Fundamentos de Líneas de Transmisión y Medios de Propagación

Conceptos Fundamentales de Líneas de Transmisión

• Líneas balanceadas: Constan de 2 cables donde ambos conductores llevan una corriente; uno lleva la señal y el otro es el retorno.
• Conector RJ-45: Interfaz física común para la conexión de redes de computadoras.
• Cable coaxial: Medio físico de transmisión (Tx) compuesto por 2 conductores: uno interno y otro externo que lo rodea totalmente.
• Fibra óptica: Fibra o varilla de vidrio u otro material con un índice de refracción alto que se emplea para transmitir luz.
  • Tipos de fibra óptica: Multimodo (de índice escalonado o gradual) y monomodo.
• Constantes secundarias: Incluyen la impedancia característica, la constante de propagación, la velocidad de propagación y la longitud de onda.
• Elementos de conexión: Para un correcto acoplamiento, la impedancia de los elementos conectados debe ser igual.
• Línea desbalanceada: Cable en el cual un conductor se encuentra a potencial de tierra mientras que el otro cable se encuentra al potencial de la señal.
• Coeficiente de reflexión: Razón entre el valor de la onda reflejada con respecto a la onda incidente.
• ROE de 1.5: Equivale a un 4% de potencia reflejada.

Desarrollo y Aplicaciones

Ventajas y Desventajas de la Fibra Óptica

• Ventajas: Mayor capacidad de transmisión (Tx), menor tamaño y peso, y no se ve afectada por la interferencia electromagnética (EMI).
• Desventajas: Alto costo, fragilidad de la fibra y disponibilidad limitada de conectores.

Aplicaciones del Cable Coaxial

• Televisión por cable.
• Aplicaciones con altas frecuencias.
• Transmisión (Tx) en redes telefónicas interurbanas.

Postulados de Thompson

1. Sistema lineal, punto a punto.
2. Corriente que fluye por la dirección de la línea de transmisión (Tx).
3. Corriente de igual magnitud que va en sentido contrario.
4. Corriente de potencial único de los conductores.

Pérdidas en las Líneas de Transmisión (Tx)

• Pérdida del conductor.
• Pérdida por acoplamiento.
• Calentamiento del dieléctrico.
• Pérdida por radiación y efecto corona.

Impedancia Característica de una Línea de Transmisión (Tx)

Fórmulas generales:

• A bajas frecuencias: Z₀ = √(R/G)
• Sin pérdidas: Z₀ = √(L/C)
• Fórmula completa: Z₀ = √((R + jωL) / (G + jωC))

Preguntas de Autoevaluación sobre Propagación de Ondas

¿Qué factores deben considerarse en la línea de transmisión (Tx) de una onda de superficie para reducir su atenuación?

Se deben considerar las propiedades eléctricas del terreno, la frecuencia y la polarización de la antena.

¿Cómo se determina la frecuencia máxima en la cual una onda transmitida verticalmente puede refractarse en la ionosfera?

Se determina mediante la frecuencia crítica.

¿Cuáles son los factores principales que determinan el aumento de refracción en la ionosfera?

La densidad de ionización de la capa, la frecuencia y el ángulo de incidencia de la capa.

¿Cuáles son las 3 formas de controlar la cantidad de interferencia electromagnética (EMI) generada por un transmisor de radio?

1. Filtrado y aislamiento electromagnético del transmisor.
2. Limitación del ancho de banda.
3. Corte de la antena a la frecuencia correcta.

Fórmulas de Impedancia y ROE

• Impedancia en línea paralela: Z₀ = (120 / √ε_r) * ln(2D / d)
• Impedancia en línea coaxial: Z₀ = (60 / √ε_r) * ln(b / a)
• Relación de Onda Estacionaria (ROE): ROE = (E_i + E_r) / (E_i - E_r)