MICROONDAS Y ANTENAS

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Elaborada por: 
 
Ing. Iván Ochoa MSc. 
E-mail: ivanj8a@hotmail.com 
MICROONDAS Y TEORIA DE ANTENAS 
AGENDA DE TRABAJO 
Las Microondas 
Concepto 
Características 
Espectro de 
Frecuencias 
Transmisión y 
Recepción 
Ventajas y 
desventajas 
Antenas 
Servicios 
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CONCEPTO DE MICROONDAS 
 Con el término “microondas” se identifica a las ondas 
electromagnéticas en el espectro de frecuencias comprendido entre 300 
MHz y 300 GHz. 
 
 El periodo de una señal de microondas esta en el rango de 3 ns a 3 ps, y 
la correspondiente longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. 
 
 Algunos autores proponen que el espectro electromagnético que 
comprenden es de 1 GHz a 30 GHz, es decir, a longitudes de onda entre 
30 cm a 1 cm. 
 
 A las señales con longitud de onda en el orden de los milímetros se les 
llama ondas milimétricas. 
 
 El rango de las microondas incluye las bandas de radiofrecuencia de 
UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta en español) (0.3-3 GHz), 
SHF (super-high frequency, super alta frecuencia) (3-30 GHz) y EHF 
(extremely high frequency, extremadamente alta frecuencia) (30-300 
GHz). 
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USO DE LAS MICROONDAS 
 Un horno microondas usa un magnetrón para producir microondas a una frecuencia de 
aproximadamente 2.45 GHz para cocción. Las microondas hacen vibrar o rotar las 
moléculas de agua, esta vibración crea calor, el cual calienta los alimentos. Debido a que la 
materia esta hecha esencialmente de agua, los alimentos son fácilmente cocinados de esta 
manera. 
 
 Las microondas son usadas en radiodifusión, ya que éstas pasan fácilmente a través de la 
atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más 
ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio. 
Típicamente, las microondas son usadas para transmisión en noticieros televisivos para 
transmitir una señal desde una locación remota a una estación de televisión desde una 
camioneta especialmente equipada. 
 
 El radar también incluye radiación de microondas para detectar el rango, la velocidad y 
otras características de objetos remotos. 
 
 Protocolos inalámbricos LAN, tales como Bluetooth y las especificaciones IEEE 802.11g y 
b también usan microondas en la banda ISM, aunque la especificación 802.11a usa una banda 
ISM en el rango de los 5 GHz. 
 
 La televisión por cable y el acceso a internet vía cable coaxial usan algunas de las más 
bajas frecuencias de microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan bajas 
frecuencias de microondas. 
 
 Un máser es un dispositivo similar a un láser pero que trabaja con frecuencias de 
microondas. 
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CARACTERÍSTICAS DE LAS MICROONDAS 
 Ondas electromagnéticas del extremo superior del espectro 
de radio. 
– Frecuencias (Gigahertz). 
– Longitud de onda del orden de centímetros. 
 Debido a su alta frecuencia no son reflejados por la 
ionosfera. 
 Se usa para comunicaciones satelitales o con otros vehículos 
espaciales. 
– También para enlaces terrestres. 
– Utilizan antenas unidireccionales, que producen un haz 
(aprox. 1.4 grados de apertura) que se propaga en 
línea recta. 
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CARACTERÍSTICAS DE LAS MICROONDAS 
 Debe existir línea de vista entre el transmisor y el receptor. 
 Son afectadas por fenómenos atmosféricos. 
– Necesario tener circuito de backup. 
 Buena capacidad de transmisión: 2400 canales de voz, o 45 
Mbps. 
 Fácil de instalar y relocalizar. Las antenas se colocan en torres 
o sitios altos para salvar los obstáculos. 
 En terreno montañoso se colocan en picos para lograr 
grandes distancias. 
 En terrenos planos se colocan torres repetidoras cada 15-25 
Kms aprox. 
 En general, a mayor frecuencia mayor cercanía entre las 
torres repetidoras. 
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EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 
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Radiación Ultravioleta: Con un 
poco de más energía que la del 
extremo violeta del espectro de luz 
visible, la mayor parte de la radiación 
ultravioleta (UV) del Sol está 
bloqueada por la atmósfera de la 
Tierra, pero algunos logran pasar y 
ayudan a las plantas en la 
fotosíntesis y ayuda a producir 
vitamina D en los humanos. 
Demasiada cantidad de UV puede 
causar quemaduras de piel y 
cataratas, así como dañar a las 
plantas. 
Radiación de Rayos X: Los Rayos 
X son una radiación con una longitud 
de onda corta y energía más elevada 
que la luz visible, viajan a través de 
materiales como el tejido de la piel y 
órganos, pero rebota contra huesos 
sólidos. Es por esto que los médicos 
los usan para tomar fotografías de 
los huesos. 
Radiación Gamma: Los rayos 
gamma tienen longitudes de onda 
más cortas de cualquier otro tipo de 
radiación. 
BANDAS DE FRECUENCIAS 
 
