SISTEMAS RADIOELÉCTRICOS

Transcripción

1 Sistemas Radioeléctricos Un sistema radioeléctrico es el conjunto formado por los equipos e instalaciones que hacen posible la comunicación vía radio (vía ondas). Se verá a continuación los conceptos de aquellos elementos (equipos e instalaciones) que hacen posible este tipo de comunicación. Las Ondas El espectro radioeléctrico Antenas Estación radioeléctrica Canal Clasificación de los sistemas de radiocomunicaciones

2 LAS ONDAS Definición R.A.E. de onda electromagnética: forma de propagarse a través del espacio los campos eléctricos y magnéticos producidos por las cargas eléctricas en movimiento. Para las ondas comprendidas entre diferentes intervalos de frecuencia se emplean denominaciones especiales, como ondas radioeléctricas, microondas, ondas luminosas, rayos X, rayos gamma, etc. Definición R.A.E. de onda radioeléctrica: onda electromagnética empleada en la radiodifusión, televisión, etc.el medio que usan las ondas radioeléctricas para su propagación es el aire, entendido éste como espacio generalizado (atmósfera). (λ) Se llama LONGITUD DE ONDA a la distancia que separa dos puntos homólogos de una onda con la onda siguiente(ciclo). (A)LaAMPLITUDindicalaalturadelaondarespectodesuposiciónenequilibrio. (T)ElPERIODOeseltiempoquetardeenrecorrerseuncicloy(f)laFRECUENCIAesel númerodeciclosporsegundooloqueeslomismo,elnúmerodevecesqueserepite, en un tiempo dado, cualquier fenómeno periódico. La frecuencia está relacionada con (v) la VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN y con la LONGITUD DE ONDA a través de la fórmula.

3 LAS ONDAS La frecuencia y la longitud de onda son magnitudes inversamente proporcionales, esto significa que cuanto mayor sea una menor será la otra. T Periodo A Amplitud λlongitud de onda T Periodo A Amplitud Tiempo y Propagación λlongitud de onda

4 EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO BANDA USO FRECUENCIAS DESIGNACIÓN CARACTERÍSTICAS VLF Very Low LF Low MF Medium HF High VHF Very High UHF Ultra High SHF Super High EHF Extremly High Radiofaros Radionavegación Radiofaros Radiodifusión Radiodifusión Onda media Radiodifusión Radioaficionados FM, Aviación, Policía, SEIS Telefonía móvil, GPS, Policía, SEIS 3-30 khz Miriamétricas Gran alcance khz khz (3 MHz) Kilométricas Buena penetración sobre agua >1000km Hectométricas Media distancia 500km 3-30 MHz Decamétricas Alcances intercontinentales MHz Métricas MHz (3 GHz) Decimétricas Enlace microondas 3-30 GHz Centimétricas Enlace microondas GHz Milimétricas Alcance visual sin ruidos. Necesitan repetidor Alcance visual sin ruidos. Necesitan repetidor Enlace óptico mediante antenas parabólicas Enlace óptico mediante antenas parabólicas

5 EL ESPECTRO RADIOELÉCTRICO Bandas de uso habitual en seguridad y emergencias: De forma general, las bandas más utilizadas en seguridad y emergencias (sin especificar tipicidad) son las de HF, VHF y UHF, no obstante, entrando en el mundo de los incendios forestales, las más empleada hasta hoy ha sido la banda VHF aunque bien es cierto que la UHF cada día está cogiendo mayor auge. Banda HF: Ventaja: gracias a su gran alcance no necesita repetidores. Inconveniente: al propagarse la onda rebotando en las capas de la ionosfera, la capacidad de comunicación no permanece constante durante las 24 horas. BandaVHFyUHF: Ventaja: uso para corta y larga distancia (comunicación satelitaria) y rebotan en montañas y fachadas de edificios. Inconveniente: necesita del uso de repetidores situados en zonas estratégicas elevadas que den cobertura.

6 LAS ANTENAS Es el elemento que permite la transferencia entre la estación emisora y la estación receptora. Cuando la antena recibe la energía del transmisor, se producen variaciones de voltaje y corriente a lo largo de ella, dando como resultado la generación de un campo electromagnético que es radiado por la antena. La dimensión de las antenas de radio tiene una relación directa con la longitud de onda. Generalizando, si las frecuencias utilizadas son altas, las antenas son generalmente cortas o pequeñas, por el contrario si las frecuencias son bajas, las antenas son largas o grandes. La antena viene cortada a la frecuencia de trabajo y en ningún caso se debe sustituir por otra que encaje en el conector existente ya que la relación entre longitud de onda y longitud de antena es directa y podría dañar el equipo de radiocomunicaciones.

