Diseño de enlaces de VHF y UHF [por] Ernesto Tamez E.

Texto completo

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

DISEÑO DE ENLACES DE VHF Y UHF

EXPOSITOR

I N G . Y M . E N C . E R N E S T O T A M E Z E .

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FONDO ÜHIVEH'PARIO

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INTRODUCCION :

La comunicación entre 2 puntos puede efectuarse de m u -chas y diversas formas, por líneas físicas, enlaces de radiofrecuencia y ópticos.

Los enlaces por medio de Radiofrecuencia se pueden efec tuar en muchas de las bandas disponibles en el espectro ie frecuencias; sin embargo la forma de propagación de las ondas electromagnéticas depende básicamente de la -longitud de onda de la frecuencia empleada y la distan-cia a la cual puede ser recibida una señal de radio de-pende de la topografía del terreno.

Aquí analizaremos la forma de propagación de las ondas de radio en la banda de V.H.^. (BANDA ALTA] Así como el método empleado para el cálculo de pérdidas y ganan-cias en un enlace a fin de asegurar el enlace con un --porcentaje de conflabilidad de 90% como mínimo.

Dentro de esté análisis se tocarán algunos factores im-portantes que deben ser considerados.

La metodología aquí descrita puede ser aplicable tanto para U..H.F. Como para V.H.F. Banda baja.

11. CONCEPTOS Y CRITERIOS DE APLICACION DE LOS D3, DBM,

D3!-7, DBU. >"

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* • \

-En telecomunicaciones es práctica común hacer mediciones con unidades logarítmicas, para expresar la relación,.faue guardan entre sí las dos cantidades eléctricas entibe la entrada y salida de un circuito ó dispositivo.

La unidad utilizada es de DECIBEL (abreviado db ), que -por definición, es la relación logarítmica entre dos can tidades, y se determina como :

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-T K

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T 3

1

FONDO UNIVER'IV.RIO

37742

INTRODUCCION :

La comunicación entre 2 puntos puede efectuarse de m u -chas y diversas formas, por líneas físicas, enlaces de radiofrecuencia y ópticos.

Los enlaces por medio de Radiofrecuencia se pueden efec tuar en muchas de las bandas disponibles en el espectro ie frecuencias; sin embargo la forma de propagación de las ondas electromagnéticas depende básicamente de la -longitud de onda de la frecuencia empleada y la distan-cia a la cual puede ser recibida una señal de radio de-pende de la topografía del terreno.

Aquí analizaremos la forma de propagación de las ondas de radio en la banda de V.H.^. (BANDA ALTA] Así como el método empleado para el cálculo de pérdidas y ganan-cias en un enlace a fin de asegurar el enlace con un --porcentaje de conflabilidad de 90% como mínimo.

Dentro de esté análisis se tocarán algunos factores im-portantes que deben ser considerados.

La metodología aquí descrita puede ser aplicable tanto para U..H.F. Como para V.H.F. Banda baja.

11. CONCEPTOS Y CRITERIOS DE APLICACION DE LOS D3, DBM, D3!-7, DBU. >"

V '

a)

* • \

-En telecomunicaciones es práctica común hacer mediciones con unidades logarítmicas, para expresar la relación,.faue guardan entre sí las dos cantidades eléctricas entibe la entrada y salida de un circuito ó dispositivo.

La unidad utilizada es de DECIBEL (abreviado db ), que -por definición, es la relación logarítmica entre dos can tidades, y se determina como :

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-Db = 10 Log.

T)b = 20 Log.

Potencia 1 Potencia 2

Voltaje 1 Voltaje 2

;i el valor Db es positivo, decimos que tenemos una ga--íancia y si el valor es negativo, tener.os una pérdida.

DBm

La potencia de referencia más comunmente utilizada en ra diocomunicaciónes es lmr7, ñero normalmente es más prácti_

co, salvo en algunas contadas ocasiones, trabajar con u-r.idades logarítmicas pues, además que las cantidades in-volucradas en materia de amplificación / atenuación son enormes, éstas básicamente operaciones de multiplicación v división que trabajando con logaritmos se convierten -en sumas y restas.

Entonces la abreviatura de Dbm significa decibeles con -respecto a 1 mW y es una medición de potencia absoluta . Esto es :

Pn

dBm = 10 Log — Donde = 1 m W

2 p^ en mW

Ejemplo : Un nivel de potencia de 20 miW equivale a :

dBm = 10 Log 20_

:• 1

= 10 Log 20 = 1 0 (1.3) = 13

Por lo tanto 20 mW = 13 dBm

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30 dBm. 10 dB 4 0 dBm Ganancia

OiBn nivel del tono de prueba + 15 dB atenuación salida del tono de prueba.

=-15dBm

OdBm 15 dB

Atenuación

-15 dBm

La mayoría de los instrumentos que miden niveles de Db • sen vóltmetros calibrados en DBm.. Puesto que el DBm es una medida de potencia, la impedancia del circuito bajo medición debe ser tomada para mantener la relación : - • p = ,2/r.

D = Unidades de potencia

E = Unidades de voltaje R = Unidades de Impedancia

La mayoría de los medidores están calibrados para usarse con una impedancia de 600 ohms aunque algunos son c a l i -brados para otras impedancias, tales como 50 ó 75 ohms.-La impedancia de calibración usualmente está marcada en

la carátula del medidor, si una medición es hecha a otra impedancia diferente a la impedancia de calibración, la medición será errónea y entonces un factor de corrección deberá ser aplicado.'

dBm (corregido)=dBm(indicado)+10 log Impedancia del medidor Impedancia del circuito

Ejemplo :

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dBm = 6 + 10 log

= 6 + 1 0 log 1.2 = 6 + 0.792

= 6.79 2 dBm

c) dBW

Abreviatura que significa dB con respecto a un 1T"7 y se u

tiliza para expresar potencia de transmisores principal-mente esto :

dBW = 10 Log Pl (2) P2

Donde P2 = 1 watt; P-, = en watt.s

Ejemplo : Para un nivel de 4 5 watts tenemos

dBm = 10 Log 45 1

= 10 log ( 45 ) = 10 (1.65) = 16.5

Por lo tanto 4 5 W = 16.5 dBW

Existe una relación entre DBm y DbW

1 DBW = 1 DBm - 3 0

Dfel ejemplo anterior 45 W = 16.5 dBW y tenemos que

45 W = 45 x 103 mW

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-dBm = 10 log Pl_ = 10 log 45xlQ3

lmw 1

= 46.5

4 5W = 4 6.5 dBm .

