Principios de las Radiocomunicaciones: Emisor y Receptor

Las radiocomunicaciones consisten en el envío de información entre dos puntos, usando para ello ondas electromagnéticas. Para lograrlo, es necesario un sistema compuesto por dos elementos clave:

• Transmisor: Un elemento capaz de adaptar la señal de información al medio, convirtiéndola en una señal radioeléctrica.
• Receptor: Un dispositivo que, en el otro extremo, extrae la información de la señal radioeléctrica recibida.

El Transmisor

El transmisor procesa la señal de información que recibe a su entrada para que sea posible enviarla a través del medio de transmisión. Este proceso incluye varias etapas:

• Filtrado: La señal de información se filtra para eliminar los componentes frecuenciales no deseados y ajustarla al ancho de banda disponible en el canal.
• Modulación: La señal se modulará sobre una o varias portadoras de radiofrecuencia.
• Amplificación: Después de modular la señal, es necesario amplificarla para compensar las pérdidas y mejorar el alcance.
• Filtrado final: Se vuelve a filtrar la señal, ya que el amplificador puede introducir distorsiones.

El Receptor

El receptor extrae la información de la señal de radiofrecuencia sobre la que viaja. Un tipo común es el receptor superheterodino, que opera en varias etapas de amplificación:

• Amplificación en Radiofrecuencia (RF): Es conveniente amplificar la señal recibida por la antena antes de realizar cualquier procesado sobre ella. Esto se hace para no degradar la relación señal/ruido (S/N).
• Amplificación en Frecuencia Intermedia (FI): Una vez convertida la señal de radiofrecuencia a una frecuencia intermedia (donde es más sencillo trabajar con ella) y tras realizar un filtrado que elimine componentes frecuenciales no deseados, la señal vuelve a amplificarse.
• Amplificación en Banda Base: Tras demodular la señal para obtener la información contenida en ella, vuelve a amplificarse antes de entregarse a la salida del receptor.

Medios de Transmisión Guiados

Cables de Par Trenzado

Están formados por uno o más pares de hilos de cobre aislados y trenzados entre sí. Este trenzado consigue reducir las interferencias externas y la comunicación cruzada (crosstalk) entre pares contiguos.

Tipos de Cable de Par Trenzado

• UTP (Unshielded Twisted Pair): No existe ningún blindaje conductor recubriendo los pares. Son más sensibles a las interferencias, por lo que su rendimiento en largas distancias es menor.
• STP (Shielded Twisted Pair): Los pares están recubiertos por una malla o lámina de material conductor eléctrico.
• FTP (Foiled Twisted Pair): El blindaje consiste en una lámina de material conductor que va trenzada junto con los pares, aumentando considerablemente el blindaje y la inmunidad al ruido.

Cables Coaxiales

Están formados por dos conductores concéntricos separados entre sí por un material dieléctrico.

Antenas: El Componente Clave de la Radiocomunicación

Una antena es un dispositivo que actúa como transductor, permitiendo radiar al espacio libre la señal eléctrica que se aplica en sus bornes y, viceversa, captar ondas del espacio y convertirlas en señales eléctricas.

Parámetros Fundamentales de una Antena

• Diagrama de radiación: Es una representación gráfica de la densidad de potencia radiada por una antena en función de la dirección.
• Ganancia: Es la relación (medida en dB) entre la densidad de potencia radiada por una antena y la que radiaría una antena de referencia en esa misma dirección y a la misma distancia.
• Directividad: La relación entre la densidad de potencia radiada en la dirección de máxima radiación de la antena y la densidad de potencia que radiaría una antena isótropa de referencia.
• Eficiencia: Es la relación entre la potencia que se entrega a sus bornes y la potencia que es efectivamente radiada por esta.
• Ancho de haz: Corresponde al ángulo formado entre los puntos que tienen una ganancia de -3dB respecto al máximo de ganancia.
• Relación delante/atrás: Es la relación entre la ganancia de la antena en su lóbulo principal y la de cualquier lóbulo situado a su espalda.
• Ancho de banda: Es el conjunto de frecuencias para el que la antena ha sido diseñada y en los que su funcionamiento es óptimo.
• Impedancia: Llamamos impedancia de una antena a la impedancia de entrada medida entre sus terminales. La parte real de esta impedancia corresponderá a la suma de la resistencia de radiación y la resistencia de pérdidas óhmicas.
• Polarización: Es la figura que describe el campo eléctrico en la dirección de propagación a lo largo del tiempo. Puede ser:
  • Polarización lineal: El campo se propaga describiendo una línea recta.
  • Polarización circular: El extremo del campo eléctrico en la dirección de propagación viaja describiendo un círculo.
  • Polarización elíptica: Es aquella en la que el campo eléctrico viaja describiendo una elipse en la dirección de propagación.

Tipos de Antenas

Las antenas se pueden clasificar según diferentes parámetros. A continuación, se presentan dos clasificaciones comunes.

Clasificación según su Construcción

• Antenas de hilo: Los elementos radiantes están formados por hilos de conductor.
• Antenas de apertura: Están basadas en el uso de superficies para dirigir o concentrar el haz.
• Antenas planas: Consisten en una fina lámina de metal aplicada sobre una superficie plana.
• Array de antenas: A veces no es suficiente utilizar una sola antena, por lo que se agrupan varias antenas del mismo tipo para conseguir prestaciones distintas.

Clasificación según la Relación entre 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 similar en orden de magnitud al de la mitad de la longitud de onda.
• Antenas directivas: La antena es mucho más grande que la longitud de onda de la señal.

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