INDICE - garemar MANUAL RADIO.pdf · 4- La banda de VHF (Very High Frecuency) 30/300 MHz,...

INDICE:

1.- GENERALIDADES

2.- LA RADIO

2.1.- LA ONDAS HERTZIANAS

2.2.- MODULACION

2.3.- RADIO AMATEUR

2.3.1.- RADIOAFICIONADOS

2.3.2.- BANDA CIUDADANA

2.3.3.- PMR446

3.- EQUIPOS UTILIZADOS

3.1.- HF

3.2.- CB

3.3.- PMR 446 (PMR y LPD) Subtonos CTCSS y DCS

3.4.- VHF/UHF

3.5.- RECEPTORES

3.6.- REPETIDORES

4.- HOMOLOGACIONES

4.1.- DECLARACION DE CONFORMIDAD

4.2.- NUMERODE SERIE

4.3.- LEGALIZACIONES

5.- ESTACIONES DE RADIO – SUS ELEMENTOS –

5.1.- FUENTES DE ALIMENTACION

5.2.- ANTENAS

5.21.- Accesorios para antenas

5.3.- LA R.O.E.

5.4.- COAXIALES

5.5.- CONECTORES

5.6.- AMPLIFICADORES

5.7.- FRECUENCIMETROS

5.8.- MICROS

5.9.- CARGA FICTICIA

6.- MANEJO DE EQUIPOS

6.1.- VOLUMEN

6.2.- ON/OFF

6.3.- SQUELCH

6.4.- SINTONIA

6.5.- GANANCIA DE RF

6.6.- SMEETER

6.7.- GANANCIA DE MICRO

6.8.- NB/ANL

6.9.- SCAN

6.0.- MODOS

7.- Equipos homologados para caza

8.- LA RADIO DIGITAL PROFESIONAL

9.- LA RADIO-ESCUCHA (manejo de receptores)

10.- SDR – La radio definida por software -

1.- GENERALIDADES

Desde hace ya tiempo y cada vez en mayor medida, nos resulta más popular lapalabra comunicación. Se emplea constantemente, y a nuestro alrededor podemosobservar la cantidad de ingenios que se han venido construyendo para facilitar elintercambio de información entre personas y máquinas de todas las formas posibles -Teléfono-Radio-TV-Redes de ordenadores- etc.-

Sabemos por lo tanto, que la comunicación en sí es algo cotidiano, que existedesde siempre y que surge de manera espontánea por la necesidad que tiene elhombre de hacerse entender.

La comunicación no es más que una relación que se establece al enviar unainformación desde un punto -emisor- a otro punto -receptor-. Por supuesto, la formaen que se transmite esa información variará en función del medio elegido paraenviarla.

FORMA

EMISOR MEDIO RECEPTOR

En el simple hecho de una conversación, el emisor es la persona que habla, laforma es nuestro propio lenguaje, medio son las ondas sonoras y el receptor s lapersona que escucha.

2.- LA RADIO

Sabemos perfectamente en qué consiste, actualmente es ya un medioconsiderado de masas. Fue Heinrich Hertz quién consiguió realizar la primeratransmisión en 1887, de ahí el nombre de ondas hertzianas. Posteriormente Marconirealizó el primer sistema práctico de recepción -retransmisión- en 1896. A partir deesta fecha hubo importantes hitos históricos que contribuyeron a popularizar estemedio.

Podemos afirmar que no existe lugar en el mundo donde no podamos ecribirinformación a través de las ondas.

La radio no sólo se convirtió en un medio de difusión, informativo, sino quetambién adquirió un carácter lúdico.

Hoy en día podemos hacer una clasificación en función del uso que se hace delmedio.

Radio Amateur

- Servicios públicos y privados

Radio profesional

- Cadenas de radiodifusión

Todo sabemos la gran aportación diaria que las cadenas de radiodifusiónactual nos hacen, por supuso, en ello incluimos las cadenas televisivas.

Igualmente, en otro orden de cosas, somos conscientes de la gran ayuda querepresentan los sistemas de comunicación vía radio para servicios públicos comopolicía, ambulancias, bomberos, etc… y de la misma manera a empresas privadas.

La última modalidad, que os ocupa, es la radio-amateur o la radio deaficionado, que no es más que un “hobby” científico fascinante con muchas facetas. Almismo tiempo es un servicio público, reconocido como serviio de radio, y como tal sele ha asignado una legislación específica por la Unión Internacional deComunicaciones, existente desde 1948 y conocida por las siglas ITV.

La misión fundamental de la ITV, es la ordenación adecuada de todo elespectro radiofónico, es decir, fijar en el mismo las frecuencias de trabajo de todas lasestaciones del mundo.

2.1.- LAS ONDAS HERTZIANAS

Una onda, no es más que una manifestación de energía proveniente de algúnlugar.

Cuando nosotros hablamos, conseguimos hacer vibrar gran cantidad departículas en el aire que, al ponerse en movimiento y llegar al oído de nuestrointerlocutor, conseguimos hacernos entender. Si nuestro interlocutor se encuentramuy lejos, entonces hemos de emplear mayor energía para activar las partículas y queéstas adquieran también mayor energía.

Si nosotros conseguimos hacer vibrar 100 veces por segundo una partículadiremos que posee una frecuencia de 100 Hz.

Actuando como receptor, el oído humano es capaz de seleccionar (sintonizar)sonidos cuyas frecuencias estén comprendidas en un mínimo de 20 Hz. Y un máximode 20 Khz.

Si emitimos un sonido de frecuencia inferior a 20 Hz. Nos pasaráabsolutamente desapercibido, puesto que está fuera del límite audible anteriormentedicho.

Cuanto más baja es la frecuencia, más grave percibiremos nosotros esesonido, cuanto más alta sea, más agudo diremos que es.

Las ondas de radio tienen una frecuencia mayor que las ondas sonoras.

Haciendo un análisis del espectro tendríamos aproximadamente esta figura:

0Hz 20Hz 1kHz 20kHz 100 kHz 1Mhz 27 Mhz 145Mhz1Ghz 12Ghz

Frec. Subsónicas Ondas Sonoras Ultrasonidos Ondas de radio

Las unidades de medida se expresan en hertzios.

100 Hz. = 1 Khz. (1 Hilohertzio)

1000.000 Hz. = 1 Mhz. (1 Megahertzio)

1000.000.000 Hz. = 1 Ghz. (1 Gigahertzio)

Entre 0 y 20 Hz. están las llamadas frecuencias subsónicas, de escaso interéspara nosotros. Entre 20 Hz. Y 20 Khz. están todas las frecuencias sonoras que el oídohumano es capaz de captar. Entre 20 Khz. Y 100 Khz. están las frecuenciasultrasónicas, para nosotros igualmente de escaso interés. Entre 100 Khz. Y 30 Mhz.están todas las frecuencias denominadas de HF (high frecuency) en donde podemosencontrar la popular OM (onda media) y OC (onda corta) de radiodifusión.

OM OC CB

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100 Khz. 1 Mhz. 7 Mhz. 27 Mhz. 30Mhz.

En 27 Mhz. Encontramos la banda ciudadana, de la que hablaremos másadelante.

A partir de 30 Mhz. Nos encontramos con la banda de VHF que va hasta los250 Mhz. (Very high frecuency). En ella encontraremos servicios de TV, FM comercial(88-108 Mhz.) radioaficionados (144-146 Mhz.) y servicios profesionales comoaeropuertos, policía, taxi, bomberos, etc.

Más allá de los 250 Mhz. encontramos en la banda denominada UHF (ultrahigh frecuency) en la que encontraremos servicios muy diversos como telefonía,televisión, radioaficionados, etc.

Por último, en las bandas más altas, a partir de 3-4 Ghz., encontramos variadosservicios vía satélite. En torno a los 11 Ghz. están los satélites de radio-televisión, delos cuales recibimos las señales a través de la antena parabólica.

Resumiendo, a nuestro alrededor se registran una multitud de frecuencias diferentes que pueden clasificarse de distintas formas, de entre ellas una clasificación puede ser:

1- las frecuencias audibles y las notas musicales desde un DO1 a un SI 8 escalonadasdesde 16,34 Hz a 15801 Hz

2- Los ultrasonidos, comprendidos mayoritariamente alrededor de 35/40 KHz.

3- Las frecuencias radio eléctricas de 90KHz a 30 MHz, entre las cuales se encuentra la banda de los 11m. llamada también banda CB: 26/27 MHz y la banda de 10m reservada a los radio aficionados: 28/30 MHz.

4- La banda de VHF (Very High Frecuency) 30/300 MHz, comprendiendo la llamada banda de radio aficionados 2m 146MHz y las frecuencias de uso radio marítimo 156MHz.

5- La banda de UHF (Ultra High Frecuency) 300/3000 MHz, en las cuales operan los Low Power Devices (transceptores portátiles LPD) en 433 MHz y los Private Mobile Radios (PMR) en 446 MHz, así como la telefonía GSM en 900MHz/1,8GHz.

6-La banda SHF (Supra High Frecuency): 3/ 35 GHz usada por múltiples aplicaciones tales como las aeronáuticas, los satélites, y los radares. A continuación están las radiaciones infrarrojas, la luz, el laser, los ultravioletas, los rayos X acabando por las radiaciones cósmicas

Para entender esto, podemos hacer la experiencia de fijarnos en el dial decualquier aparato musiquero comercial. Todo lo que acabamos de exponer lo veremosallí reflejado.

Las ondas se desplazan a una velocidad de 300.000 Kms. Por segundo, esdecir, aproximadamente, la velocidad de la luz. Si dividimos la velocidad dedesplazamiento de las ondas hertzianas entre la frecuencia de las mismas, no sale unresultado que se llama -λ- longitud de onda. Así, podemos referirnos a la bandaciudadana como la banda de 11 mtrs., puesto que si nos ocupamos de dividir300.000.000 mtrs. / 27.000.000 Hz., aproximadamente nos da 11 que es la longitud deonda correspondiente a una frecuencia de 27 Mhz.

Esto nos servirá más adelante para entender ciertas propiedades de lasantenas.

2.2.- MODULACION

Una onda emitida desde un equipo transmisor se llama portadora. Por si sola,una onda no aporta información alguna, más que la existencia de una energía queestá siendo radiada al espacio.

Cuando hablamos o enviamos de alguna forma, algún tipo de información enesa onda, entonces la onda es modulada.

Está prohibido, salvo en determinadas ocasiones, emitir portadores periodosprolongados, y absolutamente prohibido interferir emisiones de otra persona, medianteportadoras, actuando en su misma frecuencia de trabajo.

Existen varios modos de enviar una información dentro de una mismafrecuencia, o mejor dicho, existen varias formas de modulación. Son las siguientes:-AM (amplitud modulada) –FM (modulación de frecuencia) –SSB (Banda lateral), haydos: BLV o USB (Banda lateral superior) y BLI ó LSB (Banda lateral inferior) y –CW(telegrafía), como formas más corrientes de enviar información a través de unaportadora.

En los segmentos de HF se utilizan preferentemente SSB y CW. En CB seutiliza más la AM, y en UHF y VHF se utiliza la FM.

Para contactos a más larga distancia (DX) se utiliza preferentemente la SSB enHF: También se hacen contactos y utiliza la SSB en VHF pero su uso está menosextendido.

2.3.- RADIO AMATEUR

Como antes hemos dicho, la radio-amateur o radioafición, no es más que un“hobby” científico.

Un radioaficionado no percibe remuneración alguna por el hecho de poseerlicencia, al contrario, es él quien ha de cotizar lo estipulado por el organismocorrespondiente a su país, en concepto de utilización del espectro radiofónico.

Dicho esto, y concibiendo igualmente la labor del radioaficionado como deutilidad pública, se puede llegar a la conclusión de que la afición e debe sustentar enun talante altruista y a la vez científico.

2.3.2.- BANDA CIUDADANA

La banda ciudadana es un apartado muy particular en el espectro de HF, en lafrecuencia de 27 Mhz.

Habitualmente la CB (Citizen Band) o Banda Ciudadana, es el paso previo arealizar el examen de radioaficionado. Es sin lugar a dudas, la manera más sencilla yeconómica de tomar contacto con la realidad de las ondas.

Dentro de la banda ciudadana, nos encontramos a los camioneros, gente quehace ruta, chicos jóvenes… en realidad, gente de todo tipoy condición. Por supuesto,en una gran parte de los casos, sus inquietudes no son en absoluto científicas. ¿Québusca pues un cebeista?. Un cebeísta busca ante todo la posibilidad de estarcomunicado bien sea por diversión, por necesidad o por seguridad.

Así mismo, la CB presta un gran servicio a mucha gente que circula por nuestrageografía, permite romper con la monotonía del volante, diversas informacionesacerca de rutas, estado del tráfico, etc…

Para la utilización de la CB no se necesita examen previo, sino el únicorequisito de adquirir un equipo homologado y dar el alta del mimo -legalizado- en lacorrespondiente oficina de telecomunicaciones de su provincia (Están ubicadas entodas las capitales de provincia).

En los anexos adjuntamos cuadro explicativo de los requisitos necesarios parala legalización de un equipo de Banda Ciudadana. Así mismo, en los anexos podemosver las frecuencias asignadas a cada canal. Como vemos hay 40 canales con los quecuenta cualquier equipo del mercado, y además, existen más canales que también sonutilizados por los cebeistas. Ocurre que la legalidad contempla el uso de esos 40canales y cualquier equipo con la homologación cumplida trae de serie esos 40canales –llamados 40 principales-. Pues bien, existe la posibilidad, en algunos equiposhomologados, de aumentar sus posibilidades añadiendo otras frecuencias adyacentes,no contemplado su uso legal. A la operación (sencillísima en la mayor parte de loscasos) que se realiza al equipo se llama “abrirlo de banda”, “pincharlo”, etc…Habitualmente,junto con esta operación se realiza también un aumento de potencia,pues cualquier equipo homologado de CB no debe sobrepasar legalmente la potenciade 4W.

Por supuesto, no todos los equipos de CB permiten realizar la operaciónanteriormente descrita.

2.3.3.- PMR446 - Equipos de uso libre -

Un nuevo sistema de comunicaciones de uso libre

La idea de los walkies pmr 446 nace de la necesidad de contemplar unascomunicaciones profesionales y de ocio de forma sencilla sin entorpecer las bandas de radioaficionado o las de servicios profesionales, es por eso que la potencia de transmisi?n de los walkies pmr 446 es de 500 mw y se emite en FM estrecha tambien llamada NFM, su separacion de canales es de 12.5 khz multiplos de 6.25 khz,

Canales Frecuencias

1 446.006.25

2 446.018.75

3 446.031.25

4 446.043.75

5 446.056.25

6 446.068.75

7 446.081.25

8 446.093.75

En 2016, se amplió este cuadro de frecuencias a este otro:

Permiten comunicaciones libres de gran calidad y fiabilidad a coste cero: sin licencias ni tasas, sin coste por llamada ni cuotas mensuales.

¡ TAN SOLO PULSE UN BOTÓN Y HABLE ¡

Es completamente gratuito, ningún costo de activación , sin licencia y, sobre todo, ningún coste ligado a la duración de las conversaciones.

Todo el mundo puede usarlo, empresas, particulares. Al estar diseñado bajo especificaciones pana-europeas, permite asimismo su libre utilización al traspasar fronteras.

Se adaptan a múltiples usos: Profesional, ocio, deportivo ...

En el trabajo para las comunicaciones internas en la empresa, en los servicios de seguridad, eventos deportivos, hoteles, campings, centros comerciales, instaladores, edificios en construcción, cuando es indispensable mantenerse en permanente contacto.

En el tiempo libre en la montaña o en la playa, en barco, en bicicleta o en moto,pescando, paseando...o mientras practica su deporte favorito: escalando, volando con ala delta o ultraligero, en mountain bike, esquiando...

En casa para vigilar a distancia al bebé, a un enfermo, a un anciano...

El alcance de dichos aparatos está limitado por sus condiciones de potencia y por la cantidad de obstáculos que existan. El máximo alcance se conseguirá subiéndose a zonas altas: lomas, colinas o montañas, intentando que el entorno esté despejado de árboles, edificios u otros obstáculos. El alcance en el interior de edificios es notable.

Que son los codigos o subtonos CTCSS

Estos son los 38 codigos o subtonos analogicos estandar que utilizan los equipos PMR 446, LPD 443 y LPD 860, se emiten inyectados junto a portadora de audio (nuestra modulacion) y es asi como el receptor puede distinguir que señales pasan y cuales no, dependiendo del codigo que lleven asignado. (Para escucharlas todas se puede seleccionar el codigo 00 en los walkie talkies que lo permitan)

Para entrar ( pinchar ) los repetidores PMR 446 LPD 443 ? LPD 860 es necesario saber que subtono est?n utilizando previamente, de lo contrario no nos escucharan.