Por lo tanto aplicando la relación

1 DBW = 1 DBm - 30 = 4 6 . 5 DBm - 30 4 5W = 1 6 . 5 DBW

Con lo cual comprobamos la relación )

d) dBU

La determinación del nivel a lo largo de un sistema, en

unidades de potencia y en puntos de prueba con i m p e d a n — cías diversas en la mayoría de los casos ocasiona confu-sión debido a las correcciones que hay que hacer para — transformar los valores medidos a dbm.

Por definición : • • ' - . . • • • ?' .' ,v •

X dbu = 20 log.

(11)

Sjemplo :

Si,

R,

= 600 ohms, entonces; X dbm = X dbu Si/

R,

= 300 ohms, entonces; X dbm = X dbu + 3 Si,

R,

= 150 ohms, entonces; X dbm = X dbu + 6

111. ANALISIS DE PROPAGACION :

A) Perfiles :

Una de las formas de asegurar un enlace consiste en, — buscar que entre los dos puntos a comunicar exista "lí-nea de vista".

En radiocomunicaciones existen 2 conceptos de "línea de vista", el concepto empleado en física referente a la -línea de vista óptico, y el aplicado en la propagación de las ondas electromagnéticas y que es conocido como

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Para este último concepto de línea de vista, el radio -de la curvatura -de la tierra se ve incrementada por un factor K; este factor es variable dependiendo de la la-titud en la que se pretende realizar el enlace.

De acuerdo a la latitud en la que se encuentra nuestro país, tomamos como estandar el factor K como 4/3.

La figura No. 1 muestra la curvatura de la tierra actual para ondas de radio, es decir; el radio de la tierra ha sido corregido con el factor K 4/3 de tal forma que el perfil de la trayectoria entre dos puntos a comunicar,-puede ser graficado directamente en este corrnato.

Como podemos ver en dicha figura; además de los datos -relativos a los puntos implicados en el enlace, se tienen 2 graduaciones totales, la una relativa a la d i s -tancia (240.120 ó 60 Km) y la otra relativa a la altura

14000 , 1000 5 250 mts) .

Las escalas están identificadas como A, B y C, tanto pa ra la graduación de distancia como para la graduación de la altura. Esto tiene una razón de ser, ya que la -escala de distancia escogida debe ser compatible con la escala de altura, así por ejemplo si la escala de dis-tancia escogida es la A, la escala de altura deberá ser la A.

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B) Cálculos de Propagación

Una vez obtenidos el perfil topográfico del enlace, se deben calcular las pérdidas por espacio libre y por -obstrucción si la hay.

Para hacer estos cálculos, nos valdremos de los monogra mas de Bulling-Ton basados en la experiencia y que a la actualidad es la forma más aproximada de obtener las — pérdidas reales.

El uso de uno u otro monograma depende mucho de la for-ma del perfil de la trayectoria.

"»Aquí mostraremos algunos de los perfiles más típicos y la forma de emplear los monombramas adecuados.

1) Espacio libre con Línea de Vista

Figura No. 2

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das por espacio libre.

En este monograma tenemos 3 columnas, de la izquierda -está graduada en kilómetros y en ella marcaremos la dis_ tancia total del enlace Dt en Kms; en la columna de en-medio, marcaremos en forma aproximada la frecuencia de operación del enlace. Una vez obtenidas las 2 marcas trazaremos una línea recta entre ambas y la prolongamos hasta la tercera columna.

Esta última columna como se puede ver, tiene 2 g r a d u a -ciones; la una referida a dipolos de 1/2 onda y la otra

referida a antenas isotrópicas.

En la práctica es imposible tener una antena isotrópica por lo cual nuestros cálculos siempre serán referidos a un dipolo 1/2 onda.

7 na vez hecha esta aclaración, podemos ahora leer las -oérdias por' espacio libre en el lado izquierdo de la tercera columna justamente en donde se intersectan la -recta trazada y la dicha columna, las pérdidas están da das en dB.

2) Espacio Libre con una Obstrucción

h

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Cuando se t iene un perfil de este tipo, dos monogramas deberán ser empleados para obtener las pérdidas totales

por propagación.

La primera de estas pérdidas será calculada con la

ayu-da del monograma de la figura No. 3 tal como si no exis

tiera dicha obstrucción. La forma de uso de este mono-grama ya ha sido descrita en el inciso anterior.

A las pérdidas anteriores, se deben agregar las p é r d i das por obstrucción, para calcular éstas; haremos uso -del monograma de la figura No. 5 el cual consta de 5 lí r.eas verticales, 4 graduadas y uno sin graduación algu-na, misma que sirve como referencia.

para hacer uso de este monograma, necesitamos calcular la altura de la obstrucción (h); para ésto se traza una línea recta entre los dos puntos a enlazar (consideran-do la altura tentativa de las torres), una línea recta entre el punto más alto de la obstrucción a uno de los ountos a enlazar y otra línea recta desde el otro punto de enlace y el pico de la obstrucción, tal como se indi_ ca en la figura N o . 4.

Una vez hecho ésto se puede medir directamente la altu-ra de la obstrucción mínima que será medida desde la 1 1 nea recta que une a los puntos a comunicar y el pico de la obstrucciíñ, ésto se encuentra indicado en la figu-ra No. 4.

Otro dato necesario para calcular las pérdidas por obs-trucción es el referente a la distancia a la cual se en cuentra dicha obstrucción. Normalmente se designa como di a la distancia más corta ^ntr<* la obstrucción y el -punto de enlace más cercano.

