Fundamentos de Radiofrecuencia: Propagación, Decibelios y Ruido

Conceptos Básicos y el Uso del Decibelio (dB)

1. ¿Qué expresa el decibelio (dB)?
Representa una relación logarítmica entre dos magnitudes de la misma naturaleza.

2. Indica las tres ventajas que tiene el uso del decibelio (dB):

• Simplifica cálculos: Permite transformar multiplicaciones y divisiones en sumas y restas.
• Maneja rangos dinámicos enormes: Facilita la representación de valores muy grandes y muy pequeños simultáneamente.
• Adaptación biológica: Se adapta a la respuesta logarítmica del oído humano.

3. ¿Cuál es la diferencia entre el dB y el dBm?
El dB es una relación relativa (comparativa entre dos niveles), mientras que el dBm es una medida de potencia absoluta respecto a una referencia de 1 mW.

4. ¿Qué es el ancho de banda en el espectro de una señal?
Es el rango de frecuencias que contiene la mayor parte de la energía de la señal.

5. ¿Qué es el ancho de banda en una transmisión vía radio?
Es el margen de frecuencias asignado a un canal específico para transmitir información sin interferir con otros canales adyacentes.

6. ¿Qué significado tiene un valor positivo de dB, negativo de dB y de 0 dB respectivamente?

• Positivo: Indica ganancia o amplificación.
• Negativo: Indica atenuación o pérdida.
• 0 dB: La señal no presenta cambios (la salida es igual a la entrada).

7. ¿Qué significado tiene un valor positivo de dBm, negativo de dBm y de 0 dBm respectivamente?

• Positivo: Potencia superior a 1 mW.
• Negativo: Potencia inferior a 1 mW.
• 0 dBm: Potencia exactamente igual a 1 mW.

Transferencia de Energía y Propagación

8. ¿En qué condiciones se produce la máxima transferencia de potencia entre fuente y carga?
Se produce cuando existe una correcta adaptación de impedancias entre ambos elementos.

9. Hablando de propagación de ondas, ¿qué es la absorción?
Es la pérdida de energía de la onda al atravesar un medio material, la cual termina disipándose en forma de calor.

10. Explica brevemente en qué consiste el efecto de la difracción en la propagación de ondas.
Es la propiedad física por la cual las ondas logran curvarse y rodear los bordes de un obstáculo en su trayectoria.

11. ¿Qué parámetro debe coincidir en dos ondas sinusoidales para que se produzca interferencia?
Debe coincidir la frecuencia.

12. ¿Qué fenómeno de la propagación de ondas aprovecha la propagación por onda de superficie para conseguir grandes coberturas?
Aprovecha la difracción sobre la curvatura terrestre, apoyada por la conductividad eléctrica del terreno.

13. ¿Cuándo se consigue mayor alcance con la propagación ionosférica? ¿Por qué motivo?
Se consigue de noche, porque desaparece la capa D (que absorbe la señal durante el día), permitiendo que las ondas alcancen capas más altas para sus rebotes.

14. ¿Qué hace falta para que se pueda utilizar la propagación por onda directa?
Se requiere una línea de vista directa (LOS - Line of Sight) completamente despejada entre el transmisor y el receptor.

15. ¿Qué bandas del espectro de radiofrecuencia pueden utilizar la propagación por onda ionosférica?
Principalmente la banda HF (3-30 MHz) y la banda de MF (300 kHz - 3 MHz) durante las horas nocturnas.

16. Define claramente qué son las zonas de silencio o de sombra.
Es el área muerta o geográfica donde no llega la onda de superficie ni el primer rebote de la onda ionosférica.

17. Explica brevemente qué es el desvanecimiento y por qué se produce.
Es la fluctuación temporal de la potencia de la señal recibida, causada generalmente por multitrayectoria (multipath) o condiciones meteorológicas variables.

El Ruido en los Sistemas Electrónicos

18. En el contexto de las radiocomunicaciones, ¿qué es el ruido?
Es toda energía electromagnética no deseada que se acopla a la señal útil, degradando su calidad y fidelidad.

19. ¿Dónde se origina principalmente el ruido externo artificial y cuáles son las frecuencias predominantes?
Se origina en la actividad humana (maquinaria, redes eléctricas, etc.) y predomina en las bajas frecuencias (menores a 30 MHz).

20. ¿Cómo se relacionan el ruido y el ancho de banda en un sistema electrónico?
Son directamente proporcionales: a mayor ancho de banda, mayor potencia de ruido entra al sistema, según la fórmula: P_N = k · T · B.

21. ¿Cómo se denomina el ruido que procede del sol?
Se denomina ruido solar, el cual está clasificado dentro del ruido cósmico.

22. ¿Cómo se denomina el ruido que se genera en los transistores? ¿Y en las resistencias?

• Transistores: Ruido de disparo (shot noise) y ruido de parpadeo (flicker noise).
• Resistencias: Ruido térmico (o ruido de Johnson-Nyquist).

Líneas de Transmisión y Reflexión

23. ¿Qué es la reflexión en una línea de transmisión y cuándo se produce?
Es el retorno de parte de la energía de la señal hacia la fuente, y ocurre cuando existe una desadaptación de impedancias entre la línea y la carga.

24. ¿Entre qué valores puede estar el coeficiente de reflexión de una línea de transmisión? ¿Y entre cuáles el ROE? Indica en ambos casos cuál es el valor ideal.

• Coeficiente de reflexión: Oscila entre 0 y 1 (valor ideal: 0).
• ROE (Relación de Onda Estacionaria): Oscila entre 1 e infinito (∞) (valor ideal: 1).

25. ¿En qué dos casos se producirá reflexión total en una línea de transmisión?
Se produce cuando la línea termina en circuito abierto (Z_L = ∞) o cuando termina en cortocircuito (Z_L = 0).