TonoFrecuencia TonoFrecuencia TonoFrecuencia TonoFrecuencia TonoFrecuencia

01 67.0 Hz 09 91.5 Hz 17 118.8 Hz 25 156.7Hz 33 210.7 Hz

02 71.9 Hz 10 94.8 Hz 18 123.0 Hz 26 162.2 Hz 34 218.1 Hz

03 74.4 Hz 11 97.4 Hz 19 127.3 Hz 27 167.9 Hz 35 225.7 Hz

04 77.0 Hz 12 100.0 Hz 20 131.8 Hz 28 173.8 Hz 36 233.6 Hz

05 79.7 Hz 13 103.5 Hz 21 136.5 Hz 29 179.9 Hz 37 241.8 Hz

06 82.5Hz 14 107.2 Hz 22 141.3 Hz 30 186.2 Hz 38 250.3 Hz

07 85.4 Hz 15 110.9 Hz 23 146.2 Hz 31 192.8 Hz

08 88.5 Hz 16 114.8 Hz 24 151.4 Hz 32 203.5 Hz

Que son los codigos o subtonos DCS

Los codigos o subtonos digitales dcs ( Digital Code Squelch ) son identicos a los analogicos, la unica diferencia radica en su modulacion y la forma de crearlos, existen muchos codigos digitales pero al igual que los analogicos hay unos determinados como estandar, en total 104 codigos dcs aqui mostrados.

Normalmente loswalkies pmr 446 lpd 443 o lpd 860 no suelen incluirlos, hay alguna excepcion que son los semi-profesionales o profesionales que si los incluyen ya que son necesarios para el uso profesional, imaginaros un controlador de grua el cual

intenta hablar con los demas operarios y por no tener codigos digitales tiene que estar escuchando a otras estaciones de su mismo canal impidiendole la comunicacion.Por regla general suelen ser mas discriminatorios de las interferencias que los subtonos analogicos.

Para entrar (pinchar) en los repetidores PMR 446, LPD 443 o LPD 860 es necesario saber que subtono digital estan utilizando previamente, de lo contrario no nos escucharan.

DCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreqDCSFreq

001 023 013 071 025 143 037 225 049 266 061 356 073 452 085 532 097 703

002 025 014 072 026 145 038 226 050 271 062 364 074 454 086 546 098 712

003 026 015 073 027 152 039 243 051 274 063 365 075 455 087 565 099 723

004 031 016 074 028 155 040 244 052 306 064 371 076 462 088 606 100 731

005 032 017 114 029 156 041 245 053 311 065 411 077 464 089 612 101 732

006 036 018 115 030 162 042 246 054 315 066 421 078 465 090 624 102 734

007 043 019 116 031 165 043 251 055 325 067 413 079 466 091 627 103 743

008 047 020 122 032 172 044 252 056 331 068 423 080 503 092 631 104 754

009 051 021 125 033 174 045 255 057 332 069 431 081 506 093 632

010 053 022 131 034 205 046 261 058 343 070 432 082 516 094 654

011 054 023 132 035 212 047 263 059 346 071 445 083 523 095 662

012 065 024 134 036 223 048 265 060 351 072 446 084 526 096 664

¿Que es la banda pmr digital? Tabla de frecuencias DPMR 446

Los walkies dpmr 446 son walkie talkies de uso libre sin licencia que utilizan la nueva normativa para emitir en modo digital sobre las nuevasfrecuencias asignadaspara tal efecto, estas frecuencias son contiguas a los pmr 446 y comparten las mismas limitaciones tecnicas como por ejemplo la antena fija y los 500 miliwatios de potencia (esto permite que los equipos tengan ambas bandas).

La separacion de canales se ha visto reducida de 12.5 khz a 6.25 khz para aprovechar al maximo los 100 khz contiguos del pmr 446 permitiendo un total de 16 canales digitales a sumar a los 8 canales analogicos.

Estos walkies dpmr 446 permiten enviar mensajes, llamada selectiva, audio digital degran calidad, etc...

Tabla de frecuencias dpmr 446:

Canal Frecuencia

1 446.103.125

2 446.109.375

3 446.115.625

4 446.121.875

5 446.128.125

6 446.134.375

7 446.140.625

8 446.146.875

9 446.153.125

10 446.159.375

11 446.165.625

12 446.171.875

13 446.178.125

14 446.184.375

15 446.190.625

16 446.196.875

Nueva banda UHF Tabla de frecuencias SDR LDP 860

La banda de LPD 443 ha sido renovada con la nueva SDR 860 tambien para low power devices o dispositivos de baja potencia, tienen cuatro grupos de canales A,B,Cy D que sumandos dan un total de 122 canales, la banda a utilizar depende del pais y su normativa asi como la potencia que puede llegar hasta 1 watio.En España solo estan permitidos los 24 canales de la banda o grupo D y una potenciamaxima de 5 miliwatios.Todos los grupos llevan una separacion entre canales de 12.5 khz a excepcion del grupo C que tiene 10 canales separados a 25 khz entre si y el tipo de modulacion en SDR 860 es NFM.

SDR LPD 860 Banda A

Canal Frecuencia

1 868.006.25

2 868.020.75

3 868.036.25

4 868.052.75

5 868.070.25

6 868.088.75

7 868.108.25

8 868.128.75

9 868.150.25

10 868.172.75

11 868.196.25

12 868.220.75

13 868.246.25

14 868.272.75

15 868.300.25

16 868.328.75

17 868.358.25

18 868.388.75

19 868.420.25

20 868.452.75

21 868.486.25

22 868.520.75

23 868.556.25

24 868.592.75

25 868.630.25

26 868.668.75

27 868.708.25

28 868.748.75

29 868.790.25

30 868.832.75

31 868.876.25

32 868.920.75

33 868.966.25

34 869.012.75

35 869.060.25

36 869.108.75

37 869.158.25

38 869.208.75

39 869.260.25

40 869.312.75

41 869.366.25

42 869.420.75

43 869.476.25

44 869.532.75

45 869.590.25

46 869.648.75

47 869.708.25

48 869.768.75

SDR LPD 860 Banda B

Canal Frecuencia

1 868.706.25

2 868.718.75

3 868.731.25

4 868.743.75

5 868.756.25

6 868.768.75

7 868.781.25

8 868.793.75

9 868.806.25

10 868.818.75

11 868.831.25

12 868.843.75

13 868.856.25

14 868.868.75

15 868.881.25

16 868.893.75

17 868.906.25

18 868.918.75

19 868.931.25

20 868.943.75

21 868.956.25

22 868.968.75

23 868.981.25

24 868.993.75

25 869.006.25

26 869.018.75

27 869.031.25

28 869.043.75

29 869.056.25

30 869.068.75

31 869.081.25

32 869.093.75

33 869.106.25

34 869.118.75

35 869.131.25

36 869.143.75

37 869.156.25

38 869.168.75

39 869.181.25

40 869.193.75

SDR LPD 860 Banda C

Canal Frecuencia

1 869.412.50

2 869.437.50

3 869.462.50

4 869.487.50

5 869.512.50

6 869.537.50

7 869.562.50

8 869.587.50

9 869.612.50

10 869.637.50

SDR LPD 860 Banda D

Canal Frecuencia

1 868.706.25

2 868.718.75

3 868.731.25

4 868.743.75

5 868.756.25

6 868.768.75

7 868.781.25

8 868.793.75

9 868.806.25

10 868.818.75

11 868.831.25

12 868.843.75

13 868.856.25

14 868.868.75

15 868.881.25

16 868.893.75

17 868.906.25

18 868.918.75

19 868.931.25

20 868.943.75

21 868.956.25

22 868.968.75

23 868.981.25

24 868.993.75

3.- EQUIPOS UTILIZADOS

3.1.- EQUIPOS HF

Permiten la utilización en un amplio espectro de frecuencias, habitualmenteentre 100 Hhz. Y 30 Mhz. Reciben el nombre común de “decamétricas”, por poderoperar en las bandas cuya longitud de onda es superior a 10 mtrs.

Son equipos más voluminosos que un CB ó un VHF, más complejos en sumanejo, y de un precio más elevado.

Su público es muy variopinto, abarca desde el radioaficionado hasta elmarinero. Todos ellos las utilizan para hacer contactos a larga distancia (DX en elargot).

Asimismo, casi todos ellos consiguen potencias en torno a los 100 W. yprecisan de fuentes de alimentación de mayor tamaño, a partir de 20 A.

3.2.-EQUIPOS CB

Los equipos CB pueden clasificarse en portátiles o fijos.

Los portátiles se caracterizan por su facilidad para funcionar con bateríasrecargables o simples pilas, y por su pequeño tamaño.

Los equipos fijos al contrario necesitan una fuente de alimentación que lessuministre la tensión necesaria. Son mayores de tamaño que los portátiles y su uso seve restringido a llevarlo en móvil o tenerlo en casa como estación base.

Como ya hemos comentado anteriormente, todos estos equipos de CBhomologados vienen con 40 canales de serie, son de construcción sencilla, con pocaprofusión de mandos y de manejo simple. La potencia viene limitada a 4 W. de serieen todos los homologados.

En los anexos podemos ver toda la documentación que hemos de aportar enla oficina de telecomunicaciones para la legalización de un CB.

3.3.- PMR 446 – uso libre, sin licencia-

Dado el concepto que esta banda representa, es casi lógico pensar que los equiposque se utilizan son mayoritariamente portátiles. Alguna vez se usan equipos fijos,sujetos a alimentación a través de la red.

3.4.- EQUIPOS VHF/UHF

Al igual que los CB, los equipos de VHF o UHF pueden clasificarse igualmenteen portátiles o fijos.

Las características mencionadas en los CB en cuanto a tamaño yfuncionamiento autónomo de los portátiles, las mantenemos para éstos.

Habitualmente, estos equipos van provistos de una pantalla LCD, en la que seindica la frecuencia de trabajo o el canal correspondiente a una determinadafrecuencia, así como otros parámetros necesarios para controlar el funcionamiento delequipo.

Podemos hacer una división en esta clase de aparatos, según la utilización quese les va a dar, según sea para uso profesional (bomberos, policía, etc.) o para uso deaficionado.

Los aparatos destinados a uso profesional han de ir provistos de lacorrespondiente declaración de conformidad, además, deberán llevar la frecuencia de

trabajo en canales programables. La solicitud de la oportuna licencia para su uso hade ser realizada por una persona autorizada y presentada en Telecomunicaciones, endónde, según las necesidades de uso, se le otorgará una frecuencia de trabajo, queserá la que han de llevar los aparatos programados.

Los equipos destinados a uso de aficionado en las bandas de VHF y UHF nonecesitan homologación, el único requisito para la legalización es que el margen defrecuencias en VHF esté limitado entre 144 y 146 Mhz. y en UHF esté limitado entre430 y 440 Mhz. De serie, cualquier aparato de éstos viene con esas especificaciones.Dado que la mayor parte de estos equipos no van a manos de radioaficionados, si nopque acaban en usos pseudo-profesionales, suele ser práctica habitual el abrirlos debanda, con lo cual tendrá acceso a funcionar no sólo en las bandas de aficionado,sino también las bandas comerciales, marinas, etc.

Se puede contemplar una tercera división en estos equipos, que sería laformada por los equipos marinos o de banda marina (156-160 Mhz.), también conespecificaciones especiales, adecuadas a lo exigido por la Dirección General deMarina Mercante (DGMM) y la Dirección General de Telecomunicaciones (DGT). Estosequipos son exigidos por la Dirección General de Marina Mercante para el despachoen embarcaciones. Pueden ser fijos o portátiles, tanto unos como los otros vanequipados con 64 canales obligatorios de tráfico marítimo y el canal 16 de accesodirecto, pues es el canal de emergencia. En los anexos podemos ver la tablacorrespondiente a canales marinos y sus respectivas frecuencias.

3.5.- RECEPTORES - ESCANER

Existe un grupo de equipos muy particular, que es precisamente este que nosocupa.

La principal peculiaridad radica en su enorme ancho de banda de trabajo.Están concebidos para recibir gran cantidad de frecuencias. No pueden transmitir, sóloreciben.

Dada la gran capacidad de recepción que tienen, están dotadas de un grannúmero de memorias para fijar frecuencias e manejo en la función de rastreo-muestreo- de frecuencias.

No precisan licencia de ningún tipo, y simplemente hay que tener en cuentaque está prohibida la divulgación de lo que a través de ellos pudiésemos llegar aescuchar.

3.6.- REPETIDORES

En determinadas ocasiones, y para poder cubrir mayores distancias conalgunos equipos, se utilizan los llamados repetidores.

Un repetidor es un equipo capaz de recibir en una determinada frecuencia ytransmitir en otra frecuencia distinta a la anterior.

La diferencia existente entre la frecuencia de RX y la de TX se llamadesplazamiento del repetidor. En los de radioaficionado es siempre constante e igual a600 Khz. En los de radio profesional no es constante.

Un repetidor se ubica habitualmente en un lugar privilegiado a posibilidades dealcance se refiere. Para ello hemos de pensar en una colina elevada o un gran edificio.

El procedimiento para utilizar un repetidor es muy simple. Supongamos quequeremos establecer contacto con otra estación que no nos escucha en directo.Entonces nos pondremos en la frecuencia del repetidor, emitiremos nuestro mensaje,este será captado por el repetidor, que en el mismo instante que lo capta lo transmiteen otra frecuencia distinta, que es a través de la cual escucha nuestro interlocutor.

Tomemos un ejemplo de dos estaciones. La estación A emite su mensaje en lafrecuencia 145.000, el repetidor la capta y la envía a través de 145.600 Todas lasestaciones que están escuchando en 145.600 recibirán el mensaje emitido por A. Sialguien quiere comunicar con A, cuando éste deje de transmitir, pueden hacerlo losdemás y A los escuchará, pues estará escuchando en 145.600. En este caso todas lasestaciones que usen el repetidor tendrán un desplazamiento de 600 Khz. Y unafrecuencia de TX de 145.000 y RX de 145.600. El repetidor tendrá las frecuenciasjustamente al revés, es decir, la de TX será de 145.600 y la de RX de 145.000. Estafunción es utilizada sobre todo en la banda de VHF y UHF, es de gran utilidad en elservicio de radioaficionados y también -sobre todo- en empresas constructoras,transportes, etc.

Se puede tener una o varias estaciones base y equipos móviles, todasconectadas a través del repetidor.

Pensemos que un portátil de VHF tiene una gran autonomía, es de pequeñotamaño y por lo tanto es fácilmente transportable por cualquier operario que necesitetener localizado.

4.- HOMOLOGACION

4.2.- NUMEROS DE SERIE

Además de la Declaración de conformidad, existe otro número con el que hande venir todos los equipos, que es el número de serie, éste es único para cada equipo,es algo así como su matrícula. Habitualmente viene grabado en el chasis del equipopara que no se pueda borrar.

Es el número por el que verdaderamente se distingue un equipo de otro con lamisma referencia. Cuando se hace la factura se ha de poner este número para laidentificación -cuando sea necesaria- del equipo.

4.3 LEGALIZACIONES

Un equipo puede tener su declaración de conformidad, es decir , tener el vistobueno de la DGT, y sin embargo no estar legalizado.

El paso posterior a la compra de un equipo homologado (excepto telefonía), esdarlo de alta en la DGT. Junto con el equipo hay una documentación que presentar,descrita para cada caso en los anexos.

Cuando nos admiten toda esa documentación y pasamos todos los trámitesenel organismo provincial de telecomunicaciones, podremos decir que tenemos elequipo legalizado.

5.- ESTACIONES DE RADIO

Hasta ahora, hemos venido hablando de quipos, incluso comentamos acercade las particularidades de los mismos, sin embargo un equipo fijo precisa de una seriede elementos imprescindibles para hacerlo funcionar.

Este será el esquema más básico de los elementos necesarios para laconstitución de una estación de radio fija.

Fuente de alimentación Equipo Antena

5.1.- FUENTE DE ALIMENTACION

La fuente de alimentación es el elemento necesario para suministrar la tensióncorrecta al equipo. Su función consiste en convertir la tensión de 220 V. de red entensión continua de 13,8 V. necesaria para alimentar la mayor parte de los equipos,sean de CB, HF, VHF o UHF.

Las fuentes de alimentación pueden clasificarse según la intensidad decorriente máxima que pueden suministrar o bien, si traen instrumento o no.

Cada equipo de radio tiene un consumo diferente, los más potentes tienen unconsumo mayor y los menos potentes consumen menos. Un equipo de radio siempreconsume más en transmisión (TX) que en recepción (RX), este consumo se mide enAmperios, y viene descrito habitualmente en el libro de instrucciones del equipo. Paraelegir una fuente de alimentación que pueda alimentar a un determinado equipo,hemos de ver cuál es el consumo máximo declarado por el fabricante, ysobredimensionar un poco la fuente que vayamos a entregar. Por ejemplo, si unfabricante nos dice que el equipo consume una intensidad máxima de 5 A. (Imáx.=5A), podremos elegir una fuente de 7 a 9 amperios.

En general, para una emisora de CB suele ser suficiente una fuente de 3 a 5amperios. Cuando la elegimos para una emisora de CB de la gama más alta,necesitaremos una de 7 a 9.

Para las emisoras (no walkies) de VHF/UHF podemos recomendar fuentes de12 a 15 amperios. Para las emisoras HF (decamétricas) hablaremos de fuentes porencima de 20 amperios.