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di es la distancia implicada en el cálculo de las pérdi_ das, debido a la obstrucción.

El modo de empleo de dicho monograma es el siguiente :

Una vez marcadas la distancia y la altura en las l í — neas verticales correspondientes, se traza una línea --recta entre ambos puntos y se prolonga hasta intersec--tar la línea vertical de referencia (sin graduación).

De este punto de intersección, se traza otra línea rec-ta a la ínea vertical correspondiente a la quinrec-ta línea vertical en donde se pueden leer directamente las pérdi_ das sobre el lado derecho de dicha línea vertical.

De esta forma, las pérdidas por propagación se compone de las pérdidas por espacio libre más las pérdidas debi_ do a la obstrucción.

3) Espacio Libre con 2 obstrucciones :

MI

Figura No. 6

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1) Se calcula las pérdidas por espacio libre como si existiera línea de vista usando el monograma de la -figura No. 3.

2) Se calculan las pérdidas debidas a la obstrucción MI considerando, como siempre a di como la distancia -más corta a cualquiera de los puntos 'A ó B. El pro-cedimiento a seguir ya ha sido indicado en el inciso b en el cual se hace uso del monograma de la figura No. 5.

3) Se calculan las pérdidas¿debidas a la obstrucción M2 de la siguiente forma.

De Mi B se traza una línea recta, otra de MI a M2 de este a B, hecho ésto se calcula la altura H2 de la -obstrucción; se determina la distancia más corta

--(d2) de entre M 2 - Mi y Mi - B.

Con los datos obtenidos se puede hacer uso del monograma de la figura No. 5 para determinar las p é r d i -das debi-das a la obstrucción M2.

La suma de las tres pérdidas parciales nos dará la -pérdida total para un perfil de este tipo.

4) Pérdidas entre dipolos de media onda sobre tierra — plana.

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Cuando se tiene un perfil en el que se tiene un terreno "poco accidentado" tendiendo a ser plano en lugar de te r.er "picos", el procedimiento a seguir en el cálculo de las pérdidas es el siguiente.

Se calcula la magnitud de la obstrucción trazando una -línea recta de A el primer punto que toque la obstruc-cción, éste se repite para el lado de B y C hasta inter sectarse en el punto B.

La magnitud de h se considera a partir de la línea rec-ta que une A y C al punto de intersección B.

Para calcular las pérdidas totales por concepto de pro-pagación, haremos uso de los monogramas de las finuras No. 8 y 9.

1) La primera pérdida se calcula usando el monograma*' de la. figura No. 8.

Como se puede observar, este monograma consta de 5 l í — neas verticales; cuatro graduadas y una de referencia.

En el cálculo de las alturas para el empleo de este mo-nograma, intervienen varios factores; factores como la frecuencia de operación, zona de Fresnel, permitividad y conductividad del medio. Sin embargo, para efectos -prácticos se toman las alturas de las torres (más la al tura de los edificios si los hay) como las alturas de -las antenas.

Así pues; se marcan las alturas en las columnas corres-pondientes del monograma, se traza una recta entre a m — bos puntos y a partir del punto de intersección de d i — cha recta con la vertical de referencia, se traza en ki lómetros (Distancia total del enlace).

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Esta última recta se prolonga hasta la quinta columna so bre la cual, poderemos leer las pérdidas por tierra pla-na .

2) Una ves obtenidos h y di, usamos el monograma de la figura No. 9 para calcular la segunda pérdida. Mar-camos los valores de H y di en las columnas c o r r e s — pondientes de la figura No. 9, trazamos una recta en tre ambos puntos, se prolonga hasta cortar la verti-cal de referencia, a partir de este punto de i n t e r — sección, se traza otra recta sobre la cobertura gra-duada en MHz (marcan la frecuencia de operación del enlace), misma que se prolonga hasta la quinta cober tura en donde obtenemos las pérdidas en dB. debidas a la obstrucción sobre terreno uniforme ó alisado.

C) Tabla de Pérdidas y Ganancias

Para obtener la conflabilidad de un enlace, es necesario considerar todos los elementos que nos pueden producir pérdidas y ganancias. Para ésto debemos ayudarnos de -alguna tabla en la cual podamos ir colocando todos los factores sujetos de pérdidas y ganancias.

A manera de ejemplo, se incluye en este escrito una ta-bla que nos puede ser útil para nuestros propósitos, d_i cha tabla está marcada como la .figura No. 10.

Como sé puede ver dicha tabla está dividida en 5 seccio nes :

1) Datos generales de los puntos a enlazar.

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2) La segunda sección identificada.

Como línea de transmisión, sirve para colocar los tipos tentativos de torres, antenas, línea de transmisión, co nectores, potencia de transmisión y la operación asigna da a cada punto del enlace (Base, móvil, portátil ó re-petidor) .

3) La sección siguiente de pérdidas como su nombre lo indica incluye todos los posibles factores sujetos -de pérdidas. En los dos primeros renglones se coloca las pérdidas debidas a propagación, cuyo método -de cálculo han sido vistas en todas las páginas ante riores.

Absorción de Edificios : En base a datos prácticos, es_ ta absorción puede variar desde -2 dB para zonas residen ciales, -10 dB para zonas de edificios comerciales y — hasta -25 dB para lugares cercanos a edificios altos --dentro del primer cuadro de la ciudad.

Absorción de ¿árboles : Las pérdidas por este concepto, dependen del área, altura y tipo de los árboles. Si — los árboles son regulares se toman 3 dB, 5 dB si es á — rea muy densa y 7 si son pinos ó- árboles'en zonas pantanosas cuandp se operan frecuencias del orden de 150 -MHz.

Estas pérdidas deberán ser consideradas cuando la ante-na se encuentra por debajo de la altura de los árboles y aún cuando la trayectoria pasa rasante a las copas de los árboles.

