Transmisión y Recepción de Señales Electrónicas

Transmisor

El transmisor procesa la señal que recibe a su entrada mediante las siguientes etapas:

• Filtrado: Se filtra la señal para eliminar las frecuencias no deseadas.
• Modulación: Se modula la señal sobre la portadora.
• Amplificación: Se amplifica la señal para compensar las pérdidas del medio.
• Filtrado: Se realiza un filtrado adicional porque el amplificador puede introducir frecuencias no deseadas.

Receptor

El receptor extrae la información de la señal mediante las siguientes etapas:

• Amplificador RF: Se amplifica la señal captada por la antena.
• Mezclador: Se mezcla la señal con la salida de un oscilador local.
• Oscilador Local: Genera la señal para la mezcla.
• Filtro Paso Banda: Filtra la señal en la frecuencia intermedia (FI).
• Amplificador FI: Se amplifica la señal en la frecuencia intermedia y se filtra.
• Demodulador: Se demodula la señal para obtener la información.
• Amplificador Banda Base: Se amplifica la señal antes de volver a ser emitida.

Medios de Transmisión Guiados

La transmisión guiada se realiza en el interior de un medio de transmisión físico.

Cable de Pares

Pares de cobre aislados y trenzados entre sí, reduciendo las interferencias.

• UTP (Unshielded Twisted Pair): No están blindados, lo que los hace menos adecuados para largas distancias.
• STP (Shielded Twisted Pair): Pares recubiertos por una malla conductora, ofreciendo un mejor rendimiento.
• FTP (Foiled Twisted Pair): Blindado por una lámina de material conductor que va trenzado con los pares.

Además, se pueden diferenciar en categorías dependiendo de la velocidad de transmisión.

Cable Coaxial

Dos materiales separados por un dieléctrico. Es importante tener cuidado con el radio de curvatura del cable. La impedancia característica es de 50 o 75 Ohmios.

Fibra Óptica

Funciona por la propagación de pulsos de luz en el interior de un material dieléctrico. La luz se refleja internamente.

• Salto de Índice: Fibras constituidas por dos capas de material, cada una con un índice de refracción diferente.
• Índice Gradual: El núcleo tiene un índice de refracción no constante.

Fuentes de Luz para Fibra Óptica

• LED: Económico y duradero, pero solo se usa en fibras multimodo.
• Láser: Coste elevado y vida limitada, pero con mejor tiempo de respuesta.

Deben funcionar en los siguientes rangos de longitudes de onda:

• Primera ventana: 850nm
• Segunda ventana: 1300nm
• Tercera ventana: 1500nm

Características adicionales de la fibra óptica:

• Inmune a interferencias externas.
• Tamaño reducido.
• Frágiles.
• Dificultad para la conectorización.
• No necesita repetidores en largas distancias.
• Fuertes medidas de seguridad en cuanto a la prevención de ataques.

Medios de Transmisión No Guiados

La transmisión no guiada no viaja dentro de ningún medio físico, sino que se realiza mediante antenas utilizando el aire como medio.

Antenas

Dispositivo que actúa como transductor, pudiendo utilizarse tanto para recepción como para transmisión.

• Diagrama de Radiación: Representación de la densidad de potencia radiada por la antena.
• Características: Ganancia, ancho de haz, relación delante-atrás y dirección.

Parámetros de las Antenas

• Ganancia: Relación entre la potencia radiada y la que radiaría una antena de referencia (se mide en dB).
• Directividad: Relación entre la potencia y la dirección máxima que puede alcanzar (más directiva concentrando el haz en un mismo punto).
• Eficiencia: Relación entre la potencia entregada y la potencia radiada.
• Ancho de Haz: Ángulo formado entre los puntos que tienen una ganancia de -3dB (cuanto menor es el haz, más directiva es la antena).
• Relación Delante-Atrás: Relación entre la ganancia principal y la de cualquier lóbulo situado a su espalda.
• Ancho de Banda: Conjunto de frecuencias para el que está diseñada la antena.
• Impedancia: Resistencia de entrada entre sus terminales.
• Polarizaciones: Dirección de propagación.
  • Polarización Lineal: Se propaga en una línea recta (normalmente vertical u horizontal).
  • Polarización Circular: La señal viaja describiendo un círculo.
  • Polarización Elíptica: La señal viaja describiendo una elipse.

Tipos de Antenas

• Antenas de Hilo: Los elementos radiantes están formados por hilos de conductor (ej: dipolos de las antenas Yagi).
• Antenas de Apertura: En vez de hilos, utilizan una superficie para dirigir la señal (ej: antenas parabólicas).
• Antenas Planas: Consisten en una lámina de metal que dirige la señal (se emplean en los teléfonos móviles).
• Array de Antenas: Agrupación de varias antenas del mismo tipo para conseguir mayores efectos.

Clasificación según Tamaño y Longitud de Onda

• Antenas Elementales: El tamaño de la antena es menor que la longitud de onda.
• Antenas Resonantes: El tamaño de la antena es parecido a su longitud de onda.
• Antenas Directivas: El tamaño de la antena es mayor que la longitud de onda (son las que mejores características tienen).

Características de Antenas Comunes

• Antena Bocina: Se utiliza en la banda de microondas.
• Dipolo de Media Onda: Formado por dos hilos.
• Monopolo Vertical: Un solo hilo (necesita estar conectado a tierra para funcionar).
• Antenas Parabólicas: Usa su ángulo de inclinación para focalizar toda la señal en un único punto.

Duplexores y Diplexores

• Duplexores: Permiten utilizar una misma antena para la transmisión y recepción de señales. Se utilizan para conectar dos antenas a un mismo equipo.
• Diplexores: Conectan equipos de bandas de frecuencia muy distintas a una misma antena.

Distribuidores y Mezcladores

• Distribuidores: Permiten repartir la señal en varias salidas, produciendo una atenuación de la señal.
• Mezcladores: Mezclan en una salida varias entradas.

Cuadro Nacional de Atribuciones de Frecuencias (CNAF)

Divide el espectro radioeléctrico en bandas, asignando servicios a cada una de estas bandas.

Tipos de Uso de Frecuencias

• C: Uso común (banda sin licencia).
• E: Uso especial (requiere autorización).
• P: Uso privado (requiere autorización).
• R: Uso reservado al estado.
• M: Uso mixto para tipos P y R.

Servicios Definidos en CNAF

Servicio fijo, fijo por satélite, entre satélites, de operaciones espaciales, móvil, móvil por satélite, terrestre, terrestre por satélite, marítimo, aeronáutico, servicio de radiodifusión, servicio de radiodeterminación, servicio de ayudas a la meteorología, servicio de frecuencias patrón y señales horarias, servicio de aficionados.