Nomenclatura 
Intervalo de Frecuencias 
Longitud de Onda 
ELF < 3 KHz > 105 (m) 
VLF 3 KHz---30 KHz 105---104 (m) 
LF 30 KHz---300 KHz 104---103 (m) 
MF 300 KHz---3 MHz 103---102 (m) 
HF 3 MHz---30 MHz 102---10 (m) 
VHF 30 MHz---300 MHz 10---1 (m) 
UHF 300 MHz---3 GHz 100---10 (cm) 
SHF 3 GHz---30 GHz 10---1 (cm) 
EHF 30 GHz---300 GHz 1 (cm)---1 (mm) 
milimétrica > 40 GHz < 7.5 (mm) 
Longitud de Onda (  ) = Uc/f = 3*108/f (Hz) 
DESIGNACIÓN DE LAS BANDAS DE 
FRECUENCIAS EMPLEADAS EN MICROONDAS 
 
Frecuencia 
Anterior 
(Se usa todavía) 
 
“Nueva” 
1---2 GHz L D 
2---3 GHZ S E 
3---4 GHz S F 
4---6 GHz C G 
6---8 GHz C H 
8---10 GHz X I 
10---12.4 GHz X J 
12.4---18 GHz Ku J 
18---20 GHz K J 
20---26.5 GHz K K 
26.5---40 GHz Ka K 
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TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN DE MICROONDAS 
En un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de 
transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio 
de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples 
canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces 
punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que 
interconectan la antena con la terminal del usuario. 
 
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de 
transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén 
restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de 
onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya 
propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de 
corta longitud. 
 
Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 MHz, 
aunque con algunos canales de banda superior, entre 3.5 GHz y 26 GHz. Es usado 
como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de 
conmutación del operador, o como un enlace entre redes LAN. 
 
Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, 
las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor 
sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación 
e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas. 
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TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN DE MICROONDAS 
 Las microondas terrestres suelen utilizarse antenas parabólicas. 
Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias 
punto a punto entre antenas parabólicas. 
 
Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras 
ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, 
aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de 
televisión y voz. 
 
La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las 
pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable 
coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación 
aumenta con las lluvias. 
 
Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que 
al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de 
señales. 
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TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN DE MICROONDAS 
 En las microondas extraterrestres el satélite recibelas señales y las amplifica 
o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del 
satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser 
geoestacionario. Se suele utilizar este sistema para: 
 
• Difusión de televisión. 
• Transmisión telefónica a larga distancia. 
• Redes privadas. 
 
 El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del 
rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que 
ascienden y las que descienden. 
 
 Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale 
del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de 
tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal. Las 
diferencias entre las ondas de radio y las microondas son: 
 
• Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio 
omnidireccionales. 
• Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia. 
• En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros 
objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas". 
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS 
• Antenas relativamente 
pequeñas son efectivas. 
• A estas frecuencias las 
ondas de radio se 
comportan como ondas de 
luz, por ello la señal puede 
ser enfocada utilizando 
antenas parabólicas y 
antenas de embudo, además 
pueden ser reflejadas con 
reflectores pasivos. 
• Otra ventaja es el ancho de 
banda, que va de 2 a 24 
GHz. 
• Las frecuencias son 
susceptibles a un fenómeno 
llamado Disminución de 
Multicamino (Multipath 
Fading), lo que causa 
profundas disminuciones en el 
poder de las señales recibidas. 
• A estas frecuencias las 
perdidas ambientales se 
transforman en un factor 
importante, la absorción de 
poder causada por la lluvia 
puede afectar dramáticamente 
el Performance del canal. 
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Una antena es un dispositivo formado por un 
conjunto de conductores que, unido a un 
generador, permite la emisión de ondas de radio 
frecuencia por el espacio libre, o que, conectado a 
una impedancia (Resistencia), sirve para captar 
las ondas emitidas por una fuente lejana. 
 