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Para ésto se incluyen tablas que nos proporcionan los -datos necesarios para realizar el cálculo de dichas pér didas (Figuras No. 11 y 12).

inserción de Duplexer : Lás pérdidas por este concepto son dadas por el fabricante del mismo y dependerá bási-camente de la frecuencia de operación, de ia mínima se-paración permisible y del aislamiento requerido. Mientras menor sea la separación entre las frecuencias de -transmisión y recepción (en repetidores), se requerirá mayor aislamiento y por lo tanto; las pérdidas por i n

-serción del duplexer aumentarán.

Margen de Desvanecimiento : Como su nombre lo "indica" este factor nos permite compensar las variaciones en la magnitud de la señal debida a cambios atmosféricos, co-mo son; Temperatura, humedad, densidad, etc.,

Así por ejemplo para V.H.F. se considera un márgen de -11.2 dB, 14.3 dB para U.H.F. (450 MHz) y 40 dB para mi-croondas.

Pérdida por Desensibilización : Muchas veces, para evi_ tar interferencias, debidas a otros sistemas ó bien a -sobre enlaces, sé tiene que desensibilizar el receptor (ENSORDECER) ésto obviamente se refleja como una pérdi-da en el enlace y por lo tanto la magnitud de la desen-sibilización deberá ser convertida a dBw y considerada en la sección de pérdidas.

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una magnitud constante ya que como se dijo, dependerá -del sitio y de la hora. En ciertos lugares, a las h o — ras pico el ruido se incrementará a su máximo sin embar go; éste descenderá normalmente por la noche.

En la práctica podemos considerar una magnitud de ruido para áreas como el centro de la ciudad, del orden de 15 dB, 25 dB para zonas industriales y hasta 27 ó 30 dB pa ra zonas en donde existen plantas termoeléctricas, l í -neas de alta tensión, bombas,etc.,

Como se puede ver, una vez incluidas todas las pérdidas involucradas en el enlace, podemos sumarlas y obtener -las pérdidas totales.

4) Ganancias :

De los datos del fabricante del transreceptor y de las antenas, podemos calcular en dBw las ganancias debido a la sensibilidad y potencia del transreceptor. La ganan cia de la antena viene dada directamente en dB por el -fabricante de la misma.

5) Porcentaje de Confiabilidad :

Las ganancias menos las pérdidas nos dá el márgen de --desvanecimiento total, con este dato, nos vamos a la ta bla de la figura No. 13 para calcular el porcentaje de confiabilidad de nuestro enlace.

Como podemos ver, para un márgen de desvanecimiento de 10 dB, tenemos una confiabilidad de 90% para 40 dB de -márgen de desvanecimiento.

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ción de voz, se requiere un 90% como mínimo para consi-derar bueno el enlace, sin embargo, cuando se trata de

transmisión de datos, es necesario un 9 9 . 9 c o m o míni-mo .

Aparte de los factores ya mencionados dentro del diseño de un sistema, deberán ser considerados algunos otros como son : Patrón de Radiación de las antenas, u b i c a -ción de las mismas sobre la torre ya que de éste depen-derá la forma en la que se modifique dicho patrón.

Otro y muy importante factor a ser considerado es el so bre enlace principalmente entre repetidores, ya que

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»'e se : •• P 01. Y E 7 T L E. N 0

E:~PU.m.A6O

Foa rr ? 1 e x 7/8"

-0.3 j

j 0 . 7

\

t

1.3 se re

con-i er.d.i

<

H e l i a x H 5

7/8" . 0 . 2 5

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C

"

5

0 . 8 8

1.3

< Stvroflex

7/5" 0.25

|

0

"

6

1.1 1.5

RELLEN'O CE A I R E

O DE G A S .

Spi re-Line /,

7/8" 0 . 2 5 ] 0.51 0.91 1 . 4 3

RELLEN'O CE A I R E

O DE G A S .

Airi ine 740 0 . 2 5 ! 0.54 1. 0 1.6

A i r l i n e 738 0.1 5 0 . 4 6 o . e 1 .28

(31)

TIPO DE CONECTOR PERDIDA A: 15Ó MH

z-OBSERVACIONES.

UG2 *B/U -0.167.DB. CONECTOR "V" MACHO.

P1.2S9 -0-273 DB. CONECTOR MACHO.

UG88/U -0.325 DB- CONECTOP "B MC" MACHO.

4-4 A P 0.135 DB. PARA FHJ4-50B MACHO.

. 44AÜ _0.135 DB. PARA Ï--HJ4-50B HEMBRA.

(32)
(33)

III. NORMAS PARA LA SELECCION DE FRECUENCIAS

Esta información presenta una sinposis de los f a c t o — res que deben considerarse al elegir las frecuencias operantes en determinados enlaces (equipos).

El criterio que a continuación se expone, no es único y dependerá del ingeniero a cargo del sistema, el -fluctuar ciertos parámetros debiendo lograr el mismo

— -L - 1 .

Inicia Intente, estableceremos la diferencia existente entre interferencia e intermodulación, dado que f r e — cue.ntemente estos términos son similar izados errónea-mente .

Con este paso entraremos al estudio de las separacio-nes que deberán tener entre sí las frecuencias trata-das y con éllo poder establecer la operación de algu-nos implementos de filtraje y atenuación, tales como: separación entre antenas, duplexers, circuladores, ca vidades, etc.,

Por último, se analizarán algunos casos específicos -oara corroborar lo expuesto anteriormente.

A) INTERFERENCIA / INTERMODULACION

Al hablar de interferencia deve mencionarse en primer lugar el concepto de selectividad de un receptor.

(34)

C ob

3c áb

FE.

{

-}

u ?0

V

Esta gráfica nos muestra la curva de selectividad del equipo y nos da la relación de atenuación

directamente proporcional al distanciamiento de la frecuencia -central.