7 LAS ANTENAS Directivas o direccionales Son aquellas que concentran toda la energía emitida o radiada y recibida en una sola dirección concreta con la intención de ser más eficientes en la emisión y evitar ruidos no deseados en la recepción. Imagen: Haz de señal de antena directiva. Internet Antena Parabólica Antenas muy directivas lo que les hace muy útiles en las comunicaciones vía satélite y radioenlaces de microondas de alta capacidad. Imagen: Izq. Antena directiva de radioenlace. Der Antena directiva parabólica. Internet

8 LAS ANTENAS Omni direccionales Este tipo de antena envía energía radioeléctrica uniforme en todas las direcciones a su alcance, concentrándose hacia el horizonte y no en el plano vertical. Imagen: Haz de señal de antena omnidireccional. Internet Antena Vertical Son las más comunes y tienen un gran abanico de tipos que se adaptan a las necesidades de las comunicaciones. Imágenes: Antenas omnidireccionales verticales. Internet

9 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS I Se entiende a la combinación de transmisores y receptores, incluyendo todas aquellas instalaciones necesarias para asegurar correctamente un servicio de radiocomunicación No obstante, se puede diferenciar entre una estación receptora/emisora y una estación repetidora: Estación emisora/receptora: Estación Base La Central de Operaciones o Central de Coordinación debe estar en comunicación permanente con cada uno de los canales que tenga la red, o bien contar con un equipo dotado de escáner que le permita un barrido secuencial de las frecuencias de recepción de los mismos. Es necesario que la Central esté enlazada con las estaciones repetidoras.

10 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS I Estación Móvil Los vehículos del dispositivo contra incendiosdebenirdotadosdeunequipode radio multicanal que permita el enlace con losdemáselementosdelared. Estación Portátil Juegan un papel imprescindible en tareas de vigilancia a pie y extinción. Estos equipos son los que encuentran mayores dificultades para enlazar con los restantes elementos de la red, debido a su menor potenciadeemisiónyasumayormovilidad por los diferentes puntos del territorio, por lo que la red debe ser diseñada pensando en ellos.

11 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS II Estación repetidora Estaciones generalmente fijas que retransmiten las señales recibidas, que por sus características técnicas y situación estratégica, permiten alcanzar una cobertura determinada del sistema. Suelen funcionar de forma autónoma, siendo su objetivo principal ampliar el alcance de las comunicaciones. Generalmente el repetidor recibe por una frecuencia y transmite por otra diferente, ambas dentro de la misma banda de frecuencia y éstas suelen trabajarenvhfouhf.

12 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS II Veamos con el ejemplo de la imagen quién se comunica con quién gracias al repetidor? Se observa como el repetidor trabaja con la frecuencia B para transmitir y con la A para recibir. Sólo transmite, de forma automática lo que recibe. Todos los recursos trabajan por el Canal 1 que tiene la frecuencia de transmisión A y la de recepción B ya que es el canal que se ha asignado al sector del incendio por tal de no colapsar las comunicaciones. La Unidad Terrestre tiene comunicación con la Autobomba, ambos están dentro de la Cobertura del repetidor (círculo rojo) y el repetidor también está dentro de la cobertura de ambos(verde y Azul) El Helicóptero, no tiene comunicación con el repetidor, está fuera del círculo rojo y pese a que Helicóptero y la Autobomba están ambos en sus respectivas zonas de cobertura, no se pueden comunicar entre ellos por incompatibilidad de frecuencias, muyapesardeestarambosenelcanal1. De este ejemplo se desprende que es sumamente importante ser conocedor del mapa de coberturas de los repetidores de la red, y de los Canales de funcionamiento y que no depende de la proximidad entre recursos para poder comunicarse sino de la cobertura a la que se está sometido.