 
 
Las antenas deben de dotar a la onda radiada 
con un aspecto de dirección. 
 
CONCEPTO DE ANTENA 
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CONCEPTO DE ANTENA 
 En definitiva, las dos misiones básicas de una antena son 
las de transmitir y recibir. 
 Estas misiones imponen para cada aplicación una serie de 
condiciones articulares sobre: 
 
– Su capacidad de radiar o recibir de unas determinadas 
direcciones (direccionalidad). 
– La frecuencia o banda de frecuencias de trabajo. 
– Los niveles de potencia que debe soportar. 
– La eficiencia de la antena. 
 
 Estas características, y en particular el carácter más o 
menos directivo de la antena y la banda de frecuencia de 
trabajo, van a imponer la existencia de una gran variedad de 
tipos de antenas. 
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Ancho de Banda de la Antena se define como el rango de 
frecuencias sobre las cuales la operación de la antena es 
"satisfactoria". Esto, por lo general, se toma entre los puntos de 
media potencia (-3dB). 
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UNA ANTENA 
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UNA ANTENA 
Patrón de Radiación representación gráfica las intensidades de los 
campos o las densidades de potencia en varias posiciones angulares en 
relación con una antena. 
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OTROS CONCEPTOS 
 Densidad de Potencia Radiada: La densidad de potencia radiada se 
define como la potencia por unidad de superficie una determinada 
dirección. Las unidades son vatios por metro cuadrado. 
 
 Directividad: La directividad de una antena se define como la relación 
entre la densidad de potencia radiada en una dirección, a una distancia, 
y la densidad de potencia que radiaría a la misma distancia una antena 
isotrópica, a igualdad de potencia total radiada. 
 
 Si no se especifica la dirección angular, se sobreentiende que la 
Directividad se refiere a la dirección de máxima radiación. 
 
 Ganancia: La ganancia de una antena se define como la relación entre 
la densidad de potencia radiada en una dirección y la densidad de 
potencia que radiaría una antena isotrópica, a igualdad de distancias y 
potencias entregadas a la antena. 
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OTROS CONCEPTOS 
 Polarización: La polarización de una antena es la polarización de la onda 
radiada por dicha antena en una dirección dada. La polarización de una onda es 
la figura geométrica determinada por el extremo del vector que representa al 
campo eléctrico en función del tiempo, en una posición dada. Para ondas con 
variación sinusoidal dicha figura es en general una elipse. Hay una serie de casos 
particulares. 
 
 Si la figura trazada es una recta, la onda se denomina linealmente 
polarizada, si es un círculo circularmente polarizada. 
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ANTENAS PARA CELULARES, PCS, WLL 
Sectorizada Omnidireccional Yagi 
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ANTENAS TERRESTRES FIJAS 
Microondas (con Recubrimiento) Helicoidal 
Yagi Parabólica 
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ANTENAS DE MICROONDAS 
Antenas de Regilla Repetidora Repetidora 
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REPETIDORES 
Un radioenlace esta constituido por equipos 
terminales y repetidores intermedios. 
 La función de los repetidores es salvar la falta de 
visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y 
conseguir así enlaces superiores al horizonte 
óptico. 
La distancia entre repetidores se llama vano. 
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ANTENA DE REGILLA (GRID) 
Es la típica antena para establecer enlaces punto a punto o para 
conectar a un nodo. Se caracterizan por su alta ganancia, que va 
desde unos discretos 15dBi, llegando en los modelos superiores 
hasta los 24dBi. Cuanta más alta es la ganancia de este tipo de 
antenas, más alta es su direccionalidad, ya que se reduce muchísimo 
el ángulo en el que irradian la señal, llegando a ser tan estrechos 
como 8º de apertura.... Para una mejor comprensión veamos los 
siguientes gráficos: 
 Esta imagen representa a la radiación de una antena 
direccional de poca 
ganancia. Nótese que la 
elipse en negrita es ancha, y 
que su extremo superior 
también lo es, eso quiere 
decir que no es tan 
directiva como pudiera 
parecer, admitiendo un 
margen de error 
considerable a la hora de 
apuntar con ella. 
En esta imagen se nota 
claramente un haz 
mucho más estrecho, lo 
que la hace bastante más 
directiva y más crítica de 
apuntar. Esta gráfica 
podría ser perfectamente 
la de una antena de 24dBi, 
ya que por sus 
características se 
corresponde plenamente 
Nota: Un detalle de estas antenas es que, la rejilla lo único que hace es concentrar la señal que llega hasta 
ella, y enviarla al 'dipolo' que está cubierto por un plástico protector. 
ANTENA FOCO PRIMARIO 
La superficie de la antena es un paraboloide de 
revolución. 
Todas las ondas inciden paralelamente al eje 
principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco 
está centrado en el paraboloide. 
Tiene un rendimiento máximo del 60% 
aproximadamente, es decir, de toda la energía que 
llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco 
y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde. 
Se suelen ver de tamaño grande, 
aproximadamente de 1,5 m de diámetro. 
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ANTENAS OFF-SET 
Este tipo de antena se obtiene recortando de grandes 
antenas parabólicas de forma esférica. Tienen el Foco 
desplazado hacia abajo, de tal forma que queda fuera de la 
superficie de la antena. 
 