üna interferencia se produce cuando un canal adyacen-te no logra ser aadyacen-tenuado adecuadamenadyacen-te por nuestro re ceptor, como vemos en la figura siguiente :

Fe \ Fe _ i

i — ; o

A

-. Fe. 1 V 'C^ :

Y en una situación más crítica :

(35)

En este caso la franja azul muestra una interferencia que se inicia en -20 dB, y que muy posiblemente afec-tará la recepción de f .

podemos establecer siete diferentes tipos de interfe-rencia divididas en dos clases :

a) Inteferencia por propagación y operación

1. Canal adyacente 2. Por reflexión 3. Captura de FM

4. Selectividad del receptor

b) Interferencia de ruido

1. Natural 2. Transmisor 3. Impulsada

a) Interferencia por propagación y operación

i

1. Interferencia por canal adyacente :

Este tipo de interferencia se presenta en áreas metropolitanas con congestiones extremas de

ca-nales produciendo efectos perniciosos en los en laces de dos vías.

(36)

2. Interferencia por reflexión ionosférica

Esta interferencia es típica en los sistemas que o peran en la banda baja (25 54 MHz) y puede o c u -rrir con señales transmitidas a cientos de millas de distancia.

Estas interferencias son producidas por la r e f l e — xión que provoca la ionósfera en esa banda y super pone una frecuencia de otro lugar remoto, ó país -extranjero, a la misma que puede estar operando en un punto determinado en nuestro territorio.

Es por esta razón que se detectan frecuencias pro-venientes de Estados Unidos, principalmente en el Norte de México.

Las soluciones propuestas son idénticas al inciso número 1.

3. Efecto de captura

Las comunicaciones FM presentan un fenómeno que se conoce por efecto de captura donde la señal más in tensa de varios canales adyacentes suprime completamente la señal débil, siendo esta señal propia -de un usuario -de canal adyacente. Sin embargo, —

las unidades móviles operantes en una área m a r g i — nal del sistema tendrán de la misma forma una s e — nal más fuerte para los usuarios de canal

adyacen-te.

Esta interferencia puede reducirse únicamente si -/

(37)

4. Selectividad del receptor

Mientras que el efecto de captura ofrece alguna — protección contra interferencia de canal adyacente

la selectividad d e l receptor proporciona protec -ción contra interferencias fuera d e l canal, el pro cedimiento para corregir esta interferencia es pro ducir un angostamiento de la señal deseada median-te un filtro ubicado entre la anmedian-tena y el receptor.

Las interferencias de la clase b(ruido) no serán analizadas por ser de conocimiento general y quedar al -m á r g e n de nuestros propósitos. Los equipos MICOR lie van protección de fábrica contra dichas interferen -cias (Squelch)

Intermodulación

Hay dos tipos de intermodulación que pueden presentar se en un sistema.

a) Intermodulación generada por transistores y m a n i -festada por receptores.

b) Intermodulación generada en un receptor.

(38)

En la figura se muestran dos transmisores y un recep-tor, esta intermodulación opera de la siguiente forma.

La frecuencia Fl, logra acoplarse en la antena del — transmisor 2, llegando hasta el amplificador de poten cia donde se récombina con F 2 en la expresión 2F1-F2 simultáneamente la señal F2 se acopla en el amplifica dor de potencia del transmisor 1 generando una señal 2F2 - Fl.

Estas expresiones son productos de intermodulación de tercer orden.

(39)

cualquiera de los productos de intermodulación de ter cer orden (ó de orden superior) se producirá una i n

-terferencia en dicha frecuencia.

Obviamente, los sucesivos productos de intermodula -ción de '5o, 7o, n° orden irán decreciendo

-en amplitud de -energía (coefici-entes de Bessel).

El producto de intermodulación de 5o orden se estable

cerá de la combinación de Fl y F2 en la siguiente for ma :

Los sucesivos órdenes (del 7o en adelante) poseen un

nivel de energía inferior al nivel mínimo de d e t e c ción del receptor, excepto en el caso de t r a n s m i s o res de radio comercial que pueden en un momento d e -terminado generar un producto de 7o orden p e r c e p t i

-ble en el receptor interferido.

b) La intermodulación generada en el receptor tiene lugar exactamente en el transistor del paso amplifi-cador de RF, inmediatamente después de la antena.

(40)

La solución en ambos casos consiste en un filtraje rae diante circuladores y cavidades que serán explicadas posteriormente.

A s í pues, en caso de detectar la presencia de una fre cuencia extraña al sistema deberá analizarse que cau-sas la producen y como deberá suprimirse.

En el caso de tener que preveer que ello no ocurra, -tendrán que considerarse otros factores en la elección de frecuencias además de los mencionados.

B. A n á l i s i s de Separación en Frecuencia

Cuando el usuario debe asignar frecuencias a un enla-ce determinado debe considerar los siguientes puntos:

1. Conocimiento del equipo

(41)

En primer lugar se analizarán las características de un equipo base y la separación de canales.

Se especifica en los manuales MICOR que la separación entre canales deberá de ser de 20 KHz, éllo relativo a los 2, 4, u 8 canales que pueden operar en los equi^ pos base.

En el momento que se hable de un repetidor dicha sepa ración de 20 KHz deberá ser ignorada.

Un repetidor, sea cual fuere su función u operación

-/

(RT, RA ó acoplado por un canal de audio) es vulnera-ble a efectos de retroalimentación.

Para evitar esta retroalimentación se procede a dar u na separación mínima que corrige dicho defecto. Esta separación es de 500 KHz., usando un duplexer cuando se utiliza una sola antena. Si se desean dos antenas el efecto del duplexer se substituye por la separa -ción vertical en la torre de las mismas.

Esta separación de antenas, es proporcional a la ate-nuación deseada de una frecuencia con respecto a la o tra, variando de 6 a 27 metros para una atenuación de 30 a 50 decibeles respectivamente.

(42)

X METROS ATENUACION

6 metros 3 0 dR

10 metros 1 3 5 dB

15 metros 40 dB 20 metros 4 5 dB 25 metros 50 dB

Las curvas y características del duplexer se anexan a este manuscrito.

En el caso de utilizar dos antenas la separación de -ellas, será menor a medida que la diferencia entre — las frecuencias sea mayor.

(43)

En el caso de existir móviles y repetidor, se recomien da una separación constante de 500 KHz entre los cana les de forma que en cuatro canales exista una separa-ción de 1.5 MHz de Fl a F4.

pi f'-4.