Cuando hablamos de dimensionar una determinada fuente, hemos deconsiderar igualmente, si sólo se va a conectar la emisora correspondiente, o si se le

va a añadir algún accesorio que influya en el consumo del equipo, y de igual forma quela descrita se dimensionaría la fuente de alimentación.

5.2 ANTENA

La antena es uno de los elementos más importantes de una estación de radio,y al que, paradójicamente, se le suele conceder una importancia menor.

Es el elemento de nuestra instalación que nos permite recibir (RX) y transmitir(TX). En el grado en que hagamos una buena elección obtendremos un mayorrendimiento de nuestra estación, mejorando así las cualidades de nuestro equipo.

Hay muchos tipos de antenas, las más comunes son las verticales, aunquetambién las hay llamadas directivas, dipolos, etc.

La antena vertical (de polarización vertical), es la más usada en casi cualquiertipo de instalación, y de cara a la venta es en l que centraremos nuestra atención.

Las antenas pueden ser de base o de móvil, las primeas se instalan fijas en unlugar, y las de móvil como su nombre indica, se instalan en coche, barco, camión, etc.

Es muy didáctico para conocer las características físicas de unas y otras elojear el apartado correspondiente en la lista de precios, o en los catálogos donde sedescriban, de cualquier fabricante. En general, las antenas de base con más largas,dependiendo de su frecuencia de trabajo sobre todo.

Las antenas han de guardar proporcionalidad en la longitud de onda que se vaa utilizar. Así hay longitudes de antena proporcionales a 1/2λ, 5/8λ, 1/4λ y 7/8λ, comotamaños de antenas más comunes.

Tenemos un ejemplo. Supongamos una antena de base de 27 Mhz., dichaantena si es de 1/2λ, tendría que medir 11/2 Mtrs. Aproximadamente. Muchas vecespara no tener que recurrir a antenas de un tamaño realmente aparatoso (sobre todo enel caso de que sean para móvil), entonces se emplean bobinas, que no es más que unarrollamiento (generalmente de cobre) destinado a permitirnos rebajar (acortar) lalongitud física de la antena. Este arrollamiento se aloja en una funda plástica parapoder manejarla.

Las antenas han de estar debidamente calculadas, pues si no ponemos enpeligro la vida de nuestro transmisor (del equipo cuando funciona en TX), para ello separte siempre de una fórmula muy simple, y que nos ayudará a calcular la longitud dela antena más sencilla, que es el dipolo.

142/Mhz = 1/2λ

El resultado de dividir 142,5 entre la frecuencia de trabajo, expresada en Mhz.,nos dará 1/2 de la longitud de onda de esa frecuencia.

Supongamos que queremos calcular un dipolo para la frecuencia de 27 Mhz.:142.5/27 = 5.27. El dipolo que podríamos construir sería aproximadamente así:

5,27 mts

2,63 mts.

Esta sería la antena más sencilla, y más económica. No todas las antenas tienen elmismo rendimiento. Para expresarlo, hay una medida que se da en dB (decibelios) yque siempre (o casi) la facilita el fabricante. Comúnmente oiremos hablar de laganancia de tal o cual antena expresada en dB. Cuando mayor sea la cantidad, mayorserá el rendimiento de la antena. Podemos hablar de magnitudes que van desde 2.3dB hasta 7-8 dB o más. Se toma siempre como referencia la ganancia de un dipoloque es de 0 dB.

Las antenas verticales, reciben la señal con la misma intensidadindependientemente del lugar por el que le llegue. A veces, es interesante discriminardeterminadas señales y quedarnos con unas pocas, para ello usaremos las antenasllamadas directivas, pues tiene la particularidad de recibir más fuerte las señalesprovenientes del lugar hacia el que la tengamos orientada. Para orientarlas, se utilizael llamado rotor, que no es más que un motor eléctrico mandado a distancia y quepermite giros a la antena de 360º. Dentro del grupo de las directivas, existen variosmodelos como pueden ser Cúbicas, Yagui, Delta, Parabólicas, etc.

En cualquier caso, sepamos que cuanto más alta es la frecuencia, en general,menor tamaño tendrá la antena. Las antenas mayores para una misma frecuencia, ysuponiendo un buen cálculo, rendirán mejor que las menores.

El material empleado en la construcción de las antenas de base suele seraluminio, aunque no se descarta la fibra y el inox. En las antenas de móvil se empleacon mayor profusión la varilla de inox, y en las marinas se utiliza sobre todo fibra.

5.21 – Accesorios para antenas

Sistema de antenas distribuidas.

Información para aplicaciones

Un Sistema de Antenas Distribuidas o DAS, es una red de nodos de antena separados en el espacio y conectados a una fuente común mediante un medio de transporte que proporciona servicio inalámbrico (wireless) en un edificio.

Tal como se ilustra en la figura, la idea es dividir la potencia transmitida entre diversas antenas, separadas en el espacio para que proporcionen cobertura sobre un área total similar a la que se conseguiría con una única antena, pero separadamente para mejorar la fiabilidad. Se sustituye una única antena que radia alta potencia (a) por un grupo de antenas de baja potencia que cubren la misma área (b).

Adecuado para instalar en edificios con grandes salas separadas y grandes antenas interiores.

Nuevos componentes DAS de Procom

Tapper Acoplador Diplexor Antena interior de banda ancha

TAPPER

¿Qué es un Tapper?Un tapper es un dispositivo que desvía una parte de la señal y permite pasar el resto con una pérdida mínima. Para que cumpla su función correctamente con una ROE baja en los puertos de entrada y salida, el tapper acoplado debe terminar en 50 Ω.Versiones disponibles: 6 dB, 10 dB y 20 dB

¡Otros bajo pedido! Este NUEVO tapper cubre 144-175 MHz y 380-470 MHz: PRO-TAP 380-2700

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ACOPLADORES DIRECCIONALES

PRO-DIR 80-120 10dB, 20dB: 80-120 MHz cubriendo 10 dB o 20 dB



PRO-DIR 300-400 10dB, 20dB, 30dB: 300-400 MHz cubriendo 10 dB, 20dB o 30 dB

PRO-DIR 380-470-OD 10dB, 20dB, 30dB: 380-470 MHz cubriendo 10 dB, 20dB o 30 dB (exterior)

PRO-DIR TETRA 3, 20dB, 30dB: 380-430 MHz cubriendo 20dB o 30 dB

PRO-DIR 300-1000 3dB, 6dB, 10dB: 300-100 MHz cubriendo 3 dB, 6 dB o 10 dB

PRO-DIR 0.8-2.5G 10dB, 20dB, 30dB: 80-2500 MHz cubriendo 10 dB, 20 dB o 30 dB

Margen de frecuencia: 80-2500 MHz

Valores de acoplamiento: 3-30 dB

Con o sin carga interna

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¿QUÉ PRODUCTO ELEGIR?

COMPARATIVA ENTRE ACOPLADOR, TAPPER Y SPLITTER:

Acoplador

1. Baja ROE en todos los puertos 2. Directividad3. Aislamiento entre salidas4. Ancho de banda moderado5. Alta potencia6. Ondulación en el valor del acoplamiento sobre la frecuencia

Tapper

1. Baja ROE en los puertos de Entrada / Salida2. Sin directividad3. El puerto acoplado debe tener terminación4. Amplio ancho de banda (380-2700MHz)5. Alta potencia6. Valor de acoplamiento muy preciso

Splitter

1. Baja ROE en los puertos de Entrada / Salida2. Sin directividad3. El puerto acoplado debe tener terminación4. Amplio ancho de banda (380-2700MHz)5. Alta potencia

6. Salida simétrica en los múltiples puertos de salida

¿Cuándo utilizar un acoplador, un tapper o un splitter?

Acoplador – Los acopladores se utilizan cuando se necesitan valores pequeños de acoplamiento y de aislamiento entre las salidas.

Se usan cuando:

Se requieren 3 dB de acoplamiento – a menudo cerca de la entrada de una red Se requiere directividad y aislamiento ROE baja en el Puerto acoplado

Tapper – Los Tappers se utilizan cuando no se necesitan valores de acoplamiento pequeños.

Se usan cuando:

Se necesita un ancho de banda amplio La directividad y el aislamiento no son un requisito indispensable La salida acoplada del tapper tiene una terminación correcta

Splitter – Los Splitters se utilizan cuando se necesita una división simétrica en los puertos de salida.

Se usan cuando:

Se requiere una división simétrica de 2, 3 o 4 vías La directividad y el aislamiento no son un requisito indispensable

La salida acoplada del Splitter tiene una terminación correcta

Diplexores

Utilizados para dividir la señal / frecuencia:

En una banda baja o alta si una antena cubre múltiples frecuencias y se tiene que dividir

O si un cable de alimentación transporta frecuencias multibanda que deben dividirse entre antenas específicas para lograr un alto rendimiento.

5.3.- LA R.O.E.

El equipo de radio que utilizamos ha de adecuarse permanentemente a lascaracterísticas de nuestra antena, pues si no, en períodos de transmisión nodemasiado largos, podríamos causarle graves daños.

En el apartado correspondiente a las antenas, explicamos la conveniencia detener la antena correctamente ajustada, ello quiere decir, que esté adaptada a lascaracterísticas de nuestro equipo de radio.

Esa desadaptación es la SWR o R.O.E. (Relación de Ondas Estacionarias).Las ondas estacionarias, para entendernos, son un tipo de energía que en vez de serliberada por la antena, el equipo ha de disipar, con el consiguiente riesgo. Para mediresta energía se utilizan los llamados medidores de ondas estacionarias, que no sonmás que unos aparatitos que se intercalan entre la antena y el propio equipo.

En ellos podemos leer el valor de la R.O.E. en una escala graduada así:

2 3

1

Su valor mínimo es 1 y entraremos en zona peligrosa si nos marca más de 3.Después de instalar una antena y antes de comenzar a transmitir, se ha de revisarsiempre el valor de R.O.E y proceder a ajustar la antena hasta que obtengamos unvalor aceptable, lo más próximo a 1.

En caso de tener dificultades para lograr esa adaptación entre equipo y antena,podemos echar mano de otro elemento, que es el acoplador. Este es un aparatodotado de dos mandos mediante los cuales conseguimos rebajar el nivel de R.O.E,como decimos siempre que no pueda hacerse actuando directamente sobre la antena.

Para ampliar, incluyo un artículo interesante y extenso de un radioaficionado, de Pere,EA3DDK, hablando de la R,O,E

Hubo un tiempo que las ondas estacionarias no preocupaban a ningún radioaficionadoporqué sus equipos artesanales eran capaces de adaptarse a cualquier elemento radiante. Las nuevas técnicas, cable coaxial y equipos transistorizados, trajeron nuevos problemas, entre ellos la temida R.O.E.

Sobre la ROE se ha hablado mucho durante muchos años pero, al parecer, nunca lo suficiente. Cada nueva generación de radioaficionados se enfrenta a esta curiosa propiedad física de las ondas, sean del tipo que sean, y es conveniente volver a explicar sus causas y sus probables soluciones. Este artículo, y el que próximamente le seguirá, debe leerse despacio, para comprenderlo en toda su larga extensión.

LA ROE QUE NOS CORROE

La ROE es un pequeño demonio familiar que siempre ha preocupado a los radioaficionados. Bueno, siempre no. De hecho, se empezó a tomar conciencia de ellocuando se popularizaron el cable coaxial y los equipos transistorizados. Antes de esto,los viejos transmisores a válvulas se conectaban a antenas de hilo largo del tipo Hertz,Marconi, o, a lo sumo, a dipolos con bajadas de línea paralela de escalerilla que no tenían problemas con las ondas estacionarias. El auge del cable coaxial, después de la segunda guerra mundial y el incremento de antenas directivas y verticales, incrementó la eficacia de los elementos radiantes pero, al mismo tiempo, les hizo más vulnerables. Es el precio de la modernidad. Cuanto más sofisticado es un equipo o antena, más componentes usa y más fácil es que uno de ellos falle.

EL MEDIDOR DE ROE

Este aparato está presente en casi todas las estaciones de radio. Hubo un tiempo que surgió la idea que este artilugio no debía permanecer intercalado permanentemente enla línea de antena. La razón esgrimida era que su presencia introducía pérdidas de señal en el sistema radiante. Es cierto. Cualquier conexión extra entre la antena y el emisor-receptor provoca una disminución de la señal recibida o emitida, debido a la resistencia que ofrecen los componentes del aparato y las conexiones físicas por contacto, como los conectores PL, BNC, etc. Pero también es cierto que actualmente existen medidores de ROE de muy buena calidad, conectores de muy bajas pérdidas yreceptores de gran sensibilidad, que compensan con creces las ínfimas pérdidas ocasionadas por este aparato y, además, su presencia es como un vigilante que nos indica en todo momento el estado de la línea, la antena e incluso el equipo. Es arriesgado dar consejos pero, lo único que puedo decir es que en mi estación, todos los equipos de transmisión llevan su correspondiente medidor de ROE intercalado permanentemente.

JUEGO DE IMPEDANCIAS

El medidor de ROE informa del valor de las ondas estacionarias en una línea de transmisión. Éstas aparecen cuando existen una desadaptación entre la antena y el emisor. La salida de antena de la mayoría de los transceptores modernos está fijada en 50 ohmios de impedancia. Los cables coaxiales más habituales, RG-58, RG-8 y RG-213, están fabricados de manera que la relación de sus diámetros dé como resultado una impedancia cercana a los 50 ohmios, que se adapta perfectamente al transceptor. Entonces, si el equipo y el cable tienen igual impedancia y el medidor

marca un valor alto de ROE, parece lógico pensar que el problema está en la antena. Es muy probable, pero no siempre ocurre así, como veremos más adelante.

ARITMÉTICA ASOMBROSA

Casi todas las antenas comerciales viene preparadas para conectarse a un cable coaxial de 50 ohmios de impedancia entonces, ¿cómo es que aparecen desadaptaciones? Pues por que esta impedancia viene ajustada a un margen de frecuencias limitado. Según la frecuencia que usemos, el tamaño de la antena varia y, a veces, lo hace considerablemente. Estudiemos un ejemplo para que se vea claramente. Usted ya conoce sobradamente la fórmula para calcular la longitud (en metros) de un dipolo de media onda: 142,5 / ƒ (en MHz.) Observemos que ocurre cuando variamos la frecuencia en un dipolo de VHF:

142,5 / 144,500 MHz. = 0,986 metros ½ λ

¿Qué ocurre si incrementamos la frecuencia 1000 kHz ?

142,5 / 145,500 MHz = 0,979 metros ½ λ

¡Que curioso! Aumentando 1000 kilohercios, la diferencia de longitud es de tan sólo 0,007 metros o, lo que es lo mismo, 7 milímetros. Técnicamente, esto significa que en el gráfico la curva de ROE, esta será prácticamente plana. Pero, ¿qué pasará en la banda de 80 metros? Vamos a comprobarlo.

142,5 / 3,5 MHz. = 40,71 metros ½ λ

Variemos ahora la frecuencia en 200 kHz.

142,5 / 3,7 MHz. = 38,51 metros ½ λ

¡Asombroso! Mientras que en VHF con la variación de 1000 kilohercio, la longitud de laantena variaba 7 milímetros, en HF, variando 200 kHz la diferencia es de 2,20 metros. Evidentemente, el gráfico que representa esta nueva curva de ROE será parecido a una V. Entonces, si la diferencia es tan grande, ¿afectará esto la impedancia de la antena? Según se mire. La impedancia de una antena dipolo de media onda, a una frecuencia y longitud dadas, permanece inalterable. Esto significa que si construimos un dipolo semionda para una frecuencia determinada, su impedancia será siempre (encondiciones ideales) 73 ohmios. Sin embargo, si mantenemos intacta esta longitud de onda pero variamos la frecuencia de emisión, el tamaño físico de la antena no se corresponderá con la frecuencia de ataque, produciéndose desadaptaciónes que engendrarán ondas estacionarias en la línea coaxial.

EL FONTANERO

Estas ideas abstractas son difíciles de comprender. Intentaré explicarlo mejor con unejemplo de fontanería. Supongamos que tenemos un lavabo con su correspondientegrifo y desagüe. El fontanero que lo ha instalado calculó el diámetro del tubo deevacuación teniendo en cuenta el caudal de agua que suministra el grifo y el uso quele va a dar. Pero puede ocurrir que a usted le guste lavarse las manos con el grifoabierto al máximo o bien, que el fontanero no tuviese en aquel momento un tubo deltamaño adecuado y le puso otro algo menor. Cuando usted abre totalmente la llave delpaso de agua, ésta empieza a suministrar un elevado volumen de líquido,supongamos que 10 litros por minuto. Si el tubo el desagüe sólo puede absorber 8

litros por minuto, se producirá un sobrante de dos litros que, de momento, seacumulará en el recipiente del lavabo pero no tardará mucho en desbordarse. Parasolucionar el problema, usted puede adoptar tres soluciones:1.- Instalar un grifo de suministre menos caudal. 2.- Instalar un lavabo más grande. 3.- Instalar un desagüe del tamaño adecuado al caudal del grifo.

