las señales de ruido impulsivo.

En caso de perturbaciones, se pueden evitar fácilmente por medio de la reasignación de

las conexiones existentes de las frecuencias afectadas por las mismas, a la parte

disponible del espectro de frecuencia.

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9.- Acceso Múltiple por División de Código (CDMA)

Cada usuario tiene todo el ancho de banda de frecuencias asignado para la comunicación

durante todo el tiempo que ésta dure, pero su comunicación se realiza utilizando un

código que es único. Dicha codificación es digital, utilizando con ello, técnicas de radio de

espectro amplio (RF). Es por ello que CDMA es la tecnología digital inalámbrica más

utilizada, puesto que la utilización del ancho de banda en la comunicación es altamente

eficiente, permitiendo una mejor calidad en voz, llegando a ser muy similar a la

transmitida en línea alambica. Además, filtra los ruidos de fondo cruces de llamadas, e

interferencia por interrupciones o por flujo de señales de ocupado que congestionan el

sistema, mejorando en forma considerable la privacidad y calidad de la llamada generada.

El protocolo CDMA se caracteriza por utilizar un espectro amplio de frecuencia

determinado para una o más señales súper puestas ortogonalmente durante todo el

tiempo de duración de la comunicación. La ortogonalidad de las señales, generada por un

código codificador de la banda base, concede la prácticamente nula posibilidad de colisión

entre las señales que comparten el canal; a su vez, la seguridad en la privacidad de la

información transmitida capaz de ser reconocida sólo por el receptor del enlace. Otras

características de la tecnología CDMA son las siguientes:

1. Utilización de todo el ancho de banda en el enlace por ensanchamiento de la banda

base, superponiendo a los usuarios. Con respecto a un canal analógico, la capacidad

aumenta 15 veces en condiciones de máximo flujo.

2. Posibilidad de la creación de nuevos servicios al cliente y evolución del sistema, debido

a la versatilidad del código y la señalización digital.

3. Costos inferiores a la tecnología analógica debido al desarrollo de componentes

electrónicas digitales.

4. Uso eficiente de las fuentes de poder (baterías) en los aparatos con la tecnología,

debido a que la estructura de CDMA se encuentra diseñada para operar en ciertos niveles

de potencia. Además, presenta la capacidad de detectar tiempo ocioso en el canal por lo

que se disminuye la potencia media de transmisión.

5. Alta relación señal a ruido y baja probabilidad de errores en el código por la utilización

de redundancias, debida a la magnitud del ancho de banda utilizado.

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Conclusión

Para alcanzar rendimientos óptimos en un enlace satelital es necesario estar consciente

de que todo enlace está expuesto a problemas que alteran el rendimiento de sí mismo.

Producidos por perdida de paquetes y latencia que retardan el envío y la recepción de las

señales que son transmitidas a través de los enlaces. Las cuales son tratadas en tiempo

real para mejorar el servicio. Para comprobar que el enlace funciona a la perfección y que

este presenta inconvenientes de retardo y errores se realiza la prueba de Ping y la Prueba

de Velocidad que mide en Milisegundos el funcionamiento del enlace una de las más

comunes en enlaces de redes.

En las comunicaciones satelitales Existen diversas circunstancias que hacen de los

enlaces por satélite sea una buena alternativa: distancias grandes, obstáculos geográficos

o limitaciones energéticas, cobertura distribuida, etc. La principal ventaja de los enlaces

por vía satélite viene dada por el hecho de la gran cobertura proporcionada por estos

sistemas con independiente de la topografía geográfica de la zona.

Por otro lado para poder orientar la antena, primero es necesario conocer la posición

exacta del satélite con respecto a la estación terrena en la superficie de la tierra. Por lo

menos se requiere del ángulo de elevación y el azimut para realizar una orientación inicial

de la antena. Estos valores se pueden obtener a partir de la latitud y longitud de la

estación terrena y longitud del satélite.

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Bibliografía

Antenas. A. Cardama, L. Jofre, J.M. Rius, J. Romeu, S. Blanch, M. Ferrando. Edicions UPC ISBN 84-8301-625-7

Antenna Theory: Analysis and Design (John Wiley & Sons, 2005) by Constantine A. Balanis

Radiocomunicaciones, Curso con cientos de preguntas y ejercicios prácticos de autoevaluación para el diseño práctico de radioenlaces, Francisco Ramos Pascual, 2007

Comisión de Regulación de Telecomunicaciones, Autor Luis Bogotá Colombia