5 0 0m i MkHZ 5-Óoiui

Se anexa la información pertinente a los circuladores y cavidades que en un momento determinado pueden ser de interés para el filtraje de a l g u n a frecuencia dese

ada o no.

Resumen :

A continuación se da una relación de los pasos que de berán seguirse para establecer las frecuencias a un

-sistema de radio enlace suponiendo un -sistema de dos canales.

( Ver figura No. 1)

Una ves establecida la separación de las frecuencias, es necesario determinar que frecuencias dentro de la banda de 40 - 5 0 MHz serán utilizadas para evitar in-termodulación ( 4 canales ).

Según la primera sección del manuscrito debe lograrse que entre : Fl, F2, F3 y F4 no existan productos de intermodulaciones; el procedimiento para lograrlo es realizar los sucesivos cálculos de 3o y 5o orden, y

(44)

I

3er. Orden

2F1 - F 2 Ó 2F2 - Fl ¥ F3, F4

2F1 - F3 Ó 2F3 - Fl to F4 2F1 - F4 ó 2F4 - Fl

á

F2, F3

2F2 - F3 ó 2F3 - F 2 * Fl, F4

2F3 - F4

o

*

2F4 - F3 * Fl, F 2

2F2 - F4 Ó 2F4 - F 2 / Fl, F3

5o Orden

3F1 - 2F2 6 3F2 - 2F1 í F 3 , F4

3F1 - 2F3 ó 3F3 - 2F1 ¿ F2, F4

3F1 - 2F4 6 3F4 - 2Fl ¿ F2, F3

3F2 - 2F3 ó 3F3 - 2F2 ¿ Fl, F4

3F2 - 2F4 6 3F4 2F2 ¿ Fl, F3

> ' 3F3 - 2F4 6 3F4 - 2F3 ¿ Fl, F 2

i . ' .. •

D E T E R M I N A C I O N COMPRENSIBLE D E L RANGO DE COMUNICACIONES

MOVILES

G E N E R A L ,

Este nuevo método de predecir comunicac.ión móvil,

in-cluye variables que se habían abandonado en técnicas

previas usadas por personal de ventas. El intento de

este esquema nuevo es el de prevenir también las

pre-dicciones conservativas en áreas donde variables t a —

les como : árboles, colinas, etc., no son de rango im

peditivo, y para cesar a predicciones liberales t a m —

bién donde estas variables reducen considerablemente

la covertura. La precisión del resultado es incremen

tada. •

(45)

ingeniería convertida al lenguaje simple de todos los días. En la hoja de trabajo adjunta son incluidas —

instrucciones para el uso de éste método. Los párra-fos siguientes explican con más precisión las varian-tes de esta hoja de trabajo. Para mayor precisión es tudie las descripciones cuidadosamente. E x p l i c a d o — nes tales como cual es la densidad de los bosques, có mo medir pérdida causada por colinas, etc., se

(46)

POTENCIA DE TRANSIS ION

La potencia de salida en watts se obtiene de las especificaciones del transmisor. Interpole para obtener valores de wataje que ca-en ca-entre los niveles intermedios de la tabla.

Potencia del Transmisor Potencia del Transmisor

W A T T S DE P O T E N C I A

R E F E R E N C I A (DBW)

i—•• -1 (100 m W )

- 10

i

' ¡

. 7 - 2

1 0

2 3

r-3

! 5

4 6

5 7

A . 8

8 9 1

10 10 •

12 11

15 12

18 13

2 5 14

30 15

40 16

50 17

60 18

80 19

100 20

120 21

250 24

330 25

375 26

50Q %2 7

(47)

GANANCIA DE ANTENA

Use las especificaciones proporcionadas por el fabricante para todas las antenas de estación base. Estos valores están dados -en decibeles (db).

Las antenas móvil de tipo látigo tienen un valor promedio de -tres decibeles por debajo del valor de un dipolo perfecto, se ne cesita usar -3 para este tipo de antena. La ganancia de antenas móviles está relacionada a las míviles tipo látigo. Por lo tan-to, tres (db) debe ser restado de las especificaciones de

fábri-ANTENAS

Antenas para Estación Base Usar Especificaciones del

Fa-bricante .

Antenas para Móvil tipo Látigo 3 dB

Antenas de Ganancia para

Mívi-les . Especificaciones

te menos 3

del Fabrican

(La ganancia de las Antenas al Látigo de los Móviles.)

lóviles está referida con respecto

NIVEL PRINCIPAL AL LADO

P O R T A T I L E S

' i ' ' • . . . -i í •

P O R T A T I L E S

' i ' ' • . . . -i í •

40 MHZ 150 MHz 450 MHz 40 MHz 150 MHz 450 MHz

Antena Látigo - 8 - 7 - 15 - 14 - 13

Antena Telescópica

• .

- 8 - 7 - 14 - 13

Antena Telescópica Cer . rrada

- 42 - 2 7 - 48 - 33

Antena Heliflex - 10 - 10 - 19 - 14

Antena para Micrófono Remoto

i

Pagers

i - 9

- 38 - 22

- 13

(48)
(49)

S E N S I B I L I D A D E F E C T I V A D E L R E C E P T O R

La mayoría de los receptores son degradados en sensi-bilidad por ruidos eléctricos generados por líneas de

energía eléctrica con malas conexiones, sistema vehi-cular de encendido, etc., Los valores dados han sido obtenidos de numerosas mediciones de este tipo de de-gradación. Son mostrados como decibeles de señal re-cibida sobre ó abajo de un microvolt. Son valores tí picos de 150 y 450 MHz, y con una exactitud de un 90% de los sistemas existentes.

