Conceptos tecnicos basicos , Valencia 2006

1. Encuentro de radios libres 15 y 16 abril 2005 Valencia
1 Radiocomunicaci´ n
o
La Radiocomunicaci´ n se define como la telecomunicaci´ n realizada por medio
o o
de ondas electromagn´ ticas. Y la telecomunicaci´ n nos referimos a la emisi´ n,
e o o
transmisi´ n y recepci´ n de todo tipo de se˜ ales, signos, escritos, im´ genes, sonidos
o o n a
por cualquier medio: hilo, radio, medios opticos, y otros medios electromagn´ ticos.
´ e
La transmisi´ n a trav´ s del espacio libre sucede cuando las ondas electromagn´ ticas
o e e
se propagan a trav´ s de este esp` cio a frecuencias inferiores a 3000 GHz.
e a
Las se˜ ales de Radio, TV, Radar, Sat´ lites,...tienen unas bandas de frecuencia de
n e
uso en el espacio radioel´ ctrico:
e
Banda rango unidades uso
LF 30-300 KHz Radiofaros
MF 300-3000 KHz Radio AM
HF 3-30 MHz Radio onda corta
VHF 30-300 MHz Radio FM, TV
UHF 300-3000 MHz TV, LAN, GSM, GPS
SHF 3-300 GHz Radar, Sat´ lite, LDMS
e
EHF 30-300 GHz Radar
Las frecuencias se pueden definir en t´ rminos de longitud de onda (metros),
e
que estar´ totalmente relacionado con las dimensiones de las antenas que debe-
a
mos utilizar, distancias entre antenas en caso de hacer agrupaciones (arrays).
La longitud de onda se define como:
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siendo la velocidad de propagaci´ n
£ o
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y la frecuencia.
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Por ejemplo, para FM, que cubre la banda de 88 a 108 MHz tenemos longitudes
de onda que van de 2.78 a 3.41 metros.
2 Limitaciones comunicaciones radio
Todos sabemos las ventajas de la radio FM, el uso extendido de esta tecnolog´a y
ı
toda la pesca... pero y las desventajas?
! Ancho de banda - Interferencias - El espectro radioel´ ctrico est´ total-
e a
mente saturado, sobretodo en grandes ciudades. El pisarse una radio a otra,
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suele ser ya com´ n y las grandes corporaciones nos perjudican a golpe de
u
Kilowatio.
! Obst´ culos orogr´ ficos - Seg´ n la localizaci´ n de nuestras antenas y zona
a a u o
donde queramos emitir, tendremos limitaciones, seguro que en alg´ n lado o
u
otro nos escuchar´ n mejor o peor. Para ello hay que dise˜ ar bi´ n el sistema
a n e
radiante para tener una buena cobertura.
! Energ´a - Alimentaci´ n - Necesitamos energ´a para hacer funcionar todo
ı o ı
el tinglado, en el mismo lugar de emisi´ n.
o
3 Principales elementos de una radio FM
A parte de todos los micros, ced´ s, ordenadores, mesa de sonido, monitores,...tenemos
e
una serie de elementos que conectados en cadena har´ n que estemos emitiendo por
a
la FM.
De la Salida de audio de la mesa
|
V
Compresor de audio
|
|
V
Excitador de FM
|
|
V
Emisor de FM
|
| )
V ))
Antenas----------))) ONDAS FM
))
)
Esta configuraci´ n correspondr´a a una emisora que emite en FM desde el propio
o ı
estudio de emisi´ n. Si el lugar de emisi´ n de FM estuviera a unos km de distan-
o o
cia del estudio, habr´a que dise˜ ar un radio-enlace, para ello necesitar´amos m´ s
ı n ı a
2

3. Encuentro de radios libres 15 y 16 abril 2005 Valencia
equipos de radiofrecuencia y antenas directivas (m´ s adelante lo veremos).
a
Analicemos ahora cada elemento del dise˜ o
n
3.1 Compresor de audio
Se coloca entre los modulos de audio (mesa de mezclas) y modulos de radiofre-
cuencia(excitador, emisor, antenas). Su misi´ n es reducir la se˜ al de las se˜ ales
o n n
m´ s fuertes (saturaciones) y aumentar las se˜ ales d´ biles (volumen bajo). Mejora
a n e
la calidad del audio y es muy importante dentro de la cadena de emisi´ n para tener
o
una buena calidad. Si aqu´ el audio es de mala calidad, la emisi´ n por FM ser´
ı o a
pues mala.
