CAMPO PRÓXIMO/CAMPO LEJANO EN LAS ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS: PROBLEMÁTICA ESPECÍFICA DE LAS ESTACIONES DE AM, FM Y TV

Transcripción

1 CAMPO PRÓXIMO/CAMPO LEJANO EN LAS ESTACIONES RADIOELÉCTRICAS: PROBLEMÁTICA ESPECÍFICA DE LAS ESTACIONES DE AM, FM Y TV Juan E. Page Jaime Esteban jep@etc.upm.es jesteban@etc.upm.es Dpto. de Electromagnetismo y Teoría de Circuitos Universidad Politécnica de Madrid Septiembre 2002

2 LEGISLACIÓN ESTABLECE UN NIVEL DE REFERENCIA PARA E ESTABLECE UN NIVEL DE REFERENCIA PARA H QUE POR DEBAJO DE 10 MHz NO CUMPLEN LA RELACIÓN DE CAMPO LEJANO SE ESTIMA CAMPO LEJANO A DISTANCIAS SUPERIORES A 38

3 PIRE REQUERIDA PARA QUE EL NIVEL DE REFERENCIA DE E SE SUPERE A DISTANCIAS MAYORES QUE Límite de campo lejano y PIRE m kw Campo lejano (m) PIRE crítica (kw) f (MHz)

4 EN FRECUENCIAS BAJAS NO ES UNA SITUACIÓN DE CAMPO LEJANO INCLUSO EN FRECUENCIAS MAS ALTAS SALVO EN LAS DIRECCIONES DE MÁXIMA RADIACIÓN DE LAS ANTENAS LAS DISTANCIAS DE PROTECCIÓN SON TAN PEQUEÑAS QUE NO PUEDE USARSE LA APROXIMACIÓN DE CAMPO LEJANO A EFECTOS DE LOS NIVELES DE REFERENCIA EL PROBLEMA DE LAS ANTENAS NO ES UN PROBLEMA DE ANTENAS

5 PARA CONOCER LOS CAMPOS PRODUCIDOS POR UN ELEMENTO RADIANTE EN ZONA PRÓXIMA - SON INÚTILES TODOS LOS CONCEPTOS DE LA TEORÍA CLÁSICA DE ANTENAS - SE REQUIEREN CÁLCULOS RELATIVAMENTE COMPLICADOS - EL RESULTADO DEPENDE MUCHO DE LOS DETALLES DE LA DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE

6 BANDA DE AM CASO DE REFERENCIA MONOPOLO SOBRE TIERRA PERFECTA RECORRIDO POR CORRIENTE SINUSOIDAL CAMPOS ANALÍTICOS!

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8 GRÁFICAS UNIVERSALES (PIRE=1 W) DE CAMPO ELÉCTRICO DEL MONOPOLO EN 8/4 EN FUNCIÓN DE LA ALTURA PARA DISTINTAS DISTANCIAS 1 Campo eléctrico normalizado Altura/longitud del monopolo Distancia=Longitud de onda/40 Distancia=Longitud de onda/20 Distancia=Longitud de onda/10 Longitud de onda E (PIRE=1 W) EXISTE UNA ALTURA DE MÁXIMO RIESGO!

9 GRÁFICAS UNIVERSALES (PIRE=1 W) DE CAMPO MAGNÉTICO DEL MONOPOLO EN 8/4 EN FUNCIÓN DE LA ALTURA PARA DISTINTAS DISTANCIAS 1 Campo magnético normalizado Altura/longitud del monopolo Longitud de onda H (PIRE=1 W) Distancia=Longitud de onda/40 Distancia=Longitud de onda/20 Distancia=Longitud de onda/10 EL SUELO ES LA ZONA DE MÁXIMO RIESGO!

10 1.2 SUPERFICIE DE PROTECCIÓN PARA E (f=1 MHz POTENCIA RADIADA=5 kw) Perfil de nivel de referencia para E 1 Altura/Longitud del monopolo Distanciaa al pie/longitud de onda,,, NIVEL DE REFERENCIA,,, NIVEL DE REFERENCIA REDUCIDO 6 db

11 SUPERFICIE DE PROTECCIÓN PARA H (f=1 MHz POTENCIA RADIADA=5 kw) Perfil de nivel de referencia para H 1 Altura/Longitud del monopolo Distanciaa al pie/longitud de onda,,, NIVEL DE REFERENCIA,,, NIVEL DE REFERENCIA REDUCIDO 6 db

12 SUPERFICIE DE PROTECCIÓN CONJUNTA (f=1 MHz POTENCIA RADIADA=5 kw) 1.2 Perfil de nivel de referencia comjunto 1 Altura/Longitud del monopolo Distanciaa al pie/longitud de onda,,, NIVEL DE REFERENCIA