Seguramente que en seguida se habrá dado cuenta a de donde quiero llegar. El caudal que suministra el grifo ha de estar proporcionalmente ajustado al caudal que desagua el tubo. Con las antenas ocurre algo muy parecido. La longitud de la antena ha de ajustarse a la frecuencia de utilización. Si las diferencias son muy pequeñas, el problema pasa desapercibido pero si son grandes, como ocurre con las antenas de HFen 40, 80, 160 metros, ha de buscarse soluciones que evite daños al equipo o que transforme la mayor parte de la potencia de rf en calor.

ANTENA LARGAS Y CORTAS

¿Qué ocurre cuando queremos transmitir en una frecuencia para la cual la antena es corta o larga? Pues que se produce un desajuste de impedancias entre la antena y la línea, entendiéndose como línea el conjunto emisor-coaxial. En términos generales, podemos comprobar si la antena es larga o corta a una frecuencia dada, simplemente tomando nota de las lecturas que nos proporciona el medidor de ROE y deduciéndolo del Primer Principio Fundamental:

Si aumenta la frecuencia, la longitud de la antena disminuye. Si baja la frecuencia, la longitud de la antena aumenta.

LA ROE

Supongamos que usted ha construido un dipolo de media onda para la banda de 40 metros, empleando la fórmula 142,5 / ƒ(en MHz) La instala, comprueba la ROE y se da cuenta que es algo elevada para la frecuencia de trabajo que fue diseñada. Esto le lleva pensar que su antena puede ser larga o corta. ¿Cómo averiguarlo? En algún lugar ha leído que la ROE es el resultado de dividir la impedancia de la antena por la impedancia de la línea Z = (D / d). Suponiendo que su medidor le indique un valor de 3, usted no sabe si la antena tiene una impedancia de 150 ó 16 ohmios. Pero no importa. A usted lo único que le preocupa es que existe un desajuste y sabe que acortando o alargando el radiante, posiblemente quedará resuelto. Para saber si debe cortar o alargar, dibuje un gráfico de la curva de ROE para averiguar hacia donde se desplaza. Efectúe varias mediciones con su instrumento de ROE. Como mínimo una alprincipio de banda, otra en medio y una al final. Con ello obtendrá tres puntos de referencia que unirá entre sí con una línea. Tal vez no sea suficiente y deba medir valores fuera de banda para concretar la tendencia. Con el gráfico bien dibujado, tal como aparece en la imagen que acompaña este comentario, podemos enunciar el Segundo Principio Fundamental del radioaficionado experimentador de antenas:

Si la ROE disminuye cuando aumenta la frecuencia, la antena es corta. Si la ROEdisminuye al bajar la frecuencia, la antena es larga.

PERO LA ROE SIGUE...

La ROE es muy tozuda y aparece cuando menos se la espera. Puede darse el caso que la antena esté cortada a la medida correcta, de acuerdo a la frecuencia de trabajo pero sigua habiendo ROE. Entonces le espera un trabajo detectivesco, analizando

todas las posible causas, y buscando pruebas y evidencias que la descubran. Hemos aprendido que una de las causas de la aparición de la ROE es la desadaptación entre la antena y la línea. Si la antena está bien, la ROE puede esconderse en la línea de transmisión. Pero, ¿no habíamos quedado que el cable coaxial, por construcción tiene una impedancia fija de 50 ohmios? Es cierto pero pueden ocurrir causas que lo modifiquen. Para entenderlo es preciso saber como está construido un cable coaxial.

EL CABLE COAXIAL

La palabra coaxial indica dos curvas que tiene el mismo eje. En este caso, se trata de dos cilindros con un eje común. El cable coaxial está formado por dos conductores, el central, conocido comúnmente por vivo y el exterior o malla. Normalmente están separados entre sí por un dieléctrico. Este es un material no conductor que puede ser de diferentes tipo (macizo, espumoso o aire) según la calidad del cable y el % de pérdidas que se esté dispuesto a asumir.

La impedancia del cable coaxial viene determinada por la relación entre los diámetrosde ambos conductores. Esto significa que usted puede averiguar la impedancia de uncable simplemente midiéndolo con un pie de rey, instrumento de precisión para medirgrosores. De ahí se deduce que, si por algún motivo esta separación fija se vemodificada, la impedancia variará igualmente. Los cables coaxiales padecen tresclases de averías:

1.- Por aplastamiento o estiramiento de una sección.

2.- Por la humedad que se introduce en sus extremos mal aislados.

3.- Por el deterioro de su funda exterior, como consecuencia de la acción de los rayos del sol, especialmente los ultravioletas.

El cable coaxial tiene una vida limitada. La parte que queda en el exterior de la instalación debería substituirse cada cinco años como mínimo. Si durante la inspección semestral de su sistema radiante nota que la cubierta exterior presenta fisuras, está decolorada o muy rígida, cámbielo antes de que sea demasiado tarde. El Tercer Principio Fundamental del experimentador antenista dice:

El cable coaxial será de la mejor calidad que se pueda conseguir en cada momento.

EL MITO DE LA LONGITUD

Existe un mito muy extendido que cree que el cable coaxial ha de medir múltiplos de media longitud de onda. La verdad es que no importa cuanto mida el cable de la antena. Lo que sí ha de procurar a toda costa es que se cumpla el Cuarto Principio Fundamental del antenista aficionado:

Si la antena está bien instalada y resuena a la frecuencia de trabajo, la longitud del cable coaxial ha de ser la suficiente para que llegue con holgura desde el punto de alimentación de la antena hasta la conexión del transceptor.

La superstición es debida la mala interpretación de algunas características de loscables coaxiales.

La primera dice que un cable coaxial de media longitud, una vez se le ha aplicado elcoeficiente de corrección, tiene la propiedad de reproducir en su extremo opuesto lamisma impedancia que presenta la antena en el punto de alimentación.

La segunda hace referencia a las longitudes de ¼ de onda. Si se intercala una longitud de ¼ de onda de una impedancia determinada entre una antena y su correspondiente línea de alimentación, puede conseguirse una transformación de impedancias, adecuada a las necesidades del transmisor.

La tercera explica que una longitud de cable coaxial, dispuesta de cierta manera, puede usarse al mismo tiempo como transformador de impedancias y simetrizador, pasando de una línea asimétrica (coaxial) a una antena simétrica (dipolo)

EL TERCER CONDUCTOR

A pesar de lo dicho, en ocasiones alguien intenta desmontar esta teoría con una demostración práctica. Veamos un ejemplo. En una instalación, aparentemente en buen estado, se comprueba la aparición de una ROE elevada, la cual desaparece en el momento que se aumenta la longitud del cable de alimentación. El radioaficionado deduce que existe una clara relación entre la ROE y la longitud del cable coaxial. Se trata de una apreciación errónea pues no se ha tenido en cuenta la intervención de otro factor determinante: el tercer conductor del cable coaxial. A primera vista, en un cable coaxial solo se distinguen dos conductores, el interno (vivo) y el externo (malla), sin embargo, a efectos de radio frecuencia (r.f.) , y en determinados casos, puede aparecer un tercer conductor.

La energía de radio-frecuencia tiene la particularidad de penetrar solo unas pocasmicras en el metal sobre el cual transita. En un cable coaxial se producen corrientesen los dos conductores, iguales y en sentido contrario. Mientras una sube por el vivo,la otra baja por la parte interna de la malla Ambas se cancelan entre sí, actuando lamalla como un blindaje de la energía de r.f. que circula por el vivo. Precisamente, estaes una de las principales características del coaxial, impedir que aparezcanradiaciones espurias. No obstante, cuando se produce una de estas situaciones:

- Que la antena está mal diseñada.

- Que el cable coaxial (que por construcción es asimétrico), alimente una antena simétrica, como el dipolo.

- Que alimente una antena vertical sin plano de tierra.

- Que el punto de alimentación de la antena ofrezca una anómala resistencia al paso de la r.f.

- Que el coaxial discurra paralelo y muy próximo a la antena horizontal.En cualquiera de estos casos, se da una inducción sobre la parte externa de la malla yaparece el tercer conductor, que no es otro que la parte externa de la malla, llevandocorrientes en sentido contrario a las que conduce la malla interna. Entonces el cableradia como si fuera una antena. De ahí que, al variar la longitud del cable dealimentación, la ROE también varía. De la misma manera, por el simple hecho demoverlo, la aguja de medidor baila ante nuestros ojos. El problema reside en unaconexión defectuosa del cable con la antena o una soldadura deficiente en algún“latiguillo” de la instalación. Esta avería transforma el cable coaxial en una antena dehilo largo cuya impedancia varía según la longitud y el entorno. Si usted lleva bigote y

usa un micrófono con rejilla metálica, es posible que se chamusque el mostacho. Undía caluroso de verano, sudando y con los pies desnudos sobre el suelo, cuando toqueel chasis metálico del equipo, notará una sacudida de advertencia. No se le ocurraintentar ajustar la ROE cortando pedacitos de cable coaxial. Esta no es, ni muchomenos, la solución y, aunque acierte por casualidad y consiga que su medidor marqueuna buena lectura de ROE, el cable seguirá radiando y produciendo interferencias pordonde pase. La única influencia que tiene la longitud del coaxial en su estación, es lacantidad de pérdidas de señal, que se determinan en razón a su calidad. Existe unatabla de características de cables coaxiales donde se indica cuantos decibelios pierdecada 100 metros de longitud. Esto es muy fácil de entender. Algo parecido ocurre conuna manguera de agua. Cuanto más larga sea la manguera de su jardín, menospresión obtendrá en la boca de salida. Ello es debido al roce del agua en las paredesdel tubo. Los electrones de radiofrecuencia que circulan por el cable coaxial tambiénrozan con los electrones del metal. Este rozamiento transforma la energía de rf encalor, que se disipa por el camino sin llegar a la antena. De todo esto, podemosenunciar el Quinto Principio Fundamental del antenista: La ROE se ajusta regulando la longitud de la antena. Jamás cortando pedacitosde cable coaxial.

MEJOR IMPOSIBLE

Se llama climax a la gradación ascendente de la tensión dramática en una representación artística, cuando empieza a plantearse soluciones a la trama de la obra. El radioaficionados alcanza su climax particular cuando, después de diseñar, instalar, ajustar y probar una antena, observa satisfecho que la aguja del instrumento del medidor de ROE permanece quieta al principio de la escala de valores. En este momento de exaltación suprema algunos llegan a exclamar que han conseguido ponerla antena a Cero de ROE. Nada más lejos de la realidad. Una de las maneras que tenemos para saber que ROE tendrá una antena, conocida su impedancia, es realizando una sencilla división aritmética. Por ejemplo. Una antena dipolo tiene, por definición 73 ohmios de impedancia. Si el equipo al cual queremos conectarla tiene una toma de 50 ohmios, podemos calcular la ROE resultante de esta manera:

73 Ω / 50 Ω = 1,46 ROE

Inversamente, podemos saber la impedancia de una antena conocida al del cable y la lectura de ROE. Por ejemplo, si medimos 1,7 de ROE y el cable es de 50 ohmios, la antena tendrá:

1,7 ROE x 50 Ω cable = 85 Ω cable antena

Pero, ¿y si tenemos una antena cuya impedancia sea, precisamente, 50 ohmios, igual a la del equipo? ¿cuál será entones la Relación de Ondas Estacionarias? Veamos:

50 Ω / 50 Ω = 1 ROE

Pues sí, señor. El valor mínimo de ROE presente en una línea coaxial es 1. Sólo podría ser 0 si el equipo o la antena tuvieran también impedancia 0 y esto es imposible. Luego, quien diga que su antena tiene cero de roe está equivocado y usted,que ahora sabe la razón, puede hacérselo ver de esta manera.

He conocido radioaficionados que se han pasado semanas subiendo y bajando de sutorreta para ajustar milimétricamente la antena hasta conseguir una ROE bajísima.También tengo noticias de alguno que, desgraciadamente, lo único que ha conseguido

bajar a sido su propio cuerpo de manera involuntaria y con graves secuelas físicas,cuando no mortales. Por esta razón me apresuro a enunciar el Sexto PrincipioFundamental del radioaficionado antenista:

Una buena Relación de Ondas Estacionarias no valen la vida delradioaficionado.

Obsesionarse con las lecturas de su medidor de ROE no sirve de mucho. No existenantenas perfectas. Si intenta conseguir un aumento de ganancia en una antenadirectiva, esta será a costa de modificar la impedancia de entrada u obtener un lóbulode radiación tan estrecho que será dificilísimo enfocarlo hacia su objetivo. Una buenaantena es la que guarda el mejor equilibrio entre todas sus variables.

Los equipos modernos de radioaficionado están preparados para resistir sininconvenientes ROE de hasta 1:2. Puede darse por satisfecho si su antena consiguevalores próximos a 1:1,5. Además, en determinadas bandas, un valor óptimo de 1:1sólo se obtiene en un estrechísimo margen de frecuencias en HF y algo mayor en V-UHF

¿QUÉ ES LA ROE?

Buena pregunta, sí señor. Como respuesta podría soltarle un montón de palabreríatécnica que lo dejaría casi igual que antes pero, para esto ya están los libros técnicos,llenos de fórmulas y diagramas. Así, entre usted y yo, vamos a buscar una respuestamás casera.

El pasado verano, estaba de vacaciones en casa de mi suegra y, una de las tareasque me encomendó era la de regar diariamente el pequeño jardín que estaba en laparte trasera de la casa. Para ello, la buena mujer había preparado una largamanguera con un caño en la punta en forma de pistolón de plástico que podía regularla salida del líquido desde finas gotitas de lluvia hasta un tremendo chorro quealcanzaba varios metros de distancia. Siguiendo las instrucciones de mi mamá política,conecté la manguera al grifo, le di vueltas a la llave de paso y tomando el otro extremode la manguera me dispuse a realizar mis labores de regante. Todo parecía ir bien, asíque me tomé un descansito para refrescarme de los ardores del sol. Como el reposodel guerrero sería breve, no cerré la llave de paso pues la lanzadera se ponía enmarcha apretando un gatillo que paraba el chorro al soltarlo. Cuando volví observé quela conexión de la manguera al pistolón se había hinchado de una manera preocupante.Seguí regando y, de vez en cuando, tanteaba con la otra mano la hinchazón.Aparentemente todo funcionaba bien hasta que en el interior de la casa la lavadoraacabó su ciclo de lavado y se paró. Esta nimiedad hizo que aumentará la presión delagua en la instalación y coincidió, precisamente cuando me disponía a buscar otrasombra para otro receso. Cuando solté el gatillo del pistolón, que hasta aquelmomento había tenido apretado, la presión del agua sobrepasó el límite de esfuerzode la conexión y el pitorro salió despedido hacia delante mientras un surtidor de aguame dejaba empapado en pocos segundos. Del sobresalto quedé sentado en el suelo,como ido, agarrado a la manguera que continuaba lanzando agua hacia lo altocayendo después encima de mí como lluvia de primavera.

En ese estado me encontró mi esposa que, corriendo fue a cerrar el grifo. Cuandovolvió me preguntó porqué me había quedado así, sin hacer nada y mojándome. Pocoa poco volví a la realidad. Me sentía como Arquímedes saliendo empapado de labañera. Había dado con una explicación sencilla de la ROE.

Como usted ya habrá comprendido, el remojón se produjo como consecuencia de unadesadaptación entre el caudal de agua, el diámetro de la manguera y el orificio desalida del pistolón. Una parte del líquido salía al exterior pero otra era devuelta hacia lafuente suministradora y se encontraba con la nueva remesa de agua que llegaba. Elencuentro de ambos flujos, el ascendente y el rechazado producía una situación delíquido estacionario que terminó en avería

ONDAS ESTACIONARIAS

ROE significa Relación de Ondas Estacionarias. En inglés lo verá usted escrito SWR.Las ondas estacionarias son las que aparentan estar quietas en el interior de una líneade transmisión. Cuando un emisor envía energía electromagnética hacia una antena através de un cable coaxial, espera que el elemento radiante sea capaz de convertirtoda la rf en ondas de radio y las expanda por el espacio exterior. Esto ocurre cuandoel emisor, la línea y la antena tiene exactamente la misma impedancia. Toda laenergía enviada es transformada íntegramente en ondas de radio. Sin embargo, comoya vimos el mes anterior, algunas antenas no tienen suficiente anchura de banda y,con una pequeña variación de frecuencia se produce un importante desajuste demedidas físicas. Cuando sucede esto, la antena no es capaz de absorber toda lapotencia que le suministra el emisor y empieza a devolverla hacia abajo. Esto producedos fenómenos que hemos de imaginar. Por un lado, la energía devuelta se encuentracon la energía que sigue enviando el emisor. Como esta energía se propaga en formade impulsos u ondas, la que baja choca con la que sube y una parte se anula entre sídebido a que están en oposición de fase.

