Fundamentos de radiofrecuencia: propiedades de las señales, modulación y antenas Yagi

1. Propiedades de las Señales de Radiofrecuencia

Las señales de radiofrecuencia (RF) se propagan por el aire en forma de ondas. Su energía está contenida en campos eléctricos y magnéticos provocados por la antena. Estos dos campos se producen en planos perpendiculares entre sí.

• Periodo: Las señales de radiofrecuencia son de tipo alterno; sus campos eléctricos y magnéticos no son constantes.
• Velocidad de Propagación: Las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz.
• Longitud de Onda: El espacio que recorre la onda en cada ciclo recibe el nombre de longitud de onda.
• Frecuencia: El número de ciclos que se completan en un segundo.
• Potencia: Este parámetro establece la cantidad de energía que transporta la señal.

2. Modulación de Señales

El modulador es el elemento que combina dos señales de entrada. La portadora permite ubicar el mensaje en el margen de frecuencias asignado.

3. Modulación QAM y QPSK

• QAM (Quadrature Amplitude Modulation): Utiliza dos portadoras que trabajan a la misma frecuencia, pero desfasadas 90º entre sí.
• QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying): Intervienen dos portadoras en cuadratura para modular señales digitales, pero codifica un bit en el eje horizontal y otro en el vertical.

4. Modulación COFDM

COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing): Se trata de un método de gestión del modo de transmisión que opera con las señales que ya están moduladas.

5. Ejemplo de Canal de RF

Canal 51:

• Límite de canal: 710-718 MHz
• Frecuencia central del canal: 714 MHz

6. Medidas en Radiofrecuencia

Se escoge un medidor completo para realizar las siguientes medidas:

• Frecuencia o canal que se está visualizando.
• Potencia de la señal.
• Relación señal-ruido o portadora-ruido.
• Tasa de errores de bits en señales digitales (BER).
• Análisis del espectro de radiofrecuencia.
• Sincronismo en señales analógicas.
• Monitor de imagen.

7. El Decibelio (dB)

Un decibelio es una unidad que se utiliza para comparar un valor medido con otro que se toma como referencia. El decibelio milivatio (dBm) mide la potencia en un punto, relacionándola con un milivatio de potencia.

Características de las Antenas

1. Parámetros Fundamentales de las Antenas

• Frecuencia de Resonancia: Es la frecuencia por la que se anulan los componentes reactivos de la antena, presentando componentes resistivos.
• Ancho de Banda: No solo reacciona a la frecuencia de resonancia, también las frecuencias cercanas son transferidas.
• Impedancia: Es la oposición que presenta la antena ante el paso de la señal eléctrica aplicada.
• Directividad: Mide la cantidad de señal emitida en diferentes ángulos verticales y horizontales.
• Ganancia: La antena es un elemento pasivo y no produce una señal radiada mayor de la que se le aplica.
• Apertura de Haz: Se puede establecer una anchura aceptable en el haz radiado por una antena directiva.
• Relación Delante-Atrás: Expresa la diferencia de ganancia de una antena en función de la dirección en que le llegan las ondas, desde el frente o desde la parte trasera de la antena.
• Carga al Viento: Evalúa la resistencia que presentará la antena ante el viento una vez montada en el mástil.

2. Antena Yagi

Está formada por un dipolo simple o plegado al cual se añaden varillas puestas en paralelo que modifican el diagrama de radiación original. Se emplea una varilla de longitud ligeramente mayor que la del dipolo, que funciona como reflector de ondas. Con una varilla ligeramente más corta, se obtiene un elemento director, que alargará más el diagrama de radiación. No es útil emplear más de un elemento director. El dipolo es el único elemento alimentado por la línea de transmisión. El conjunto de reflectores y directores se conectan a tierra.