Debido a esto, el rendimiento es algo mayor que en la 
de Foco primario, y llega a ser de un 70% o algo más. 
 
El diagrama de directividad tiene forma de óvalo. 
 
Las ondas que llegan a la antena, se reflejan, algunas se 
dirigen al foco, y el resto se pierde. 
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ANTENAS CASSEGRAIN 
Es similar a la de foco primario, sólo que tiene dos 
reflectores; el mayor apunta al lugar de recepción, y las 
ondas al chocar, se reflejan y van al foco donde estáel 
reflector menor; al chocar las ondas, van al foco último, 
donde estará colocado el detector. 
 
Se suelen emplear en antenas muy grandes, donde es 
difícil llegar al foco para el mantenimiento de la antena. 
 
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ANTENAS CASSEGRAIN (Cont…) 
ANTENAS PLANAS 
 Se están utilizando mucho actualmente para la recepción de 
los satélites de alta potencia (DBS), como por ejemplo, el 
Hispasat. 
 
 Este tipo de antena no requiere un apuntamiento al satélite 
tan preciso, aunque lógicamente hay que orientarlas hacia 
el satélite determinado. 
 
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http://www.televes.es/
ANTENAS BANDA C 
 La Banda-C fue el primer rango de frecuencia satelital utilizado 
en transmisiones. Comparado con la Banda-Ku, la Banda-C 
requiere unas parábolas de transmisión y recepción, 
relativamente grandes. 
 
 Aunque el tamaño de las antenas parabólicas no es un problema 
mayor para instalaciones permanentes, los platos de Banda-C 
imponen limitaciones para camiones SNG (Satelite News 
Gathering, camiones diseñados y equipados para conectarse a 
historias que deben ser transmitidas vía satélite). 
 
 Comparado con la Banda-Ku, la Banda-C es más confiable bajo 
condiciones adversas, principalmente lluvia fuerte y granizo. Al 
mismo tiempo, las frecuencias de banda-C están más 
congestionadas y son más vulnerables hacia interferencia 
terrestre. 
 
 Los satélites Banda-C que utilizan frecuencias entre 3,7 y 4,2 
GHz y desde 5,9 hasta 6,4 GHz. 
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ANTENAS BANDA Ku 
 La banda Ku es una porción del espectro electromagnético en 
el rango de las microondas que va de los 12 a los 18 GHz. 
 
 La banda Ku se usa principalmente en las comunicaciones 
satelitales, siendo la televisión uno de sus principales usos. Esta 
banda se divide en diferentes segmentos que cambian por 
regiones geográficas de acuerdo a la ITU. 
 
 La estadounidense NBC fue la primera cadena televisiva en 
utilizar esta banda para sus transmisiones en 1983. 
 
 Los platos Banda-Ku son aproximadamente un tercio del 
tamaño utilizado para Banda-C. 
 
 La razón de que Banda-Ku también tiene menos restricciones 
técnicas, es la que hace que los usuarios puedan rápidamente 
instalar enlaces satelitales y empezar a transmitir. Esto es una 
ventaja importante en la recopilación de información electrónica. 
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CAMIONES SNG 
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ANTENAS Y SERVICIOS 
Los Servicios de comunicaciones utilizan diferentes tipos 
de antenas según su frecuencia de operación y el 
cubrimiento geográfico deseado. 
 
Los patrones de radiación de una antena pueden verse 
modificados por otras fuentes de emisiones radioeléctricas 
e incluso llegar a ser anulados. 
 
Para la instalación de una antena el operador hace un 
estudio previo de interferencia que garantice la correcta 
operación de su sistema. 
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G R A C I A S