EQUIPOS DE RADIOCOMUNICACION


EQUIPOS DE RADIOCOMUNICACION VHF

Presentamos aqui un compendio de conceptos básicos y recomendaciones para instalar y operar correctamente equipos de radiocomunicación en los vehículos Land Rover.




Espectro electromagnético

Según su longitud de onda, la radiación electromagnética recibe diferentes nombres, y varía desde los energéticos rayos gamma (con una longitud de onda del orden de picómetros) hasta las ondas de radio (longitudes de onda del orden de kilómetros), pasando por el espectro visible (cuya longitud de onda está en el rango de las décimas de micrómetro). El rango completo de longitudes de onda es lo que se denomina el espectro electromagnético.
El espectro visible es un minúsculo intervalo que va desde la longitud de onda correspondiente al color violeta (aproximadamente 400 nanómetros) hasta la longitud de onda correspondiente al color rojo (aproximadamente 700 nm).

 

Radiocomunicaciones

Son las comunicaciones que se realizan empleando las ondas electromagnéticas que ocupan el rango de frecuencias de las ondas de radio o radiofrecuencia. Aunque casi sempre se emplea la palabra radio de modo general, las transmisiones de televisión, radio, radar y telefonía móvil están incluidas en esta clase de emisiones de radiofrecuencia.
Otros usos de las radiocomunicaciones son audio, vídeo, radionavegación, servicios de emergencia y transmisión de datos por radio digital; tanto en el ámbito civil como militar. 
Las radiocomunicaciones también son usadas por los radioaficionados.
El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 Hz y unos 300 GHz

Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.


Hertz. 

Unidad de frecuencia o ciclos por segundo de la onda electromagnética.

1Hz = 1 ciclo/seg.

1KHz = 1,000 ciclos por segundo.

1MHz = 1’000,000 ciclos por segundo.

1GHz = 1,000’000,000

Longitud de onda. 

Es la distancia real que recorre el ciclo de una onda en un segundo.

Frecuencia

Es el numero de ciclos por segundo de la onda electromagnética. Se expresa en Hertz (Hz)

Banda.

Es el rango de frecuencias asignadas a diferentes usos. Por ejemplo la banda de FM va de 88 a 108MHz



Clasificación

La radiofrecuencia se puede dividir en las siguientes bandas del espectro electromagnético:
Nombre
Nombre inglés
Abreviatura inglesa
Banda ITU
Frecuencias
Longitud de onda / Uso
< 3 Hz
> 100.000 km
Extremely low frequency
ELF
1
3-30 Hz
100.000–10.000 km
Super low frequency
SLF
2
30-300 Hz
10.000–1.000 km
Ultra low frequency
ULF
3
300–3.000 Hz
1.000–100 km
Very low frequency
VLF
4
3–30 kHz
100–10 km
Radio gran alcance
Low frequency
LF
5
30–300 kHz
10–1 km
Radio, navegación
Medium frequency
MF
6
300–3.000 kHz
1 km – 100 m
Radio de onda media
High Frequency
HF
9
3–30 MHz
100 m – 10m
Radio de onda corta
Very high frequency
VHF
11
30-300 MHz
10–0.1 m
Ultra high frequency
UHF
10
300-3000 MHz
100–10 mm
TV, radio, telefonía móvil
Super high frequency
SHF
11
3-30 GHz
100–10 mm
Radar
Extremely high frequency
EHF
11
30-300 GHz
10–1 mm
Radar
Las bandas ELF, SLF, ULF y VLF comparten el espectro de la AF (audiofrecuencia), que se encuentra entre 20 y 20.000 Hz aproximadamente. Sin embargo, éstas se tratan de ondas de presión, como el sonido, por lo que se desplazan a la velocidad del sonido sobre un medio material como puede ser el aire. Mientras que las ondas de radiofrecuencia, al ser ondas electromagnéticas, se desplazan a la velocidad de la luz y sin necesidad de un medio material, se pueden desplazar en el vacío.