La desensibilización de un receptor de banda baja va-ría también ampliamente para determinación sin m e d i — ciones a la vista. Estos valores son dados únicamen-te por rango de aproximación. Deberán hacerse m e d i — ciones de desensibilización del receptor con T aisla-da en el sitio propuesto para la torre. Antes que — los rangos adecuados sean efectuados. Esta sensibili dad efectiva medida del receptor puede ser usada en

-lugar de los valores proporcionados por la tabla. Un valor de 0 en la tabla de sensibilidad efectiva del -receptor igual a 1 microvolt. Cada vez que el valor de la sensibilidad se duplica ó se divide a la mitad de un microvolt, suma ó resta 6 (dB) de el número 0 -que representa 1 microvolt. Una sensibilidad efecti-va de receptor de 4 microvolts sería -12 (dB).

(50)

S E N S I T 1VI D A D E F E C T I V A D E L R E C E P T O R

dB - D E S D E U N M I C R O V O L T

B a n d a de F r e c u e n c i a U r b a n o s ( C i u d a d ) .

S u b - U r b a n o s

y P o b l a d o s R u r a l

Banda B a j a Vea n o t a # i

P r o m e d i o - 1 4

P r o m e d i o - 1 0

P r o m e d io - 6

Banda A l t a

Vea n o t a # 2 - 6 0

+ 2 !

Eanda de 4 5 0

Vea n o t a # 2 0 + 2

+ 4

N O T A S :

|r Medidas de campo en sitios p r o p u e s t o s y valuación de ingeniería necesaria

para Banda B a j a .

2.-Coracteristicas t í p i c a s a p l i c a b l e s a l o m a y o r í a de los s i s t e m a s .

3.-Use + 6 dB para todas las antenas de p o r t á t i l e s .

(51)

I

PERDIDAS POR AREAS FORESTALES

La tabla de valores de pérdidas por áreas forestales se refieren a arboledas en la cercanía de la unidad -móvil. En torres que tienen árboles cerca reste a la altura actual de la torre la altura de los árboles en las bandas de 150 y 450 MHz. Los árboles no afectan la altura eféctiva de la torre en ninquna extensión -en la banda baja de (40 MHz).

La tabla de densidad de áreas forestales están defini_ das de la siguiente forma :

Areas Forestales con Poca Densidad Arboles s e p a r a -dos a gran distancia. Esta separación permite más — del 7 5% de visibilidad entre éllos. '

Mediana - Visibilidad en su mayoría bloqueada. Típico en árboles que se encuentran en suburbios y pueblos.

Denso - Areas madereras. Forestales y boscosas. Visi-bilidad entre árboles completamente bloqueada por troncos de árboles.

Pinos y Arboles de Zonas Pantanosas Estos valores -son aplicables para únicamente pequeños grupos de ár-boles, si la unidad móvil se encuentra entre éllos ó detrás.

(52)

1

*

I

PERDIDAS EN A R E A S F O R E S T A L E S .

T I P O DE F O L L A J E 4 0 M H z

1 5 0 M H z

4 7 0 M H z

Sin arboles 0 0

P

A r b o l e s r a l o s 0 0 - 2

A r b o l e s r e g u l a r e s - 1 - 3 - 6

A r b o l e s d e n s o s - 2 - 5 - 1 0

Pinos o' o r b o l e s de

z o n a s p a n t a n o s a s . - 3 - 7 - 2 5

PERDIDAS DE OBSTRUCCION

Edificios - Los valores de la hoja de trabajo son a-plicables para vehículos y portátiles que están en el interior del edificio se referirá a las evaluaciones y recomendaciones de ingeniería.

(53)

1

I

5

Colinas - Las tablas de la hoja de trabajo se aplican a montañas que no están cerca del lugar donde se e n cuentre la torre. Para determinaciones precisas de -alturas de colinas referirse a mapas topográficos. Las distancias en pies de la cima de la colina a lo -más bajo del valle son proporcionados en la tabla de alturas. Los valores dados son para un 90% del área total de covertura y 50% del área detrás de la colina 5 cordillera. Para colinas cercanas a la torre y que emergen sobre el nivel de la base de la torre, redu-- , cir la altura de la torre por la altura de las c o l i — ñas.

No agregar árboles, edificios y colinas en lo alto de uno y otro, a menos que se proporcionen simultáneamen te. Su efecto neto es a menudo requerido en aproxima

P E R D I D A S POR O B S T R U C C I O N :

Agregue perdidas por Edificios y Colinas para obtener

la perdida t o t a l por o b s t r u c c i ó n .

P E R D I D A S POR E D I F I C I O S .

4 0 M H z

1 5 0 M H z

4 7 0 M H z

A r e a s R e s i d e n c i a l e s - 2 - 2 - 2

E d i f i c i o « C o m e r c i a l e s - 1 0 - 1 0 - 1 0

Cerca y por o t r o s de

E d i f i c i o s a l t o s en «1

P r i m s r C u a d r o .

(54)
(55)

\ \

¡ 1 0 2 0 1 s i o

-37742

O l O l I.W

Mû)tn lOliO 4J CO «S U r-4

CJ TJ O

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(56)

*

Diversos

A la mayoría de estos tipos los dispositivos son aplica bles. Para una precisión mayor referirse a las especifi caciones del fabricante.

M I S C E L A N E A .

( U S E L A S E S P E C I F I C A C I O N E S D E L F A B R I -C A N T E , D E S E R P O S I B L E )

4 0 M H z

1 5 0 M H z

4 7 0 M H z

D u p l e x e r s - 1 - 1

C l r c u l a d o r e s ( 2 ) - 1 - 1

F i l t r o s o C r i s t a l 0 - 2

C a v i d a d e s ( c / u ) - 1 - 1 - 1

S 2

-D I B U J O :

(57)

U T I L I Z E LA ALTURA DE LA TORRE SOBRE E L PROMEDIO DE MONTANAS ARBOLES Y E D I F I C I O S ,

A L T U R A

(58)

A L T U R A D E T O R R E .

wi_ U T I L I Z E L A ALTURA DE L A

TORRE SOBRE E L PROMEDIO DE MONTAÑAS, ARBOLES Y EDIFICIOS.

