Introducción las Microondas

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada

U.N.E.F.A

Núcleo Sucre - Sede Cumaná

Ing. Telecomunicaciones

UNIDAD 1

INTRODUCCIÓN A LAS MICROONDAS 

Prof. (O) Luis Arenas                                                           Bachilleres:

Materia: Microondas                                                        

Cumaná/Octubre/2023

INTRODUCCIÓN

Las ondas electromagnéticas tienen la propiedad de propagarse en forma de voltaje o corriente por un medio guiado o en el espacio libre como onda electromagnética. Su estudio y comprensión se manifiesta bajo la solución en forma de onda que se pueden obtener de las ecuaciones de Maxwell. La característica esencial de este tipo de ondas es que no necesitan de un medio en especial para propagarse, esto quiere decir que lo pueden hacer en el vacío.

El espectro Electromagnético realiza una clasificación de las ondas electromagnéticas, conocidas, según su cantidad de energía. Este se subdivide en bandas, cada una de ellas tiene un nombre y su rango en frecuencia.

Las señales de microondas se ubican en el espectro electromagnético en el rango de 300Mhz a 300GHz, estos rangos de frecuencia hacen que las microondas tengan la longitud de onda relativamente corta.

1. ¿Qué son las microondas en las telecomunicaciones?

Las microondas son ondas electromagnéticas de alta frecuencia que se utilizan para transmitir señales de comunicación. Estas ondas tienen longitudes de onda más cortas que las ondas de radio pero más largas que las ondas infrarrojas. En el contexto de las telecomunicaciones, las microondas se utilizan para transmitir información entre dos puntos mediante enlaces de radio.

Se denomina microondas a unas ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado: generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz. que supone un periodo de oscilación de 3 ns (3x10-9 s) a 3 ps (3x10-12 5) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. Otras definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango de frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 cm a 1 mm. El rango de las microondas está incluído en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las:

UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta) (0.3 - 3 GHz)

SHF (super-high frequency, super alta frecuencia) (3 - 30 GHz)

EHF (extreme// high frequency, extremadamente alta frecuencia) (30 - 300 GHz).

Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y "mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda (en el orden de milímetros) se denominan ondas milimétricas, radiación terahertz o rayos T.

La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Hemnch Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para producir ondas de radio. El rango de frecuencias de microondas es utilizado para transmisiones de televisión (500 - 900 MHz, dependiendo de los países) o telefonía móvil (850900 MHz) y (1800 -1900 MHz).

2. Principio de funcionamiento:

Los microondas se generan mediante dispositivos electrónicos llamados osciladores de microondas. Estos dispositivos generan una señal de alta frecuencia que luego se amplifica y se dirige a través de antenas para su transmisión. La señal de microondas viaja a través del aire o por un medio de transmisión específico hasta alcanzar la antena receptora, donde se captura y decodifica la información transmitida.

3. Ventajas de las microondas en las telecomunicaciones:

- Alta capacidad de transmisión: Las microondas permiten transmitir grandes cantidades de datos a alta velocidad.

- Cobertura flexible: Pueden usarse para establecer comunicaciones punto a punto o enlaces multipunto, lo que permite una red de comunicaciones flexible.

- Menor costo inicial: Comparado con otras tecnologías como las fibras ópticas, las microondas suelen ser más económicas para implementar y mantener.

- Rápida implementación: Pueden instalarse rápidamente, lo que las hace especialmente útiles en situaciones de emergencia o en áreas donde no hay infraestructura de comunicaciones disponible.

4. Aplicaciones de las microondas en las telecomunicaciones:

- Redes móviles: Las microondas se utilizan para conectar estaciones base de telefonía móvil a la red central.

- Enlaces de backhaul: Se usan para transmitir datos desde una estación base hasta una red principal, proporcionando conectividad a áreas remotas.

- Comunicaciones satelitales: Las microondas se utilizan para transmitir señales entre satélites y estaciones terrestres.

- Redes de área amplia (WAN): Las microondas pueden utilizarse para establecer enlaces de larga distancia entre oficinas o sucursales.

5. Desafíos y consideraciones:

- Obstáculos físicos: Las microondas pueden ser obstruidas por edificios, árboles u otros objetos, lo que puede afectar la calidad de la señal.

- Interferencias: Otras fuentes de radiación electromagnética pueden causar interferencias en la transmisión de microondas.

- Limitaciones de capacidad: Aunque las microondas tienen una alta capacidad de transmisión, su ancho de banda está limitado en comparación con las fibras ópticas.

- Line-of-sight (LOS): La transmisión de microondas generalmente requiere una línea de visión directa entre las antenas transmisoras y receptoras.

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