Si el emisor envía hacia arriba una onda de 100 vatios y la antena solo absorbe 80,devolverá veinte que se anularán con la parte correspondiente de la nueva onda quesuministra el emisor. Los veinte vatios que bajan se atascan con los veinte vatios quesuben (del paquete de 100 w) y, aparentemente, se quedan estacionados en la línea.Es como un tapón. Vaya, como en la autopista, cuando las taquillas de peaje (casiescribo pillaje) no absorben con suficiente fluidez el tráfico y se originan largas colas.Este suceso produce otro fenómeno. El emisor, que sigue enviando ondas hacia laantena, encuentra un obstáculo que le obliga a trabajar más (aumenta su temperatura)y, al mismo tiempo, la energía devuelta aún lo calienta más. El resultado es laaparición de la fatiga y la consiguiente disminución del rendimiento. Los detectores delpaso final del emisor notan el incremento de temperatura y toman dos decisiones. Porun lado intentan refrigerar el emisor poniendo en marcha los ventiladores y por otrolado, disminuyen el aporte de energía. Si el problema persiste, apagan la caldera delas ondas y esperan que la temperatura vuelva a la situación normal.

Si no existieran estas protecciones, a su emisor le ocurriría como a la manguera de misuegra. Llegaría un momento en que la presión del grifo emisor sería tan elevada y elpistolón, incapaz de dar salida a toda el agua, propiciaría que el conjunto se rompierapor la parte más débil. En el caso de un transmisor, los sensibles (y caros) transistoresde potencia del paso final sucumbirían al exceso de temperatura. Esto lo digosuponiendo que el emisor no cuente con un circuito de adaptación de impedancias. Silo tiene, el sintonizador se encarga de volver a reenviar la energía hacia arriba.Finalmente, toda la potencia del emisor es radiada al espacio, pero, esto es otrointeresante tema para debatir algún día.

PÉRDIDAS EN LÍNEA

¿Recuerda que al principio decía que no vale la pena arriesgar la vida por obtener unaROE baja? Es cierto pero, tampoco es cuestión que la desidia le impida optimizarrazonablemente su instalación. Pero, para saber si es necesario intervenir en elsistema radiante ha de conocer el porcentaje de pérdidas en la línea. Si lo sabe, sabráa su vez el tanto por ciento de rendimiento de su antena. Para descubrirlo ha derealizar unas pequeñas operaciones aritméticas.

En primer lugar se calcula el coeficiente K:

K = (ROE-1) / (ROE+1)

El tanto por ciento de pérdida será:

Pérdidas en % = 100K2

Y el porcentaje de rendimiento la diferencia que existen entre este último resultadohasta llegar a 100, es decir:

Rendimiento en % = 100 – Pérdidas en %

Existe una tabla preparada con los cálculos del % de Pérdidas y Ganancias, según laROE de su instalación:

R.O.E. % PÉRDIDAS % RENDIMIENTO1.00 0.00 100.001.5 4.00 96.002.0 11.11 88.892.5 18.37 81.633.0 25.00 75.003.5 30.86 69.145.0 44.44 55.5610.00 66.94 33.0650.00 92.31 7.69

Como puede observar, la relación óptima de ondas estacionarias en una antena es1:1. Recuerde que no existe cero de estacionarias. Pero, también le decía que estotalmente admisible una relación 1:1,5. Algunos radioaficionados se ponen nerviososcuando ven la aguja del medidor de ROE marcando 1,5. La verdad es que existe muypoca diferencia, realmente apreciable, entre una señal de 100 vatios y otra de 96vatios. Nadie es capaz de diferenciarlas. Estos pequeños desajustes ocurren en todosos sistemas radiantes. Además, suponiendo que la aguja del medidor se quede quietaal principio de la escala, esto no significa que su antena funcione bien. Le voy a contarun caso demostrativo.

UN CASO REAL

En cierta ocasión, hablando por radio con otros compañeros sobre los problemas delas ondas estacionarias, intervino un radioaficionado que nos explicó su problema.Últimamente, decía, había notado que las señales le llegaban con poca intensidad y lomismo ocurría con la suya propia. Donde antes llegaba con holgura, ahora le costabamucho más. En principio lo atribuyó a la falta de propagación. Luego, al escuchar

menos estaciones que antes, pensó que había bajado la actividad en la banda, perosus compañeros habituales le decían que ellos no notaban estos fenómenos y que elproblema podía estar en su transceptor o antena. El equipo estaba bien, tal comohabían comprobado en un taller de reparación y la antena, continuaba, no tenía ni elmenor rastro de ROE. Esta última observación me llamó la atención. Le pedí quecomprobara una vez más la ROE en toda la banda, especialmente en los extremos,fuera de la anchura oficial. Mi intención era dibujar un gráfico con la curva de ROEproporcionada con sus lecturas. Su respuesta fue que, de un extremo a otro de labanda, la ROE era 1:1. La esperada curva se había convertido en una línea recta yplana. La siguiente pregunta que le hice fue para interesarme por el tiempo quellevaba instalado su cable coaxial. ¡Más de diez años! Y éste colgaba por el patio deluces soportando su propio peso, sin la ayuda de ningún soporte que aliviara la tensiónpor estiramiento. Evidentemente, la solución pasaba por cambiar urgentemente elcable coaxial y colocarlo de la manera correcta, es decir, sujeto a un cable de aceroque se encargaría de aguantarlo. Al cabo de unos días, el radioaficionado apareció denuevo con una señal atronadora y muy contento. Efectivamente, al sustituir el cablecoaxial por un nuevo de mejor calidad el problema había desparecido. Hasta ahí loentendía, dijo, pero lo que no veía claro es porqué el medidor de ROE no le habíaavisado.

E aquí la explicación. Cuando un cable coaxial envejece, su cubierta se deteriora yaparecen fisuras que permiten el paso de la humedad, la cual corroe la malla.Recordemos lo que decía el mes anterior. La energía de radiofrecuencia sólo penetraunas micras en el cable conductor. Y lo hace, precisamente, donde el cobre se hatransformado en sulfato de cobre, que presenta una mayor resistencia al paso de lacorriente. Si el cable sigue deteriorándose, el dieléctrico termina por resquebrajarse ypasa por el mismo proceso destructivo que la malla. Entonces, la resistencia queofrece al paso de la energía electromagnética aumenta considerablemente y setransforma en calor que se disipa antes de llegar a la antena. En otras palabras, el %de pérdidas se acerca cada vez más al 100%, mientras que el rendimiento disminuyehasta valores próximos a la unidad. Las ondas, que deberían volver al emisor comoconsecuencia de esta resistencia anómala, se transforman en calor y el resultado esque el medidor de ROE no detecta ninguna señal de energía reflejada y, por lo tanto,no puede comparar la diferencia entre la potencia de subida y su reflejada. Elresultado es que la aguja marca 1:1 o, en el peor de los casos, se queda inerte másabajo del 1.

EL CABLE COAXIAL

El estado y modelo de cable coaxial está muy relacionado con los índices de pérdidasy rendimiento de la estación de aficionado. ¿Se acuerda lo que decía el Tercerenunciado de los Principios Fundamentales del radioaficionado?

El cable será de la mejor calidad que se pueda conseguir en cada momento.

Ampliaré un poco más esta afirmación. Sabemos que el cable coaxial está formadopor dos conductores concéntricos, el vivo y la malla, que actúa también como pantalla.Ambos tiene un eje común y están separados entre sí por un dieléctrico que puedeser, es decir, un aislante eléctrico que puede ser de diversos materiales como elpolietileno, sólido, celular o, mucho mejor, el aire. Aprendimos el mes pasado que larelación entre el diámetro del conductor central y el de la malla, determina laimpedancia característica del cable. En realidad, la fórmula para calcular la impedanciade un cable coaxial es:

Z = (138 / √K) log (D/d)

Donde K es la constante dieléctrica del aislante (La del aire es 1), D el diámetro interiorde la malla , y d el diámetro del vivo, todo expresado en milímetros. Los cablescoaxiales se fabrican con impedancias entre 50 y 150 ohmios, aunque los máshabituales son los de 50 ohmios para antenas de emisión, y de 75 ohmios paraantenas receptoras de televisión. El paso de una corriente eléctrica por un cablecoaxial sufre una atenuación que viene determinada, entre otras causas, por eldiámetro de los ambos conductores. En esta atenuación influye, además, el factor develocidad, la impedancia, la frecuencia y la longitud de la línea. En radioafición, loscables coaxiales más habituales son los modelos RG-58, RG-8 y RG-213. Vea la tablacomparativa y observe cual le conviene más, según su las características de suinstalación.

TIPO DE

DIÁMETRO

IMPEDANCIA FACTOR ATENUACIÓN EN dB POR CADA 100 METROS

CABLE VELOCIDAD10 MHZ

50 MHZ

100 MHZ

200 MHZ

400 MHZ

RG- 8 10.3 52 0.66 1.80 4.27 6.23 8.86 13.5RG-58 5.0 50 0.66 4.59 10.80 16.10 24.30 39.40RG-59 6.2 75 0.66 3,61 7,87 11,2 16,2 23RG-213(*)

10,3 50 0,66 1,80 4,27 6,23 8,86 13,5

Fíjese que, comparando el modelo RG-58 y el RG-59, el que mejor se adapta a untransceptor es el RG-58 porqué su impedancia es la más próxima a los 50 ohmios dela toma de antena del TRX, aunque la atenuación del RG-59 es menor. Si prefiere eltipo RG-59, la ROE que marcará su medidor nunca será inferior a 1:1,5 por aquello de75Ω / 50Ω = 1,5(*) En algunos manuales, el modelo RG-213 figura con 60 ohmios.Eluso del RG-58 es aceptable en bandas decamétricas y CB-27, donde la atenuaciónpierde importancia debido al elevado ruido eléctrico, de origen natural y artificial,presente en la banda. También es habitual en las instalaciones en automóviles, debidoa los pocos metros entre la antena y el emisor. El tipo RG-59 es muy empleado eninstalaciones de TV. En V-U-SHF, las pérdidas son mucho más importantes y elmínimo recomendable para longitudes relativamente cortas es el modelo RG-8U o, sies viable económicamente, mejor uno con el dieléctrico de aire.

CONECTORES

Los conectores son otra fuente de problemas. Los de baja calidad, con el dieléctrico deplástico inducen grandes pérdidas, sobre todo en V-UHF y superiores. Los nuevosequipos V-UHF llevan de origen el conector M, más caro pero de mejor calidad. Elsistema de conexión del PL-259, muy habitual en las instalaciones de aficionado, estámuy relacionado con la calidad de la señal. Siempre es mejor una soldadura que elsimple contacto por presión. La suciedad de los conectores, donde se acumula restosde polución atmosférica, debilitan la señal y pueden llegar a producir efectos como laanécdota que le he relatado un poco más arriba. Los conectores de codo, en ángulorecto no son muy adecuados en emisión. Siempre que pueda prefiera una curva decable antes que un conector de codo.

CONCLUSIONES

Tal como habrá ido comprobando, la ROE ofrece un interesantísimo campo de estudioy experimentación. No piense que el cable coaxial es el único tipo de línea que puedeemplear en su instalación. El cable bifilar, o cinta plana de 300 Ω, fue muy usado hastahace relativamente pocos años. La línea de escalerilla de 450 Ω tiene unas pérdidasrealmente irrisorias, y la puede construir usted mismo a un precio módico. Si trabajalas bandas de ondas métricas y centimétricas, y precisa de longitudes de cableelevadas, antes de gastar dinero en un delicadísimo amplificador de recepción, estudiela posibilidad de instalar una línea paralela de escalerilla. La R.O.E y sus derivacionesda para mucho más. No en vano es uno de los temas favoritos de los radioaficionados.Lea, compre libros y, poco a poco, se convertirá en un experto sobre este apasionantetema. Este es uno de los motivos centrales de la radioafición, el estudio y lainvestigación radioeléctrica.

5.4.- Coaxial

Una parte importante en una estación de radio, es sin lugar a dudas, el coaxial.Esto no es más que el cable que se encarga de unir todos los elementos de laestación (exceptuando el equipo y la fuente).

Fundamentalmente en el tema radio trabajaremos con dos tipos, ambos conimpedancias (z = 50 Ω) de 50 Ω. El RG58 es el coaxial más comúnmente usado. Essumamente flexible y por lo tanto de fácil manejo .Se utiliza cuando se han de hacertiradas cortas.

Cuando necesitamos hacer una tirada larga, por ejemplo 30 o 50 metros,emplearemos mejor el RG213, que es mucho más grueso y por lo tanto, induce menospérdidas de señal (de la señal que va de la antena al equipo y viceversa).

El cable coaxial está formado por un recubrimiento externo de PVC, en cuyointerior hay una superficie de cobre formada por hebras trenzadas. Más en el interiorvuelve a encontrarse un recubrimiento de PVC sobre un núcleo formado por hebrillasde cobre.

La superficie formada por hebras de cobre trenzadas se llama malla y ha deconectarse siempre a una buena masa, pues la mala conexión de masa suele sercausa de no pocos problemas a la hora de ajustar el equipo con la antena.

5.5.- Conectores

El conector es el elemento que une el coaxial con los distintos elementos de lasestaciones que lo precisen. Hay conectores de muchos tipos, pero en antenas los másutilizados son: BNC, SMA y PL259.

El BNC es un conector que no lleva rosca, si no que entra con un suave giro.Se utiliza sobre todo en equipos portátiles. El conector PL lleva rosca y lo hay paracable RG58 y para RG213. El conector SMA lleva una pequeña rosca y es de granuso en antenas de portátiles, p. ejem.

También existen otros conectores que sirven para adaptar los distintos tipos deconectores entre sí, y algunos para aplicaciones especiales.

5.6.- Amplificadores

Al objeto de aumentar la potencia de transmisión de un equipo, se puedeutilizar un amplificador.

Hay modelos de muy diversas potencias, de mayor y menor tamaño. Si elamplificador va conectado a la fuente de alimentación, se deberá prever estacircunstancia para dimensionarla adecuadamente.

Hay amplificadores que se conectan directamente a la tensión de red (220 V.)pues así se ha previsto. La mayor parte de las veces, estos amplificadores son deválvulas (no se pueden llevar en el coche, pues no disponemos allí de 220 V.). Serecomienda especial cuidado con el manejo de estos últimos, pues las válvulas sonelementos muy frágiles y no es nada difícil llegar a romper alguna.

5.7.- Frecuencimetros

El frecuencímetro es un aparato que conectado a la salida del transmisor sirvepara leer la frecuencia de transmisión.

5.8.- Micrófonos

El micrófono es el elemento del equipo que se utiliza para hablar. Todos losequipos traen de serie un micrófono, pero a veces para obtener prestaciones extras,podemos colocar otro micrófono de entre todos los que hay en el mercado.

Hay micrófonos de mesa y micrófonos de mano. Los primeros son de mayortamaño y están pensados para que se puedan apoyar encima de la mesa dónde estánuestra estación.

Hay micrófonos llamados amplificados, que se caracterizan por poder aumentarla potencia sonora del equipo en el momento de la transmisión.

Nos ayudan a hacernos entender mejor.

Algunos micrófonos de estos poseen la facultad de realizar efectos sonoroscuriosos como ecos, deformaciones de voz, etc … También existe un efecto que es el“roger-beep”, muy valorado por los cebeístas. Consiste en un tono “beep” al final de latransmisión para avisar al o a los interlocutores que hemos finalizado nuestrocomentario.

5.9.- Carga ficticia

Es un elemento destinado a absorber toda la potencia radiada por el equipo. Secoloca en la salida hacia la antena y se utiliza cuando queremos hacer pruebas detransmisión sin que esta salga al aire y ocasionalmente pueda molestar a alguien. Espor lo tanto un elemento de carácter experimental.

5.10.- Ejemplos de conexionado

Podemos ahora, por lo tanto, formar con todos los elementos expuestos, una completaestación de radio.

Antena base

Amplificador

Fuente alimentación

Transceptor

Frecuencímetro

Medidor Acoplador

Micrófono amplificado de base

De esta manera podríamos conectar todos los elementos de la estación.Naturalmente, puede haber más elementos, pero esencialmente esto es con lo quehabitualmente nos podremos encontrar.

Otros ejemplos:

EL AJUSTE DE LA R.O.E.

Este ajuste, que hay que realizar con precisión, mejora el rendimiento de la instalación y

evita daños al aparato (la garantía no cubre los daños ocasionados por un aparato que haya

funcionado con una ROE desajustada). Esta operación es obligatoria cuando se cambie la

antena. Este ajuste se debe realizar en un lugar despejado y al aire libre.

Medidor ROE

Cable de medida PL/PL

CONEXIÓN A LA RED

El medidor ROE (TOS-1) PRESIDENT se intercala entre el aparato CB (TX) y la antena, lo

más cerca posible del aparato (utilice un cable de 35 cm como máximo del tipo CA-2C).

PROCEDIMIENTO DE AJUSTE

1. Compruebe todas las conexiones

2. Ponga el aparato CB en el canal 20.

3. Ponga el conmutador del medidor ROE en posición FWD (calibrado).

4. Pulse el pedal del micro para pasar a emisión y manténgalo en esa posición.

5. Ponga la aguja del vúmetro en el índice , ∞ o en SET con la ayuda del mando de

calibrado (CAL).