13 LA SUPERFICIE DE PROTECCIÓN NO GUARDA RELACIÓN ALGUNA CON EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN

14 NO SE PUEDE DETERMINAR UNA SUPERFICIE DE PROTECCIÓN A PARTIR DEL DIAGRAMA DE RADIACIÓN Perfil de nivel de referencia comjunto 1 Altura/Longitud del monopolo Distanciaa al pie/longitud de onda,,, SUPERFICIE DE PROTECCIÓN VERDADERA,,, SUPERFICIE OBTENIDA DEL DIAGRAMA DE RADIACIÓN

15 LA LONGITUD DEL DIPOLO INFLUYE EN LA FORMA DE LA SUPERFICIE DE PROTECCIÓN (f=1 MHz POTENCIA RADIADA=5 kw) 8/5 8/4 8/3

16 EL PROBLEMA DE LA POLARIZACIÓN POLARIZACIÓN DE E EN LAS PROXIMIDADES DEL MONOPOLO

17 DIAGRAMA DE ERROR DE IMPEDANCIA (ÁREA 28 28) ERROR DE IMPEDANCIA ERROR ACEPTABLE FUERA DE UNA ESFERA LÍMITE DOBLE DE LA ESFERA MÍNIMA (LA CIRCUNSCRITA EN LA ANTENA)

18 DENTRO DE LA ESFERA LÍMITE NO DEBE USARSE EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN HAN DE CONSIDERARSE ESPECIALMENTE LAS ZONAS DE NULOS DE DICHO DIAGRAMA LOS MÁXIMOS DE E NO SE PRODUCEN EN LA MISMA POSICIÓN QUE LOS DE H LA POLARIZACIÓN ES DISTINTA DE LA DEL CAMPO LEJANO, LO QUE HA DE TENERSE EN CUENTA EN LA MEDIDA LA DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA SUPERFICIE DE PROTECCIÓN REQUIERE MEDIR TANTO E COMO H

19 BANDA DE FM CASO DE REFERENCIA DIPOLO SOBRE TIERRA PERFECTA RECORRIDO POR CORRIENTE SINUSOIDAL

20 SUPERFICIE DE PROTECCIÓN PARA DIPOLO EN 8/2 (f=100 MHz W Rad =1 kw 118 5,58) ME1 MH1, ME1 MH1, ALTURA=8 ALTURA=28

21 ME1, MH1 ME1, MH1 ALTURA=38 ALTURA=48

22 DIPOLO SIN EFECTO DE TIERRA (f=100 MHz 68 68) ME1, MH1, M1 ME1, MH1, M1 W rad =1 kw W rad =0.25 Kw EL ERROR COMETIDO SI SE USA EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN CRECE AL BAJAR LA POTENCIA RADIADA

23 SITUACIÓN MULTI-SERVICIO DIPOLO (f=100 MHz) SOBRE MONOPOLO (f=1 MHz)

24 SUPERFICIES DE PROTECCIÓN PARA E (W Rad1 =5 kw W Rad2 =1 kw) MME, ME1, ME2 MME, ME1, ME2 H=80 m H=82.5 m

25 CONCLUSIONES EN LA BANDA DE AM NO DEBE USARSE EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN (EN PARTICULAR NO DEBEN TOMARSE COMO VÁLIDAS LAS ZONAS DE MÍNIMOS DE DICHO DIAGRAMA) LOS MÁXIMOS DE E NO SE PRODUCEN EN LA MISMA POSICIÓN QUE LOS DE H LA POLARIZACIÓN ES DISTINTA DE LA DEL CAMPO LEJANO, LO QUE HA DE TENERSE EN CUENTA EN LA MEDIDA LA DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA SUPERFICIE DE PROTECCIÓN REQUIERE MEDIR TANTO E COMO H

26 EN LA BANDA DE FM PARA POTENCIAS RADIADAS ALTAS EL DIAGRAMA DE RADIACIÓN PROPORCIONA INFORMACIÓN ÚTIL PERO DEBEN RELLENARSE LAS ZONAS DE MÍNIMOS LA PRESENCIA DE UN SUELO PRÓXIMO (ALGUNAS 8) HA DE TENERSE EN CUENTA EN LOS CÁLCULOS YA QUE ALTERA DE FORMA NOTABLE LOS RESULTADOS

27 EN SITUACIONES DE DOBLE SERVICIO CON LAS ANTENAS SEPARADAS ALGUNAS 8 SE PRODUCEN IMPORTANTES INTERACCIONES ENTRE LAS SUPERFICIES DE PROTECCIÓN OBTENIDAS PARA CADA UNO POR SEPARADO QUE PRODUCEN AUMENTO DE TAMAÑO Y RELLENO DE MÍNIMOS