13 EL CANAL El canal corresponde a la programación de frecuencias en pares, una de recepción (Rx), otra de transmisión (Tx) que en ocasiones, como se verá más adelante, pueden ser las mismas. Tabla: Asignación de Frecuencias a un Canal determinado. Blanco, J Clasificación de los sistemas de radiocomunicaciones Existen diferentes formas de clasificar los sistemas de radiocomunicaciones, se verán a continuación tres tipos pese a que el último ya se ha explicado en apartados anteriores: en función del carácter de la transmisión, del tipo de señal transmitida y de la banda de frecuencia utilizada Carácter de la transmisión Simplex Se trata del sistema más básico de comunicación, un equipo transmite mientras otro recibe. No es posible la transmisión y recepción de forma simultánea.

14 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS Carácter de la transmisión Simplex Se trata del sistema más básico de comunicación, un equipo transmite mientras otro recibe. No es posible la transmisión y recepción de forma simultánea. Se utiliza para ello una sola frecuencia tanto para recibir como para transmitir(rx=tx) El uso del Canal Directo (comunicación entre 2 equipos sin necesidad de repetidor) se trata de un ejemplo claro de este tipo de transmisión. Imagen: 11 Ejemplo de cómo funciona un Canal Directo en la cobertura de comunicaciones. Blanco, J. 2012

15 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS En el ejemplo de la imagen, se observa como la Unidad Terrestre (cobertura en verde) tiene comunicación por Canal Directo con la Autobomba pero no con el Helicóptero y la Autobomba puede comunicarse por medio del Canal Directo con la Unidad Terrestre y con el Helicóptero, así que puede hacer de enlace de comunicación entre los dos recursos que no tienen comunicación entre sí. Su ventaja radica en su simplicidad en cuanto a su estructura. Los inconvenientes vienen de la mano del alcance limitado, éste es directo equipo a equipo y que todos oyen a todos siemprequeesténeneláreadecoberturayéstasuelesermuylimitada. Su uso en incendios se puede ligar a un sector de éste con la intención de no interferir en el canal de comunicación general del incendio.

16 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS I Semidúplex o half dúplex SetratadeunsistemaintermedioentreelSimplexyelDúplex.Necesitade2frecuencias diferentes, una para transmitir y otra para recibir(rx Tx) Se transmite información en ambas direcciones pero no de forma simultánea sino de forma alternativa. Es necesario el apretar el PTT (Push to talk) de los equipos para alternar entre la transmisión y la recepción. Se transmite información en ambas direcciones pero no de forma simultánea sino de forma alternativa. Es necesarioelapretarelptt(pushtotalk) de los equipos para alternar entre la transmisión y la recepción. Su ventaja estriba en el aumento considerable de la cobertura de la red ya que el repetidor amplifica la señal con lo que permite la comunicación entre unidades lejanas entre sí y sin posibilidad de comunicación directa (en Simplex).

17 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS Su principal inconveniente es que se necesita mayor número de frecuencias para los radioenlaces y que si éste cae, la comunicación entre unidades se verá dificultada, siendo sóloposibleporelmediodelcanalinversoositodoslosequipospasanacanaldirecto. Red Semidúplex radioenlazados Son redes formadas por repetidores semidúplex interconectados entre sí mediante otro equipamiento denominado radioenlace y que realiza las funciones de interconexión entre repetidores. Como ventajas se destaca el aumento de la cobertura y la posibilidad de reutilización de las mismas frecuencias en zonas alejadas geográficamente. Sus inconvenientes radican en que se necesitan frecuencias adicionales para el/los radioenlace/s y si cae alguno de los radioenlaces, los equipos entre zonas alejadas dejan de comunicarse.

18 ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS Dúplex o full dúplex Este sistema permite la transmisión y recepción de forma simultánea a través del uso de dos frecuencias diferentes, se trata de las comunicaciones vía teléfono y dentro de los equipos PMR (se verá más adelante), sólo algunos sistemas digitales soportan esta posibilidad (TETRA). Tipo de señal transmitido Analógico Son aquellos que usan señales analógicas, los más tradicionales y su ventaja estriba en su gran robustez y bajo coste. Como ejemplos tenemos las redes de radio PMR y la red telefónica básica, etc. Digital Son aquellos que usan señales digitales, bien porque ya sean digitales en un principio, bien porque provengan de señales analógicas y hayan sido digitalizadas. Como ejemplos tenemos los sistemas de radio más modernos, el fax, internet, trunking digital, etc. Banda de frecuencia utilizada Ya se han visto con más detalle en apartados anteriores así que sólo se citarán a modo de recordatorio: Sistema HF (Frecuencias altas) Sistema VHF (Frecuencias muy altas) Sistema UHF (Frecuencias ultra altas)