6. Gire el conmutador hasta la posición REF (lectura del valor de la ROE). El valor del

vúmetro debe estar muy cerca de 1. En caso contrario, reajuste la antena (deslizando

el radiante) hasta obtener un valor tan cercano a 1 como sea posible (un valor

aceptable de la ROE va de 1 a 1,5).

7. En algunos casos, puede ser que tenga que recortar el radiante de la antena de

algunos milímetros para obtener un valor correcto.

8. Es necesario recalibrar el medidor de la ROE entre cada operación de ajuste de la

antena.

Su aparato CB ahora ya está listo para funcionar.

INSTALACIÓN DE LA ANTENA

En CB, cuanto más alta es una antena, mejor es su rendimiento. Ver siempre

detenidamente cual es la mejor elección.

ANTENA MÓVIL

Hay que instalarla en un lugar del vehículo donde haya un máximo de

superficie metálica (plano de masa), alejándose de los montantes del parabrisas y de la

luneta trasera.

En caso de que se haya instalado una antena de radioteléfono, la antena CB

debe estar por encima de ésta.

Existen 2 tipos de antenas: las preajustadas y las regulables.

Las preajustadas se utilizan preferentemente con un buen plano de masa (en el

techo o en el maletero).

Las regulables ofrecen un un ancho de banda más amplio y permiten ser

instaladas en planos de masa con menos superficie metálica ( véase Ajuste de la

R.O.E.).

Para una antena de fijación por taladro, es necesario tener un contacto

excelente entre la antena y el plano de masa; para ello, rasque ligeramente la chapa al

nivel del tornillo y de la arandela de presión.

http://www.president-iberica.com/Consejos-praticos/antenna_CB/El_ajuste_de_la_R.O.E.php

http://www.president-iberica.com/Consejos-praticos/antenna_CB/El_ajuste_de_la_R.O.E.php

En el momento del paso del cable coaxial, tenga cuidado de no pellizcarlo ni

aplastarlo (riesgo de rotura o cortocircuito).

Conecte la antena.

ANTENA FIJA

Procure abrirla al máximo. En caso de fijación sobre un mástil, habrá que

sujetarla conforme a las normas vigentes (infórmese con un profesional). Las antenas y

los accesorios PRESIDENT han sido especialmente concebidos para un rendimiento

óptimo de todos los aparatos de la gama.

LÓBULO DE RADIACIÓN

6.0.- Manejo de equipos

Todos los equipos de radiaficionado o profesionales, tienen una serie decontroles que son comunes, serán estos los que expongamos brevemente su utilidad.

6.1.- Mando de volumen

Sirve para aumentar o disminuir el volumen de la señal que recibimos.

6.2.- Mando de ON/OFF

Sirve para encender o apagar el equipo.

6.3.- Mando de SQUELCH

Sirve para silenciar el volumen del receptor en ausencia de señal alguna.Sabemos que cuando encendemos un aparato de radio, al sintonizar las emisoras, enlos espacios que no están ocupados, existe un cierto ruido, pues ese ruido loeliminaremos con el SQUELCH, llamado también MUTING en los aparatosmusiqueros.

6.4.- Mando de sintonía

Es el que nos permite elegir la frecuencia de trabajo en la que nos queremossituar. En el caso de un CB, la sintonía se efectúa por canales, aunque en los CB mássofisticados, existe un mando llamado COARSE que nos permite un ligerodesplazamiento en las cercanías de la frecuencia correspondiente al canal indicado.

En los otros equipos, este mando se denomina comúnmente VFO (oscilador defrecuencia variable), mediante el cual sintonizamos las estaciones que deseemos.

6.5.- Control de ganancia de RF

Nos permite aumentar o disminuir la intensidad de la señal que estamosrecibiendo.

6.6.- Smeeter

Es un instrumento analógico (de aguja), o digital (mediante barras de leds) quenos indica la intensidad de la señal que estamos recibiendo.

6.7.- MC Gain

Nos permite regular el volumen de nuestra modulación. Los microsamplificados habitualmente, también traen ellos este mismo control.

6.8.- Nb/Anl

Son filtros. Su activación o desactivación se percibirá en el mayor o menosruido que obtengamos en ausencia de modulación o en señales débiles.

6.9.- Scan o scanner

Es un mando cuyo accionamiento nos permite una sintonía automática,deteniéndose cuando encuentre una estación.

6.10.- Conmutador de modos

Sirve para elegir entre los distintos modos de modulación AM/FM/SSB/CW.

Además de todos estos conceptos expuestos, es aconsejable examinar elanexo VIII y IV, pues hemos detallado ahí algunos conceptos elementales que utilizanlos radioaficionados como el código Q o los signos de telegrafía.

7. - NOCIONES BASICAS WALKIES CAZA

Es interesante antes de hablar de los equipos homologados para caza, recapitular sobre lo que se ha hablado anteriormente.

Un receptor es un equipo de radio que solo puede recibir.Un transmisor es un equipo de radio que solo puede transmitir.Un radiotransmisor es un equipo de radio que puede recibir yTransmitir

Los equipos radiotransmisores pueden ser fijos ó portátiles.Los equipos utilizados en deportes en general, son equiposportátiles radiotransmisores, habitualmente llamados walkie-talkie(Genericamente también les llaman emisoras).

Estos equipos presentan dos características comunes a todos ellos: 1-La energía precisa para su funcionamiento, es obtenida a través deuna batería. 2- La antena está directamente unida al equipo.La Dirección General de Telecomunicaciones (DGTEL) ha autorizadoel uso de unas determinadas frecuencias para su uso en caza. Dichasfrecuencias no son las mismas para todas las regiones. En Cataluñay Aragón está autorizado el uso de frecuencias en UHF, y en el restode España, está autorizado el uso de frecuencias en VHF. Dentro deesto, cada Federación ha elegido un modelo propio defuncionamiento.Vamos a hacer una división básica dentro de los equiposdenominados walkie-talkie, que se utilizan en la caza.

- Walkie-talkie de radioaficionado. Su uso está restringidoexclusivamente a la práctica de la radioafición. No estápermitido su utilización como equipo de caza, aunque a pesarde ello, se siguen demandando, dadas sus enormesposibilidades. Se caracterizan por disponer siempre de unapantalla en la que se indica numéricamente la frecuencia detrabajo (ejemplo: 145.350) Estos equipos nos brindan laposibilidad de cambiar la frecuencia cuando deseemos, y ponerla que más nos interese. Para utlizarlos correctamente essiempre muy recomendable leer detenidamente el manual quese acompaña, ya que sus posibilidades son muy amplias.Ejemplos de equipos de radioafición: KenwoodTHK 2 E

- Walkie-talkie profesional. Son los equipos que la DGTEL haautorizado para uso legal, previo pago de un canon. Puedendisponer de pantalla ó no, y la frecuencia no puede sercambiada por el usuario, el vendedor los entregaráprogramados con los canales autorizados. En la pantalla, encaso de disponer de ella, se puede leer el canal de trabajo en elque está funcionando y dicho canal se corresponde a unafrecuencia de las autorizadas. En el caso de no disponer depantalla, la frecuencia puede leerse directamente en una ruletanumérica que lleva incorporada. Su utilización además de muysencilla, resulta inmediata, por la gran limitación de todas lasfunciones que pueden realizar.Ejemplos de equipos profesionales: Icom ICF 3022, , Icom ICF 51, Kenwood TK2170

Para la utilización legal de un walkie-talkie profesional es precisopagar el canon correspondiente, que esté estipulado en la zona, bien

a través de la Federación de caza ó directamente en Telecomunicaciones, como esté estipulado.

La utilización de una emisora sin la correspondiente licencia esconsiderada como una falta grave sancionable, en la que, una vezpresentados los oportunos recursos y contemplados todos losatenuantes posibles, el importe de la misma suele ser considerable.

Para aquellos amantes de la caza mayor que se han acostumbrado aluso de la emisora, ya no conciben pasar una jornada sin ésta.Preferirán estar en el puesto sin el rifle que sin la emisora, escuchar alos resacadores y a los compañeros que les ha pasado una manada, yque han abatido uno o más. Les hace pasar más amena y entretenidala jornada. No digamos, la seguridad de los resacadores paraorganizar y batir una y otra parte del monte para poder establecer loscupos...

Una de las preguntas más frecuentes cuando se venden este tipo deequipos es la de cuanto alcanza. La respuesta no resulta nuncasencilla para el vendedor, ni a menudo, convincente para elcomprador. Lo cierto es que el alcance de estos equipos estácondicionado por una serie de factores que varían, dependiendo delas condiciones y lugar en que se encuentre, tanto el transmisor comoel receptor. La presencia de obstáculos (árboles, motañas, edificios,… ) determinadas condiciones climatológicas, manejo adecuado, etcinfluyen negativamente en el alcance de nuestro equipo. Igualmente,es recomendable tenerlo lo más alejado de nuestro cuerpo, y a unoscentímetros de nuestra boca, lo que favorecerá un mayor alcance.Es importante destacar al cliente que siga las instrucciones referentesa la carga correcta del aparato. Asi mismo, que procure, siempre quesea posible, dejar descargar la batería, antes deponerla de nuevo a cargar. En el caso de las baterías de litio no la deje descargar totalmente en ningún caso.

La mayor parte de las veces asociado al walkie va el micro auricular (popularmente llamado “pinganillo”), pues el cazador precisa silencio cuando está acechando, y el walkie talkie en funcionamiento sin auricular, podría alertar una posible presa.

8.- LA RADIO PROFESIONAL DIGITAL

La radio profesional, de dos vías y con licencia está a punto de dar el salto más grande hacia adelante desde la invención del transistor—el cambio de lo análogico a lodigital. La radio digital ofrece muchas ventajas en relación con el análogo, incluyendo una calidad de voz mejorada en un mayor alcance, más privacidad, características sofisticadas para el control de llamadas, la posibilidad de integración con sistemas de información, y más.Ahora estamos en los inicios de lo que se convertirá rápidamente en una migración a gran escala hacia el radio digital en las aplicaciones profesionales. Al mismo tiempo, las presiones de los agentes reguladores, combinadas con las necesidades del mundoreal están conduciendo a los fabricantes de radio y a los usuarios a comunicar más información en una porción determinada del espectro RF—en otras palabras, a incrementar la “eficiencia del espectro”. Los canales que históricamente transmitieron una sola llamada a la vez están siendo divididos ahora de modo que puedan transmitir dos.Existen dos tecnologías para hacer posible esta “división” de canales, permitiendo acceso múltiple en un canal individual. El acceso múltiple de división de frecuencia (frequency-division multiple access, o FDMA, por sus siglas en inglés) divide la frecuencia misma del canal en dos sub canales más pequeños que puedan transmitir llamadas individuales lado a lado. El acceso múltiple de división de tiempo (Time-Division Multiple Access, o TDMA, por sus siglas en inglés) preserva todo el ancho del canal, pero lo divide en espacios de tiempo alternados que pueden transmitir cada unouna llamada individual. Ambas tecnologías ya están siendo usadas en Norteamérica para lograr la división de los canales de 25 kHz en canales de 12.5 kHz, ordenada por la FCC, y ambas están siendo usadas en el mundo entero para lograr aumentos similares en la eficiencia del espectro, sea que éstos hayan sido ordenados por la ley ono.En los próximos años, nuevas regulaciones demandarán con casi absoluta certeza mejoras en la capacidad de eficiencia de los canales de 12.5 kHz; es sólo cuestión de tiempo antes de que la capacidad de transmitir dos registros de voz en un solo canal de 12.5 kHz –también conocida como eficiencia equivalente a 6.25 kHz– se convierta en un requisito. Pero por causa de que la tecnología existe hoy para lograr esta división adicional de canales, no hay necesidad de que los profesionales de radio esperen las leyes inminentes para aprovechar los beneficios que están disponibles de inmediato. Incluso en la ausencia de una orden legal, los usuarios profesionales pueden duplicar la capacidad de sus canales licenciados actuales, adoptando tecnologías digitales que hacen posible una eficiencia equivalente a 6.25 kHz. Con los

beneficios potenciales que incluyen una mayor capacidad de comunicaciones, costos de equipo más bajos, integración de información, características adicionales y mucho más, ahora es un momento que impulsa a los usuarios de radio análogo a hacer el cambio a los sistemas digitales que proveen una equivalencia a 6.25 kHz.

Este documento examina las dos tecnologías de modulación digital que son capaces de conseguir esta duplicación de la eficiencia del espectro: FDMA de 6.25 kHz y TDMA de 12.5 kHz, proveyendo una equivalencia de 6.25 kHz. Los negocios que buscan migrar a los sistemas digitales profesionales más eficientes a fin de conseguir una mayor capacidad y desempeño, necesitarán escoger una u otra opción—FDMA y TDMA no pueden ser operadas conjuntamente.

Ventajas del radio digital

Desde que el primer dispositivo de transmisión y recepción fue instalado en un carro de policía en Bayonne, Nueva Jersey en el año 1933, el radio de dos vías ha sido una tecnología fundamental para la misión de la policía, los bomberos, los obreros de búsqueda y rescate, así como otros en las líneas frontales de la seguridad pública. Y cada vez más, en la medida en que nuevos modelos han reducido el tamaño y el costode los radios de dos vías, la tecnología ha sido adoptada también por los profesionalesde los negocios.Industrias como el transporte, la educación, la construcción, la manufactura, la energíay los servicios, la seguridad privada, el gobierno, la hospitalidad, el menudeo y muchasotras están descubriendo que el radio de dos vías puede mejorar la eficiencia y capacidad de respuesta, permitiendo a los equipos móviles que compartan informaciónde negocios y clientes al instante.A lo largo de la mayor parte de su historia, el radio de dos vías ha implicado la voz análoga—la representación de ondas de sonido como ondas de radio de amplitud modulada (AM) o frecuencia modulada (FM). De hecho, esta es una de las últimas áreas de las comunicaciones profesionales en ser tocadas por la tecnología digital. Pero esta situación está cambiando, muy rápidamente, por muy buenas razones.La modulación de voz en señales digitales, en lugar de señales análogas, provee muchas ventajas. La primera y principal es que la tecnología digital provee una mejor reducción del ruido y preserva la calidad de la voz en un rango mayor que la tecnología análoga. Especialmente en los lugares más lejanos del rango de transmisión, los usuarios pueden escuchar más claramente lo que se está diciendo—aumentando así el rango efectivo de la solución en materia de radio, y manteniendo la capacidad de respuesta de los usuarios ante las situaciones cambiantes del campo. Mejor desempeño de audio digital

La voz digital mantiene una mejor calidad que la análoga cuando la fuerza de la señal disminuye.

Dependiendo de las tecnologías usadas, los sistemas digitales también pueden ser diseñados para:• Hacer un uso más eficiente del espectro RF disponible y licenciado. • Combinar el acceso a voz y datos en el mismo dispositivo, transmitiendo más información al mismo tiempo que capacita a los obreros del campo con sistemas que son más portátiles, flexibles, y mucho más fáciles de usar que dos sistemas diferentes e incompatibles.• Posibilitar la integración y la interoperabilidad con los sistemas de información “back-end”, y los sistemas externos.• Combinar la voz análoga y digital en el mismo dispositivo, facilitando la migración a lodigital mientras se preserva la inversión en tecnología análoga.• Proveer soluciones de privacidad que sean fuertes, prácticas y fáciles de usar, sin la pérdida significativa en la calidad de voz, que puede causar el sistema análogo.• Posibilitar capacidades de señal y control de llamadas flexibles y confiables.• Adaptarse de manera flexible a las necesidades comerciales cambiantes y a las nuevas aplicaciones a través de una arquitectura modular.Las claras ventajas del radio digital—junto con las crecientes presiones normativas para el uso del espectro RF de una manera más eficiente—conducirán a una adopciónampliamente difundida de soluciones de radio digital de dos vías en los próximos años.Si usted está usando sistemas análogos hoy, casi con seguridad estará migrando a lossistemas digitales en el futuro cercano. Ahora es el momento para investigar las tecnologías disponibles de modo que, cuando usted esté listo para hacer el cambio, escoja sistemas que provean el mayor beneficio a largo plazo.Mercados y estándares del radio digital Aunque el ambiente del mercado para el radio de dos vías varía de algún modo alrededor del mundo, los mercados pueden ser divididos aproximadamente en tres grandes categorías: (1) aplicaciones industriales livianas y para el consumidor, (2) aplicaciones profesionales, fundamentales para el comercio, y (3) aplicaciones de seguridad pública fundamentales para esa misión. Con algunos puntos en común, hay estándares para el radio digital de dos vías que generalmente son aplicables para cada una de estas categorías.Aunque no nos ocuparemos de las normas específicas que gobiernan los sistemas de radio en diversos países y regiones, demos un vistazo más de cerca a la manera comolos estándares más importantes y reconocidos a nivel internacional, trazan las necesidades de los usuarios dentro de las categorías generales del mercado. Una comprensión del ambiente completo del mercado proveerá el contexto para nuestra discusión de las necesidades de los usuarios en la categoría de aplicaciones profesionales y fundamentales para el comercio.