Sistemas que funcionan en VHF (Very High Frequency)
Los sistemas que operan en VHF son la televisión, radiodifusión en FM, la banda aérea, los satélites de comunicaciones, las comunicaciones entre buques y el control de tráfico maritimo.
A partir de los 50 MHz encontramos frecuencias asignadas, según los países, a la televisión comercial; son los canales llamados "bajos" del 2 al 13. También hay canales de televisión en UHF.
Entre los 88 y los 108 MHz encontramos frecuencias asignadas a las radios comerciales en Frecuencia Modulada o FM. Se la llama "FM de banda ancha" porque para que el sonido tenga buena calidad, es preciso aumentar el ancho de banda.
Entre los 108 y 136,975 MHz se encuentra la banda aérea usada en comunicaciones para la aviación.
Los radiofaros utilizan las frecuencias entre 108,7 MHz y 117,9 MHz .
Las comunicaciones por voz se realizan por arriba de los 118 MHz , utilizando la amplitud modulada (AM).
En 137 MHz encontramos señales de satélites meteorológicos.
Entre 144 y 146 MHz, incluso 148 MHz en la Región 2, encontramos las frecuencias de la banda de 2m de radioaficionados. Estos son los sistemas que se utilizan en vehículos.
Entre 156 MHz y 162 MHz, se encuentra la banda de frecuencias VHF internacional reservada al servicio radiomarítimo.1
Por encima de esa frecuencia encontramos otros servicios como policía, bomberos, ambulancias y radio-taxis etc.


RADIOS VHF
Recuerda, que VHF es sinónimo de muy alta frecuencia (very high frequency). Estos radios funcionan mejor en ambientes al aire libre y con poco que obstruya la señal. Por estas razones, los radios VHF se utilizan a menudo en la configuración de la seguridad pública, tales como seguridad de eventos al aire libre y situaciones de línea de visión es decir las antenas de los equipos se “ven” entre si. Las señales VHF pueden viajar hasta 40km en ambientes libres de obstáculos con las antenas debidamente instaladas, ubicadas y configuradas.



ANTENA
Dispositivo cuya función es emitir o recibir ondas electromagnéticas del o hacia el espacio

ANTENA MOVIL VHF. 
La antena es la parte más importante de una instalación de radio. Todas las antenas de móvil se deben instalar sobre el techo o una superficie metálica para obtener un rendimiento óptimo.

ANTENAS VHF PARA MOVIL 
“Una buena antena mejora tanto la recepción y la transmisión.” 
Comenzamos con un conocido apotegma, que circula desde el comienzo de las transmisiones radiales, y dice con mucha razón técnica (demasiada): 
“Si tienes U$100 para gastar en tu estación de radio, U$70 deben ser para el sistema irradiante (antenas, mástil, cables, conectores) y U$30 para el equipo transmisor/ receptor”

Veamos un par de ideas sobre antenas, siempre para móvil y VHF.
Un dato importante: “Impedancia de la antena”
La inmensa mayoría de los transceptores de VHF son construidos para operar con antenas de 50 ohms. Y la antena tiene que tener la misma impedancia, caso contrario puede dañar severamente el equipo. La colocación de una antena de distinta impedancia va a hacer que la recepción y la transmisión sean inadecuadas. (pobre recepción y transmisión).
La correcta adaptación se mide con un parámetro llamado “ROE” (relación de ondas estacionarias). Si la ROE es de 1:1 quiere decir que la antena esta correctamente adaptada en impedancia al equipo.
Otro tema interesante: la “Ganancia de una antena”
La podemos entender como el “incremento” en la potencia radiada aparente (y mejora igualmente de la recepción). O sea que mientras mas “ganancia” tenga nuestra antena más lejos vamos a llegar con nuestra transmisión y señales más débiles vamos a poder escuchar (se mide en db, mientras mas db de ganancia tenga la antena mejor). Normalmente esto se lleva a cabo enviando la radiofrecuencia en la dirección de interés para comunicarnos, y reduciéndola en otras direcciones no deseadas. (como ocurre con un reflector en una lámpara de automóvil).
Una antena con más ganancia mejora la trasmisión y la recepción, en cambio un equipo con más potencia solo mejora la trasmisión.
Vamos a la realidad cotidiana.
Aparecen habitualmente (o están popularizadas) dos tipos de antenas para VHF móvil “1/4 de longitud de onda” y “5/8 de longitud de onda”.
Que es esto de “fracciones de longitud de onda”?
La antena tiene que ser múltiplo de la “longitud de onda” para que funcione, con la impedancia adecuada y obtenga una buena ganancia.
Que es la “La longitud de onda”?
Ya lo mencionamos más arriba. La medida de la longitud de onda resulta de dividir la velocidad de la luz por la frecuencia y afectarla por un coeficiente que depende de las características físicas de la antena. 
En la banda de VHF, por ejemplo para la frecuencia de 146 MHz la longitud de onda da 300.000.000 m/s dividido entre 146.000.000 Hz nos da una longitud de onda de 2,05 m. Esto nos dice que si ajustamos la antena en una frecuencia dada, no nos podemos “correr” mucho de esta (ancho de banda de la antena) porque se nos “sale” de calibración. 
La longitud de onda en la banda de VHF (146 MHz) es de aproximadamente 2 metros, entonces la antena de ¼ longitud de onda va a tener un largo de aprox.  0,5 m y la de 5/8 un largo de 1,25 m
Qué diferencia hay entre las antenas de ¼ y 5/8 longitud de onda?
La antena de 5/8 tiene un ángulo de irradiación más bajo y por lo tanto la energía no se va para el cielo, sino que se dirige hacia el horizonte, que es a donde queremos comunicar. Idealmente, con una antena de 5/8 podemos comunicar el vehículo blanco  con el rojo en el diagrama siguiente, pero no con una antena de ¼, porque vemos claramente que “no llega”.