3.2 Excitador de FM
Primer elemento de la parte de radiofrecuencia. Modula la se˜ al de audio que
n
va de (0 a 20 KHz) a la frecuencia de FM que nosotros elijamos (entre 88 y 108
MHz). Es decir trasladamos a la frecuencia de FM toda nuestra se˜ al de audio.
n
El ancho de banda que ocupar´ nuestra se˜ al ser´ 200 KHz (transmisi´ n mono) o
a n a o
400KHz (transmisi´ n est´ reo).
o e
Qu´ es modular?
e
Modulaci´ n es la alteraci´ n de la frecuencia y tambi´ n es una codificaci´ n.
o o e o
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La potencia de la se˜ al de FM que da el excitador suele ser de unos 20 Watios,
n
suficientes para que el emisor pueda ”trabajar” y amplificar la potencia.
3.3 Emisor de FM
Se encargar´ de amplificar la se˜ al subministrada por el excitador y mandarla a
a n
los antenas. Tanto los cables de interconexi´ n entre equipos de radiofrecuencia,
o
como los conectores, tienen que ser de radiofrecuencia y que tengan muy pocas
p´ rdidas (MUY IMPORTANTE).
e
3.4 Antenas
Las antenas son los elementos que se encargar´ n de radiar nuestra se˜ al de FM.
a n
Las antenas de FM de longitud
tienen una impedancia de 75 ohmios. Por lo
¡
que el cable de radiofrecuencia tiene que ser para esta impedancia.
El cable utilizado entre emisor y antena tiene que tener muy pocas p´ rdidas, es
e
grueso, no conviene doblarlo ya que cambiar´as la impedancia y tendr´as reflexi´ n
ı ı o
de la se˜ al. Que implicar´a tener reflexiones de se˜ al, que os pod´ is cargar el
n ı n e
emisor de FM !!!.
Imaginaros ten´ is una ca˜ er´a de agua de 30 cm de diametro, al final de esta, la
e n ı
empalm´ is con una de 10 cm, si la ca˜ er´a de 20 va a tope, la ca˜ er´a de 10 no
a n ı n ı
podr´ aguantar y acabar´ rebentando todo.
a a
Pues la idea es la misma, si ten´ is reflexiones de potencia en los empalmes entre
e
antena y cable, o emisor y antena, os pod´ is cargar el emisor. Para evitar esto, una
e
vez hecho el montaje conviene hacer unas medidas para saber que todo est´ bi´ n.
a e
La relaci´ n de onda estacionaria (ROE) es el cociente entre el valor mayor y menor
o
de amplitud de onda:
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¥ £ ¡ ¨
© § (2)
§
El coeficiente de reflexi´ n (CR) se puedea obtener a partir de la ROE c´ mo:
o o
¤¢
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£
© (3)
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Lo ideal es que no haya reflexi´ n
o
¢
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, entonces el valor optimo de
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Normalmente las antenas tienen valores de entre 1.05 y 1.2.
El cable m´ s usado suele ser este:
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5. Encuentro de radios libres 15 y 16 abril 2005 Valencia
Tipo de cable Atenuaci´ n 100 metros a 100 MHz Precio (euros/metro)
o
CELFLEX 7/8 1.23 dB 13.8
1 dB es un decibelio. Para que os hag´ is una idea, perder 3 dB significa di-
a
vidir la potencia entre 2. Es decir, cuanto m´ s corto el cable mejor, pero el cable
a
bueno!!! Tambi´ n habr´ que usar los conectores adecuados.
e a
3.4.1 Tipos de antenas
Nuestra elecci´ n de antenas vendr´ determinada por el lugar de emplazamiento
o a
de estas. Si queremos emitir en unas direcciones concretas, eligiremos antenas di-
´
rectivas, si queremos emitir en todas las direcciones, antenas omnidireccionales.