Estándares y mercados de radio digital

• Sistemas comerciales e industriales livianos. Múltiples tecnologías relevantes existen para este mercado, incluyendo tecnologías digitales en el mismo sitio, como Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) sistema utilizado en bandas no licenciadas de 900 MHz y 2.4 GHz. El instituto europeo para los estándares de las telecomunicaciones (European Telecommunications Standards Institute, o ETSI) también ha definido dos protocolos Tier 1 para radio móvil digital (DMR) para la banda no licenciada PMR446; el protocolo Tier 1 de DMR utiliza FDMA de 12.5 kHz, mientrasel protocolo dPMR usa FDMA de 6.25 kHz. Ambos protocolos hacen provisión para aplicaciones dirigidas al consumidor y aplicaciones comerciales de bajo poder, usandoun máximo de 0.5 vatios de poder RF. • Sistemas para la seguridad pública, fundamentales para las misiones. Esta categoría de mercado está definida por las comunicaciones fundamentales en la misión y las necesidades de interoperabilidad. En los países cubiertos por el ETSI, un estándar digital relevante es el de radio terrestre troncalizada (TErrestrial Trunked Radio, o TETRA), el cual es usado para dar apoyo a grupos de conversación múltiple en frecuencias múltiples, incluyendo llamadas de uno a uno, uno a muchos y muchos a muchos. TETRA es un estándar digital que usa TDMA de cuatro partes en canales de 50 kHz para incrementar la eficiencia del espectro y permitir acceso múltiple. En losEstados Unidos, la asociación de la industria de las telecomunicaciones (Telecommunications Industry Association, o TIA) ha establecido Project 25 para definir capacidades similares orientadas al mercado de sistemas fundamentales para la misión. A diferencia de TETRA, Project 25 usa canales de 12.5 kHz y actualmente usa FDMA tanto para los sistemas análogos como para los digitales. La Fase 1 de Project 25 hace provisión tanto para los sistemas análogos como para los sistemas digitales convencionales. La Fase II añadirá capacidad de TDMA para radio digital troncalizada. Tanto los sistemas TETRA como los de Project 25 descansan sobre una sofisticada estructura para lograr la confiabilidad tolerante a las fallas y la funcionalidadavanzada de llamadas que se requiere en aplicaciones para la seguridad pública y otros asuntos fundamentales en la misión de ciertas entidades. • Sistemas profesionales, fundamentales para los negocios. Entre la categoría del mercado comercial e industrial liviana, y la de seguridad pública y fundamental para las misiones, descansa un enorme mercado para organizaciones que no están involucradas en trabajos fundamentales para la misión y no tienen el presupuesto o la necesidad de una infraestructura de expansión, tolerante a fallas—pero que aún pueden beneficiarse del aumento en la capacidad de los canales licenciados, características avanzadas, cobertura en un área amplia y otros beneficios usualmente

asociados con sistemas fundamentales para las misiones. Entre los negocios que están en esta categoría se hallan el transporte, la educación, la construcción, la manufactura, la seguridad privada, las pequeñas municipalidades, y muchas otras industrias. El estándar ETSI DMR Tier-2 es el estándar de radio digital relevante que está dirigido a estos usuarios, proveyendo una eficiencia del espectro, características avanzadas de voz y servicios de información IP integrados en bandas licenciadas paracomunicaciones de alto poder. ETSI DMR Tier-2 requiere TDMA de dos partes en canales de 12.5 kHz. La tecnología TDMA de dos partes es el enfoque primario de nuestra discusión en este documento. Los sistemas de radio análogos han sido usados en aplicaciones fundamentales para los negocios durante años. Sin embargo, en la medida en que los fabricantes introducen sistemas de radio digital de alto poder a este mercado, ellos tienen una elección: pueden construir su sistema de comunicación usando una tecnología de propietario como la FDMA digital de 6.25 kHz,o pueden apalancar TDMA fundamentado en los estándares. Las dos opciones no soncompatibles o ínter operables. Motorola cree que el sistema TDMA de dos partes es el más adecuado para la mayoría de las aplicaciones profesionales, fundamentales en el comercio, de radio digital de dos vías. Más aún, el ETSI ha seleccionado el sistema TDMA como el protocolo estándar para las aplicaciones profesionales de radio dos vías, y satisface los requisitos de emisión de canal de ETSI, así como los objetivos de eficiencia del espectro. Aunque la FCC no ordena protocolos estándares, los dispositivos compatibles con el estándar TDMA de dos partes, ETSI Tier-2, cumplirán los requisitos actuales de emisión de canales de la FCC para canales de 12.5 kHz, y superan los requisitos futuros de eficiencia del espectro en los Estados Unidos. Con ventajas técnicas para el mercado profesional, y el trasfondo de las entidades más influyentes relacionadas con los estándares de comunicación, el sistema TDMA de dospartes es la elección clara para las organizaciones que esperan desplegar sistemas nuevos de radio digital de dos vías, o actualizar su sistema análogo actual a uno digital.Demos un vistazo más de cerca al sistema TDMA de dos partes y definir porquées la mejor tecnología de múltiple acceso para la mayoría de las aplicaciones profesionales.Acceso múltiple y eficiencia del espectroEl objetivo primario de cualquier tecnología RF de acceso múltiple es lograr una mayoreficiencia del espectro, permitiendo que más usuarios compartan un canal determinado en espectro licenciado RF. Históricamente, las ondas aéreas licenciadas fueron divididas en canales relativamente grandes de 25 kHz. Había amplio espacio para que los transmisores que usaban estos canales existieran lado a lado, sin problemas significativos de interferencia. Sin embargo, a través de los años, las ondas aéreas se han congestionado cada vez más, creando una necesidad de nuevos estándares y tecnologías que permitan a más usuarios de radio compartir el espectro disponible en un área determinada.La demanda de mayor eficiencia en el espectro está siendo conducida, en parte, por las agencies reguladoras. En los Estados Unidos, por ejemplo, la FCC está exigiendo a los fabricantes que sólo ofrezcan dispositivos que funcionen dentro de los canales VHF y UHF de 12.5 kHz para el año 2011. Para el año 2013, a todos los usuarios de VHF y UHF se les exigirá funcionar en 12.5 kHz— haciendo posible que cerca del doble de usuarios compartan las ondas aéreas, en comparación con las licencias de 25 kHz de hoy.

En definitiva:

Existen dos estándares que compiten el mercado de las radio comunicación convencional digital, el mercado percibe que los sistemas convencionales, basados entecnología digital como lo más avanzado y mejor que la analógica, ya que presenta una serie de ventajas clave para el usuario.

Los Sistemas de Radio Convencional Digital no difieren de "sistemas de radio convencional análogico" ya que este también utiliza un canal dedicado (frecuencia) para cada grupo de usuarios con la diferencia que ofrecen las siguientes ventajas relativas:

Mejora la calidad de voz en la recepción. Mayor eficiencia espectral (menores costos de licencia de frecuencia por

canal); Capacidad inalámbrica de datos en el mismo equipo; Sistemas con mejores características como: Soluciones de múltiples proveedores; Red troncal de bajo coste basada en TCP / IP. Interconexión de múltiples sitios, lo que lleva a una mejor utilización del

sistema. En algunas marcas, los sistemas permiten, identificar el origen y la ubicación

de las comunicaciones, realizar intercambio de datos digitales, como sistemas de ubicación de vehículos AVL (Automatic Vehicle Location).

Llamada de emergencia individuales o de grupo; Seguridad. Comunicaciones digitales sin degradar la calidad de voz; Identificación del terminal o del PTT; Llamada de alerta en TX individual; Cortés y acceso a los canales de voz con usuarios que TX con mala

educación; Capacidad de base de datos IP; Mensajes de texto; Mensajes automático de la posición; Supervisión a distancia por radio / desactivar o cheque

¿Qué es dPMR?

El dPMR es un protocolo de radio digital especialmente enfocado a soluciones altamente funcionales usando tecnología de bajo coste y baja complejidad. dPMR es una tecnología FDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia) de banda estrecha (6,25 kHz) 100% digital que ofrece muchas formas de aplicaciones de voz y/o datos. El protocolo FDMA especificado en ambos estándares ETSI TS102 490 y TS102 658 cumple con el estándar armonizado europeo EN301 166-2 para el uso en los canales 6,25 kHz.

C o d e c d e v o z

El dPMR tiene en común con otros sistemas de radio totalmente digitales, que no

transmite señales de voz analógicas.

Las señales de voz transmitidas tienen que ser digitalizadas, este proceso se realiza

con un vocoder. Para asegurar que todos los tipos y modos de dPMR interoperarán,

es claramente esencial que usen el mismo vocoder.

Por esta razón, el dPMR MoU ha evaluado los vocoder más idóneos, seleccionando el

vocoder estándar a usar en todas las radios dPMR.

Los usuarios ahora pueden estar seguros de que los productos de radio etiquetados

con la marca registrada dPMR, interactuarán con todos los tipos de llamadas de voz.

Por supuesto también es posible, usando el protocolo dPMR implementar equipos de

radio con más de un vocoder para aplicaciones específicas, siempre que tales equipos

también incorporen el vocoder estándar, podrán también ser etiquetados con la marca

registrada dPMR.

Beneficios de la tecnología dPMR

Sin ser demasiado técnicos, la diferencia básica entre FDMA (Acceso Múltiple por

División de Frecuencia) y TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo) es la

definición del canal y como se usa (acceso). En FDMA se usa un ancho de banda

particular (ej. 6,25 kHz) y una frecuencia particular (ej. 150.000 MHz) para definir un

canal. Básicamente es el modo en el que se han asignado los canales durante

décadas. En TDMA, se aplica el mismo principio en lo referente a ancho de banda y

frecuencia, pero la señal se divide en periodos de tiempo que permiten al canal tener

una capacidad “extra” en el mismo ancho de banda. Ej. dos canales “equivalentes” de

6,25 kHz en un canal de 12,5 kHz. Vea el diagrama siguiente para una explicación

gráfica.

Hasta ahora, TDMA tenía una mayor eficiencia espectral en canales con un ancho de

banda mayor como 25 kHz, por ejemplo, dos o tres usuarios podrían acceder con el

mismo ancho de banda que un usuario en un canal FDMA. Sin embargo, en el caso de

las recientemente desarrolladas tecnologías FDMA como el dPMR cuyo ancho de

banda es de 6,25 kHz, logra el mismo resultado en lo referente a eficacia espectral

como TDMA 12,5 kHz de 2 periodos

Ambas tecnologías TDMA y FDMA logran la misma capacidad en banda estrecha de

6,25 kHz usando métodos diferentes. La diferencia es que el sistema FDMA es un

canal 6,25 kHz “real” y el sistema TDMA proporciona una “equivalencia” de canal de

6,25 kHz usando divisiones de tiempo en un ancho de banda de 12,5 kHz.

Considerando que la banda estrecha actual es de 12,5 kHz, entonces ambos sistemas

logran la denominada “doble capacidad”. La diferencia es que el sistema FDMA

SIEMPRE dobla la capacidad ya se use con o sin infraestructura. Para el TDMA, la

doble capacidad SÓLO se logra cuando un repetidor está sincronizando las divisiones

de tiempo, y que los dos usuarios estén en la misma área geográfica, accediendo al

mismo repetidor al mismo tiempo.

En teoría, en condiciones idénticas, el estrechamiento del ancho de banda de canal del sistema FDMA permitiría que la señal lograra una mejor cobertura que el sistema TDMA (o el FDMA) en 12,5 kHz cuando se transmiten con la misma potencia. Esto es porque la base de ruido de cualquier receptor es proporcional al ancho de banda del filtro, por tanto a menor ancho de banda, menores son las señales que se pueden recibir. En la práctica, varios factores como la topografía, la altura de antena de las estaciones base, los edificios colindantes, etc. afectan a la cobertura, por tanto sin pruebas de comparación específicas, ningún sistema puede reclamar ser mejor que el otro. Lo que se puede decir es que cuando se compara con una señal FM analógica, ladigital supera con facilidad a la analógica en los límites del área de comunicación, proporcionando de este modo un sonido más fiable en un área mayor, incluso si la zona de cobertura es la misma que la FM analógica.

El fabricante de un sistema TDMA competidor, afirma que la vida de la batería en

modo digital mejora un 40% ya que la radio transmite la mitad del tiempo (ej. una

división de tiempo). El mercado será quien pruebe si esto es verdad o mentira, hasta la

fecha, nosotros no hemos sido capaces de encontrar números reales sobre el

consumo de energía en transmisión en la información pública para realizar juicios de

valor sobre esta afirmación. Tanto es así, que el usuario no puede calcular si hay

realmente alguna mejora en la vida de la batería en modo digital.

Como se explica en “Cobertura”, en el sistema FDMA, la reducción de los

componentes de ruido con anchos de banda de canal más estrechos mejoran la

sensibilidad del receptor. Por tanto, podría ser posible transmitir a potencias reducidas,

lo que a su vez conservará la batería lo que puede prolongar el tiempo de uso de la

radio.

dPMR existe en varios niveles funcionales:

dPMR446

Es un dPMR en su forma más simple, solamente con funcionamiento directo o (peer to

peer) sin estaciones base o repetidores. Ya que este equipo opera sin licencia tiene

que seguir limitaciones similares a las de su equivalente analógico PMR466.

Estas limitaciones son que la potencia de RF está limitada a 0,5 vatios y que sólo está

permitido en equipos portátiles. La asignación de frecuencia es justo por encima a la

usada en PMR446 y funciona de 446,100 a 446,200 MHz. Naturalmente, gracias a la

canalización de 6,25 kHz, el dPMR446 ofrece el doble de canales que el PMR446.

El terminal dPMR446 tiene capacidad de operar tanto en modo voz como en modo

datos, usando un sistema de direccionamiento simplificado que se puede considerar

semejante al CTCSS del PMR446, o a un sistema de direccionamiento extendido

como el usado por las radios dPMR totalmente funcionales de tipo TS102 658.

Además de ofrecer voz y datos, el protocolo dPMR446 también soporta voz+datos

combinados, así es posible insertar datos en las llamadas de voz o añadirlos

automáticamente al final de la llamada. Esto quiere decir que el dPMR446 puede

ofrecer todos los servicios de voz habituales más mensajería de texto (SMS), textos de

información de estado, datos insertados como posición GPS, etc.

dPMR Modo 1

Este es el modo directo o (peer to peer) del dPMR (sin repetidores o infraestructura)

pero sin las limitaciones de su homólogo sin licencia. Puede funcionar en todas las

bandas de frecuencia PMR licenciado y sin las limitaciones de potencia de RF del

dPMR446.

Además de ofrecer voz y datos, el protocolo dPMR446 modo 1 también soporta

voz+datos combinados, así es posible insertar datos en las llamadas de voz o

añadirlos automáticamente al final de la llamada.

El dPMR Modo 1 se puede considerar como una versión avanzada del dPMR446.

Ciertamente programando una radio dPMR Modo 1 con las mismas frecuencias,

códigos de color y modo de dirección que una radio dPMR446, sería posible que

ambas radios se comunicaran.

Como en el caso del dPMR446, el dPMR Modo 1 también soporta voz+datos

combinados, así es posible insertar datos en las llamadas de voz o añadirlos

automáticamente al final de la llamada. Esto quiere decir que el dPMR446 puede

ofrecer todos los servicios de voz habituales más mensajería de texto (SMS), textos de

información de estado, datos insertados como posición GPS, etc. La eliminación de las

limitaciones del no licenciado implica que el dPMR Modo 1 también puede ofrecer

funciones como llamadas prioritarias, de emergencia e intrusión.

dPMR Modo 2

En el nivel de funcionalidad del dPMR Modo 2, se añaden repetidores e

infraestructuras. Esto conlleva funcionalidad extra como interfaces de red que pueden

estar basadas en IP o simplemente analógicas. Las zonas de cobertura se amplían

mucho, e incluso más cuando se usan múltiples repetidores. Estos repetidores se

pueden gestionar por selección de dinámica de canal o pueden formar un área

extendida co-canal usando esa función específica del protocolo dPMR Modo 2.

El dPMR Modo 2 también puede ofrecer todas las funciones básicas del protocolo

Modo 1 con el beneficio extra de ser capaz de interactuar más allá de la parte

inalámbrica de la red. La conectividad IP permitirá a grupos de usuarios usar

terminales distantes basados en PC desde oficinas, otras áreas o incluso países. La

misma interfaz podría proporcionar control remoto de una estación base o repetidor

desde una conexión fija.

dPMR Mode 3

El dPMR Modo 3 es el paso final donde están disponibles todas las funcionalidades

posibles. El Modo 3 puede ofrecer redes de radio multicanal, multiemplazamiento que

están totalmente gestionadas por canales baliza en cada emplazamiento. Esto

asegura el uso óptimo del espectro y una óptima densidad del tráfico de radio.

La gestión de la red de radio empieza desde la autentificación de las radios que se

desean conectar. Las llamadas se establecen por la estructura cuando ambas partes

han respondido a la solicitud de llamada, asegurando el uso óptimo de los recursos

radio. Las llamadas pueden ser desviadas a otras radios, números de línea fija o

incluso a direcciones IP. La infraestructura que gestiona estos canales baliza debería

ser capaz de colocar una llamada en otra radio tanto si esa radio está usando el

mismo emplazamiento como si está en otro emplazamiento dentro de la red.