Los “lóbulos” podrían ser en este caso la máxima distancia de cobertura de la antena. Ojo, hay que considerar los lóbulos en tres dimensiones. Con estas antenas las ondas se propagan como burbujas en forma de lóbulos en todas direcciones 360° alrededor de la antena.
¿O sea que la antena de 5/8 es mejor que la de ¼?
No necesariamente es así, porque la antena de 5/8 necesita una adaptación especial en su base para que funcione correctamente. Lleva una bobina, que si no es de excelente calidad, se queda con toda la “ganancia” que pretendemos obtener. En VHF esta bobina es difícil de realizar con bajas perdidas …….y las bobinas que hacen bien su trabajo son de elevado precio.
Podemos afirmar que a toda antena que se le coloque una bobina de dudosa calidad no sirve porque las pérdidas en ella atenúan la transmisión y la recepción.  Las antenas baratas NO SIRVEN.
O sea: es preferible una antena de ¼ de onda y no una 5/8 de calidad incierta.
Ambas antenas (5/8 y ¼) necesitan un “plano de tierra”, el techo metálico del vehículo crea un muy buen plano de tierra, siempre que la base de la antena esté conectado a masa del vehículo en el punto de anclaje.
La base de la antena debe tener contacto a tierra, o sea los tornillos de montaje deben atravesar la pintura y hacer contacto con la lata del vehículo. Se debe tratar de buscar una posición de la antena que quede rodeada de plancha metálica (lo ideal es el centro de techo pero a veces es difícil el montaje).
Veamos dos casos con portaequipajes metálicos donde se usa éste como anclaje para la antena.


Nótese como el movimiento (o el viento) deforman el irradiante, afectando el buen funcionamiento de la antena.
En ambos casos, no es lo ideal, porque el plano de tierra tiene que ser mayor de ¼ de onda (>50cm) para todos lados alrededor de la base la antena.
Caso muy desfavorable: la antena está en un rincón del techo, el diagrama de irradiación de la antena se deforma y se pierde ganancia.


Cuando usamos base magnética, esta hace de capacitor con la carrocería metálica del vehículo y por aquí aparece la masa (únicamente para Radiofrecuencia) 
Aquí se recomienda colocar la antena en el centro del techo y usar ¼ de onda para evitar que el largo de la 5/8 toque en un árbol, techo, etc. lo cual podría despegar el imán y dañar la pintura.
Colocamos la antena en el centro del techo y tratamos que el imán quede lo más cerca posible de la cabina del vehículo. (Máxima capacidad).
Otra opción aceptable para una de 5/8 es colocar la antena en el centro del capot, con esto el problema de la altura es menor aunque se sacrifica un poco el diagrama de irradiación.


¿Como se realiza el “ajuste de las antenas”: ?
El largo ideal de la antena es aquel en el cual la antena “resuena” en la frecuencia que vamos a a operar. No aquel en el cual la antena presenta la impedancia de 50 ohms en el punto de conexión. Normalmente se ajusta las antenas por “mínima ROE“ es decir cuando la antena presenta una impedancia igual a la del equipo, por lo tanto, el equipo transmite su máxima potencia, pero esto no nos dice nada de la “ganancia de la antena”, realmente  es una solución fácil pero no óptima. La antena debe ajustarse con un medidor de campo electromagnético, aparte del medidor de ROE.
El ajuste de las antenas se hace “in situ” es decir en el lugar del techo donde van a funcionar, ya que el plano de tierra (techo o portaequipajes) tiene gran influencia en su operación.
Otro tema importantísimo a tener en cuenta es el “cable de antena” que une el transceptor con la antena. Este tiene que ser de excelente calidad, si no se queda con gran parte de la potencia (de transmisión y recepción) en el cable, por más bueno que sea el equipo y la antena, el cable lo arruina todo.
Los conectores (terminales) que unen el cable al equipo y la antena, también se quedan con algo (y a veces bastante). Es necesario que sean de la mejor calidad posible e instalados con esmero y dedicación.


Información condensada y resumida de varias fuentes disponibles en Internet por Aníbal Paredes -LRCP 

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.