(59)
(60)

C L I E N T E

D I R E C C I O N

C I U D A D E S T A D O

U B I C A C I O N DE LA A N T E N A

A L T U R A DE LA A N T B N A P R O P U E S T A

A L T U R A DE L A T I E R R A S O B R E E L N I V E L DEL M A R E N LA U B I C A C I O N M E T R O S .

L U G A R - L A T I T U D L O N G I T U D

R E P R E S E N T A N T E : V . .

H O J A DE T R A B A J O P A R A C 0 3 E R T U R A DE M O V I L E S . C I R C U L E LOS N U M E R O S

A D E C U A D O S EN LAS G R A F I C A S 1 H A S T A LA 8 Y T A B U L E A C O N T I N U A C I O N .

A B A J O C O L O Q U E LOS N U M E R O S N E G A T I V O S ( - ) EN LA C O L U M N A N E G A T I V A

Y LOS N U M E R O S P O S I T I V O S (+) E N LA C O L U M N A P O S I T I V A .

F R E C U E N C I A M H z P O S I T I V O (+) N E G A T I V O (-)

I P O T E N C I A D E L T R A N S M I S O R • '. • . ... " -: •

II A - G A N A N C I A DE G A N T E N A P A R A

E S T A C I O N B A S E _ ,

B - G A N A N C I A DE A N T A N A M O V I L

( + ) O P E R D I D A ( - ) : ,

III P E R D I D A EN L I N E A DE T R A N s k l

-S I O N

T I P O L O N G I T U D . "

IV S E N S I T I V I D A D E F E C T I V A D E L RE

C E P T O R :

V P E R D I D A P O R F O L L A J E

VI P E R D I D A P O R O B S T R U C C I O N

C O L I N A S E D I F I C I O S

V I I C O N D U C T I V I D A D DEL T E R R E N O

V I I I M I S C E L A N E A

• ;.'••• ;, A • - ... ' B=

B

R E S T E B DE A. P A R A O B T E N E R C.

I C H A G A C N E G A T I V A SI B E S M A Y O R

Q U E A .

(61)

-V. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RADIOCOMUNICACION RADIOTELEFONICO PRIVADO.

i. OBJETIVO DEL SISTEMA.

Se iequiere un sistema de radiocomunicación en la banda de H F o banda baja,para comunicar San Luis Potosí con unidades móv i les e s t a c i o n a d ^ en Cerritos, San Pedro de ^ s Hernández y

Tablas- en donde siempre se comunicaran con su estación central San Luis Potos! o ésta con sus unidades móviles estacionadas.

No se requiere comunicación en el trayecto de sus carrete-ras, solamente de punto a punto.

27 ANTECEDENTES.

Los datos que se tomaron en cuenta V * ™ ^ * ^ ^ ™ " d e l

proyecto, fueron proporcionados por el Sr. Sergio Gardea G.

3 r DESCRIPCION DEL SISTEMA.

ar)ESTACION CENTRAL SAN LUIS POTOSI.

Esta estación cuenta con un equipo base de dos ca-nales operada a control remoto la cual fuciona de la siguiente manera:

Canal N°- 1 ( T1-R2 ) .

Por medio de éste canal tienen comunicación a tra-vés de el repetidor de Caballos con sus pozos --(Cerritos, San Pedro de los Hernández, Tablas.). Canal N2 2 ( T2-R2 ).

a

t i d o r Y no quedar se así sin comunicación total

--mensionando que solo es para comunicación local u nicamente.

b f, MOVILES E S T A C I O N A D A S ^ E R R I T O S , SAN PEDRO HDZ Y

petas unidades móviles están equipadas con dos ca-niles que operan de la siguiente forma:

Canal N« 1 ( T1-R2 )

j. pete canal tienen comunicación a travTs d í e ? repetidor de^Caballos con su estación

-central San Luis Potos!.

(62)

-Canal N- 2 ( T2-R2 ).

Por m e d i o de éste canal tienen c o m u n i c a c i ó n local con sus m ó v i l e s en caso de t e n e r l a s , siendo este un canal de emergencia en caso de d e s p e r f e c t o del

repetidor y no quedarse así sin c o m u n i c a c i ó n to-tal, comunicándose entre los pozos sin la necesi-dad del repetidor y m e n s i o n a n d o que solo es para c o m u n i c a c i ó n local ú n i c a m e n t e .

NOTA IMPORTANTE:

Se hace imperativo emplear t o r r e s en los p o z o s de P ^ f o r a ción dando a que la torre de p e r f o r a c i ó n esta sugeta a altas-v i b r a c i o n e s y m o altas-v i m i e n t o s a la hora de la p e r f o r a c i ó n , por lo

tanto no se recomienda la instalación de la antena en ese l u -gar .

4T R E Q U E R I M I E N T O S DEL SISTEMA.

Este sistema fué diseñado para c o n d i c i o n e s n o r m a l e s de ins t a l a c i ó n , es d e c i r :

a O Considerando una distancia m á x i m a a p r o x i m a d a

en-a > ) tre las torres y los equipos de r a d i o C i n c l u y e n ,

do las m ó v i l e s e s t a c i o n a d a s ) de 15 m t s .

b r ) Espacio suficiente p a r a la instalación de las to-rres .

c O Nuestro cliente deberá solicitar el permiso de --instalación en el repetidor.

la ^ c a s e t a s6 en r S t S ^ V . ' r S S d S ^

en e? lugar d e i n s t a l a c i ó n sugerido por M o t o r o l a -de M é x i c o S.A.

de no contar con ésta c o n d i c i o n .

(63)

CONCLUSIONES

En caso de alguna modificación o ampliación al sistema, Motorola de México S.A. está en la mejor disposición de p r o -porcionar todo el soporte técnico requerido.

NOTA.

Este enlace nn recomendado en banda baja por su baja confiabilidad obtenida en nuestros cálculos, ya que se t e n -dría que utilizar de igual forma que en V.H.F.un repetidor.

(64)
(65)

A N T E N A OMNI" 3DB 2MFM"

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ANTENA OMNI

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P E R D I D A POR R U I D O

LONGÍTUD D E LA TRAYECTORIA

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