Tambi´ n se caracterizan por el tipo de polarizaci´ n (horizontal, vertical, circular),
e o
esto est´ relacionado en de que manera se radia el campo el´ ctrico.
a e
El diagrama de radiaci´ n nos deja claro en que direcciones rad´as la se˜ al,
o ı n
veamos algunos ejemplos.
Antena Omnidireccionas (radiaci´ n en todas direcciones) - Ejemplo Dipolo
o ¡
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Antena direccional (radiaci´ n en direcciones concretas) - Ejemplo Agru-
o
paci´ n de dipolos
o
Seg´ n el area que queramos cubrir, podemos hacer agrupaciones de antenas,
u ´
una directiva en una direcci´ n, otra en otra direcci´ n y as´ cubrir zonas sin des-
o o ı
perdiciar potencia. Imagin´ os que tenemos una monta˜ a justo detr´ s y estamos
a n a
pegados a ella, pues no tiene ning´ n sentido emitir en esa direcci´ n, estamos
u o
tirando Watios all´ donde no hay gente que nos escuche, malamente!
a
Si elegimos hacer agrupaciones de antenas tendremos que comprar un repartidor,
reparte la se˜ al que viene del cable del emisor, a los cables que vayan a las difer-
n
entes antenas. Un repartidor de dos salidas (para dos antenas) suele valer unos
600 euros, eso s´, te garantiza que se pierde muy poca potencia y que no hay
ı
reflexiones. La distancia de separaci´ n entre antenas
o
4 Radioenlaces
A veces, el estudio de emisi´ n y el emisor FM est´ n situados en localizaciones
o a
diferentes dentro de una ciudad o zona. Para ello, se dise˜ an radioenlaces, conex-
n
iones de radiofrecuencia con antenas directivas entre los dos recintos a otras ffre-
cuencias diferentes a FM.
Har´ n falta nuevos equipos: emisor radioenlace, antena emisor radioenlace, an-
a
tena receptor radioenlace y receptor radioenlace.
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5 La r` dio digital (lo que viene)
a
El sistema que se propone se llama DAB (Digital Audio Broadcasting) ”Radiodi-
fusi´ n de se˜ ales de audio de forma digital”.
o n
Se trabajar´ con dispositivos digitales: chips, conversores Anal´ gico/Digitales,...,
a o
y se trabajar´ con se˜ al digital (ceros y unos). As´ que nos tocar´ cambiar nuestros
a n ı a
sistemas de emisi´ n. Mejorar´ la calidad de recepci´ n (no habr´ que conectar la
o a o a
cadena de water como antena, vamos). La calidad de la se˜ al que se manda es
n
calidad de CD (44000 muestras/segundo).
Las frecuencias de emisi´ n tendr´ n un ancho de banda de 1.6 MHz, podr´ n caber
o a a
6 emisoras de radio emitiendo en est´ reo. IMPORTANTE: 6 emisoras emitiendo
e
desde un mismo emisor!!!
Las bandas de frecuencia que se utilizaran en principio ser´ n:a
! De ©§¥£¡
¦ ¤ ¢ a §¨£¦
¦ ¤ ¢ para radio digital terrestre.
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¦ ¤ ¢ © a
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¢ © para radio digital v´a sat´ lite.
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Pero lo importante, ya existen receptores digitales, de momento muy caros,
que es lo que est´ retrasando a esta tecnolog´a como a muchas otras. De momento,
a ı
nos queda exprimir a la FM por donde podamos, pero tenemos que ir pensando en
estos temas.
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