Como la asignación de los canales de comunicación se realiza dinámicamente, el

sistema puede optimizar aún más el tráfico modificando dinámicamente la duración de

llamadas. Las radios que fallen en la autentificación se bloquearán temporal o

permanentemente. El sistema permitirá que radios autorizadas hagan llamadas

prioritarias o de emergencia evitando el uso de canales por usuarios que realizan

llamadas no-prioritarias. Cuando las solicitudes de llamada excedan la capacidad,

éstas serán puestas en espera hasta que los recursos del sistema estén disponibles.

Todos los servicios y funciones disponibles en los Modos 1 y 2 son alcanzables con

unas pocas excepciones, así como varias funciones extras implementadas por la

infraestructura del canal baliza.

TRUNKING

Los sistemas de radio de LTR utilizan un concepto del control llamado trunking. Pues este se aplica a la radio, el trunking es el compartidor automático de canales en un sistema múltiple de repeticion. Las ventajas del trunking incluyen menos esperas para tener acceso al sistema y a la capacidad de canal creciente para una calidad dada del servicio. Puesto que la probabilidad de que todos los canales que esten ocupados en el mismo instante es baja (especialmente en sistemas más grandes), la ocasión del bloqueo es mucho menos cuando solo un canal puede ser alcanzado.

Los conceptos del trunking se basan en la presunción que los suscriptores individualesutilizan el sistema solamente un porcentaje pequeño del tiempo, y una gran cantidad de suarios no utilizan el sistema en el mismo tiempo. El cuadro 1 representa tráfico típico en un five-channel trunked del sistema. Los canales demostrados son los aproximadamente 50% cargados, que significa que en él son ocupados por un portador el 50% del tiempo. Las áreas oscuras en las 5 líneas superiores indican cuando el repetidor está en uso, y las áreas oscuras en el fondo indican cuando los cinco canales están ocupados.

http://translate.google.com/translate_c?hl=es&u=http://www.virtualcomm.com/vcc/english/faq/ltr.htm%23Figure1&prev=/search%3Fq%3Dtrunking%26start%3D20%26hl%3Des%26sa%3DN

Puede ser visto de esta forma, que si no son los canales trunked y solamente un canalestá disponible para el usuario (como con un repetidor de la comunidad), hay una ocasión mucho más baja de obtener un canal en el instante. Sin embargo, cuando el usuario tiene acceso automático a los canales múltiples según lo indicado por el fondo,la probabilidad del bloqueo o del acceso negado se reduce grandemente.

Puesto que se saben los patrones de tráfico típicos, el bloqueo de probabilidades puede ser predicho. El cuadro 2 demuestra que para un porcentaje dado del cargamento del airtime, bloqueando probabilidades están reducidos como el número de trunked en aumentos de los repetidores. Un sistema de diez-repetidores tiene mucho mejor bloqueo de funcionamiento y puede proporcionar una más alta calidad del servicio que diez canales independientes que son utilizados por la conmutación manual .

Un repetidor se sostiene para solamente la duración de la transmisión con llamadas del envío. Esto significa que una conversación entera que consiste en varias transmisiones puede ocurrir en varios canales. Esto se llama trunking de la transmisióny proporciona una eficacia máxima del sistema, porque el tiempo entre las transmisiones se puede utilizar por otros. Algunas llamadas especiales, tales como llamadas telefónicas, sostienen el repetidor para la duración de la llamada. Esto se llama trunking del mensaje.

BLOQUEO DE PROBABILIDAD Cuadro 1


PORCENTAJE DE LAS LLAMADAS RETRASADAS Cuadro 2

Los sistemas de Trunked también se caracterizan a menudo en términos de retraso al el acceso de canal. Este retrasa probabilidades puede ser calculadas si las asuncionesse hacen para la longitud media de la transmisión y la distribución estadística de las longitudes de la transmisión. La estadística recopilada por el instituto de investigación de Stanford bajo contrato RC 10056 de la FCC apoya 5 segundos como longitud razonable de la transmisión y la distribución exponencial,el acceso de retraso se puede calcular y trazar según lo demostrado en el cuadro 3 . Los sistemas del LTR pueden tener hasta 20 canales (repetidores).

TIEMPOS DE ACCESO DE RETRASOCuadro 3

COMPARACIÓN DEL MÉTODO DE TRUNKING

DISTRIBUCIÓN VERSUS CONTROL DEL CANAL DEL CONTROL

Hay dos diversos métodos que son utilizados actualmente para controlar sistemas de trunking. Uno es control distribuido usado por LTR, y el otro es canal dedicado del control usado por Motorola y algunos otros sistemas.

El método dedicado tiene muchas desventajas en comparación con el método distribuido. Una desventaja puede ser constreñimiento del rendimiento de procesamiento. Cuando se utiliza un canal dedicado del control, todo el acceso se debe hacer a través del canal del control. Por lo tanto, un cierto método se debe utilizar para evitar colisiones. La mayoría de los sistemas utilizan una versión modificada del control de acceso ranurado. El rendimiento de procesamiento máximo del control de acceso ranurado es el aproximadamente 37%. Esto da lugar a constreñimiento del rendimiento de procesamiento aunque los paquetes del canal del control son típicamente breves en la duración. Otra desventaja es, que un sistema del canal del control debe procesar todas las llamadas en orden secuencial, y como cargando aumentos, pocos canales están disponibles, los accesos se levantan exponencialmente y los móviles deben competir con un solo canal.


Una ventaja del método distribuido usado en sistemas de LTR, es que el acceso se puede hacer en cualquier canal que sea ocioso. Cada repetidor determina qué canalesson marcha lenta, y transmite esta información en una secuencia de datos que coexista con la información de la voz. Esto significa que cada repetidor mantiene su propia secuencia de datos y maneja todos los accesos en su canal. La evitación de la colisión es manejada por los móviles. Esto proporciona el proceso paralelo completo de llamadas.

Otra ventaja del método distribuido es que utiliza todos los canales para las comunicaciones de voz. Con un sistema del canal del control, el canal del control no se puede utilizar típicamente para las comunicaciones de voz. En el cuadro 4, los índices de bloqueo de los sistemas del five-channel se comparan a los de un sistema four-channel (un canal usado para el control). Puede ser visto que está bloqueando perceptiblemente menos para el sistema del five-channel. Por ejemplo, en el 57% que carga, el sistema del five-channel se retrasa el 20% (bloqueado) de la época comparada hasta el 25% para el sistema,four-channel.

Una llamada es bloqueada, el tiempo de espera se relaciona directamente con la tarifade bloqueo y el cargamento de tráfico. Por lo tanto, un sistema del five-channel (distribuido) también tiene menos tiempo de espera. Según lo demostrado en el cuadro5, el tiempo de espera para el sistema del five-channel con una carga del tráfico de el 57% es 0,45 segundos comparados a 0,71 segundos para el sistema four-channel usando un canal del control.

BLOQUEO DE LA COMPARACIÓN DEL PORCENTAJECuadro 4

TIEMPO DE CAÍDA

Con los sistemas de radio de LTR, el tiempo de la caída no se utiliza para las llamadas(móvil a móvil) del envío. Un canal lleva a cabo la longitud de la transmisión para poder utilizar el tiempo entre las transmisiones por otros que hacen llamadas. La únicavez que el tiempo de caída se utiliza con el trunking de LTR es cuando se hace llamadas telefónicas.

Algunos otros métodos de trunking utilizan tiempos de la caída con llamadas de envío durante períodos pesados de cargado. Esto permite que un partido llamado responda casi siempre a una llamada sin el bloqueo. Sin embargo, las desventajas del uso del tiempo de la caída en el nivel de sistema son significativas porque agrega

directamente al tiempo medio de la transmisión un aumento a los tiempos del bloqueo y de espera para otros.

Según lo indicado en el cuadro 5 , el tiempo de espera con una carga del tráfico de el 57% para el trunking de LTR(línea de "5 CHNL") es 0,45 segundos comparados a 2,1 segundos para el método del canal del control usando 2 segundos de tiempo de la caída (línea de caída 4 CHNL, de 2 Sec"). Note que el tiempo de espera del sistema de 20 canales usando el canal dedicado del control es infinito de 2 del segundo de caída. Sin embargo, el cuadro 3 demuestra que un sistema de LTR (distribuido) tiene solo cerca de 0,1 tiempos de espera de los segundos bajo mismas condiciones.

retraso de COMPARACIÓN Cuadro 5

DESCRIPCIÓN DEL MÓVIL Y DEL REPETIDOR

INFORMACIÓN MÓVIL GENERAL

Los transmisores-receptores móviles usados en un sistema de LTR deben ser programados para el LTR que señala, también debe estar en la gama de frecuencia correcta (800 o 900 megaciclos).

La operación de un transmisor-receptor de LTR es incluso más simple que con la operación convencional. La razón es que muchas funciones realizadas normalmente por el usuario son realizadas por la lógica de control, tal como selección y supervisión de canal antes de transmitir. Todo lo que el usuario tiene que hacer para hacer una llamada es seleccionar el sistema deseado (y grupo si es aplicable) y presionar el interruptor. Si una señal de comunicación o una condición out-of-range no es indicada por tonos especiales o mensajes de alerta en algunas exhibiciones, la trayectoria es completa y el discurso puede comenzar.

Los controles básicos del transmisor-receptor incluyen la energía de encendido y apagado, control de volumen y selección de sistema. La mayoría de los transmisores-receptores también tienen un interruptor de selección de grupo. Y No hay control del silenciador porque el silenciador es internamente preestablecido.

INFORMACIÓN GENERAL DEL REPETIDOR


Los repetidores funcionan en una sola frecuencia, así que un repetidor se requiere para cada canal. Una tarjeta de regulación en cada repetidor realiza todo el control y las funciones de señalar en ese canal. La información se intercambia entre los repetidores vía un bus de datos alta velocidad. El regulador separado del sistema no se requiere. Los accesorios opcionales tales como teléfono interconectan la tarjeta y elValidador de ID puede ser utilizado.

REPETIDORES CASEROS

El repetidor casero se utiliza siempre para hacer una llamada a menos que esté ocupado. Si el repetidor casero está ocupado, cualquier otro repetidor en el sitio puedeser utilizado. Hasta 250 códigos de identificación se asignan a cada repetidor. Un código de identificación y un número casero del repetidor son la "dirección" de móviles en el sistema. Por lo tanto, hasta 1250 direcciones separadas se pueden asignar en unsistema del cinco-repetidores y hasta 5000 se pueden asignar en un sistema del veinte-repetidores. Un código de identificación se puede asignar a un móvil o a un grupo individual de móviles según lo requerido.

SEÑALIZACIÓN DE DATOS DEL MOVIL REPETIDOR

El control del Sistema general es logrado por el cambio de mensajes de datos entre el móvil y el repetidor. Esta señalización de datos ocurre continuamente con la voz en la frecuencia infrasonora de 150 Hz. Esto elimina la necesidad de un canal de control entregado y todos los canales pueden ser usados para comunicaciones de voz para la eficacia máxima del sistema. Si un repetidor falla, el resto de los repetidores permanece operacional.

Los Móviles pueden transmitir y recibir sólo los códigos de ID programados por el operador del sistema. Por lo tanto, otros usuarios no pueden escuchar las conversaciones de otros. Aunque el tráfico pueda ser supervisado por un transductor no LTR, aún que puede ser difícil porque una conversación completa puede ocurrir sobre varios canales como descrito en la sección 4.

FORMATO DE MENSAJE DE DATOS

Continuamente estos son transmitidos al repetidor por el móvil, mientras una conversación está en progreso. El repetidor también transmite continuamente mensajes al móvil, y A otros móviles. La información específica contenida en los mensajes de datos depende del repetidor o al móvil transmitido. La anchura de cada dato de bit es 3.33 milisegundos y la rango de datos es 300 bits por segundo. Un mensaje de datos completo es transmitido en aproximadamente 130 milisegundos.

EJEMPLO DE ADQUISICIÓN DE SISTEMA

INTRODUCCIÓN

Cuando un móvil es conectado, pero no está en uso, el siempre supervisa los mensajes de datos de su repetidor de casa. El comprueba estos mensajes para determinar si lo llama otro móvil, y también el que el repetidor este libre si una llamada debe ser colocada. Si el interruptor de PTT es presionado, los interruptores del transductor al repetidor que aparecen en la ranura LIBRE transmiten un mensaje de datos. El repetidor LIBRE es siempre el repetidor de casa, a no ser que esté ocupado.

LLAMADA CON REPETIDOR DE CASA LIBRE

Figura 7

FABRICACIÓN DE UNA LLAMADA CUANDO EL REPETIDOR DE CASA ESTÁ OCUPADO

Asume que la Estación de Control "M" quiere llamar la "C" Móvil mientras la llamada descrita en la sección precedente está en progreso. La figura 8 muestra el sistema antes de uqe tronquee otra estación de control de repetición, y la figura 9 muestra el sistema después de que tronquee otro repetidor. Esto es un sistema de cinco canales y los repetidores 3 y 4 están ocupados con otro tráfico. "La C" Móvil puede descifrar el ID 91 y todo los móviles tienen el repetidor 2 como su repetidor de casa.

La estación de Control "M" recibe el mensaje siguiente siendo continuamente transmitido por el Repetidor 2:

SISTEMA ANTES DE TRUNKINGFigura 8

SISTEMA DESPUES DE TRUNKINGFigura 9

INTENTO DE LLAMADA CUANDO TODOS LOS REPETIDORES ESTÁN OCUPADOS

Cuando todos los repetidores están ocupados, la ranura deL REPETIDOR LIBRE del repetidor - el mensaje de datos del móvil contiene 0. Si una llamada es intentada entonces es hecha, el transmisor no conecta cuando el PTT es presionado. Esta condición ocupada es indicada al usuario por un tono ocupado. Este tono sigue sonando antes de que un repetidor esté disponible o el interruptor de PTT sea liberado.

Todos los Transductores LTR tienen un rasgo Continuo deconversación que pueden permitir.

INTENTO DE LLAMADA CUANDO ESTA FUERA DE RANGO

Se extienden Cuando un móvil esta fuera de alcance del sistema del repetidor, es por lo general que el repetidor no puede descodificar el mensaje de datos del móvil. Cuando esto ocurre, ninguna respuesta es hecha al mensaje móvil, entonces el móvil hace tentativas repetidas para conseguir una respuesta. Después de que varias tentativas son hechas y ninguna respuesta es recibida, el tono intercepta suena (tonos altos y bajos) y no más de tentativas son hechas. El interruptor de PTT entonces debe ser liberado y presionado otra vez para hacer más tentativas.

9.- LA RADIO-ESCUCHA (manejo de receptores)

SDR(software defined radios)

EQUIPOS DE RADIO DEFINIDOSPOR SOFTWARE

Por EB3EMDFernando Fernández de Villegas

EL PODER DE LA INFORMATICA A NUESTRO SERVICIO

LA RADIO DEFINIDA POR SOFTWARE (SDR)

Tradicionalmente los equipos receptores y transceptores de radiocomunica ciones sonequipos constituidos por multitud de componentes electrónicos, los cuales forman circuitos sintonizadores, etapas defrecuencia intermedia, detectores,

amplificadores de baja frecuencia, etc..., es decir, están constituidospor "hardware". Posteriormente, en los años 1980´s y 1990´s se introdujeron microprocesadores en estos equipos para el control de funciones internas (contoles desde teclados y pulsadores) y para añadir nuevas prestaciones (relojes, pantallas informativas, programadores, etc...), y también se introdujo la posibilidad de controlar los equipos de radio desde un ordenador,añadiendo al equipo de radio puertos de comunicación o interfaces para la conexión al ordenador. En estos casos, y usando el softwareadecuado, es posible controlar desde el ordenador numerosas funciones del equipo de radio, igual o mejor que desde los controlesdel propio equipo. También en la década de los 1990´s comenzó la introducción en los modernos equipos de radio de los chips DSP o "Procesadores Digitales de Señal", los cuales permiten mediante técnicas digitales realizar filtros de paso de banda y de supresión de

ruidos, entre otras posibilidades, muy eficaces, mejor que los realizados tradicionalmente con circuitos analógicos.

En cualquier caso, siempre se trata de equipos de radio realizados enteramente con componentes electrónicos, o sea, en términos informáticos se definirían como "radios hardware". Pero desde principios de la década del 2000 radioaficionados como Gerald Youngblood, AC5OG, están investigando y desarrollando un nuevo concepto de equipos de radiocomunicaciones, los equipos de radio desarrollados por programa o "radios software", en siglas SDR (Software Defined Radio), en los que la parte hardware (circuitería) es mínima, y la mayor parte de las funciones que definen un equipo de radio se definen por software (programas) en un ordenador PC ode otro tipo, dotado de tarjeta desonido (requisito necesario).

LO QUE SDR NO ES

La SDR supone realizar lamayor parte de las funciones deun equipo de radio, incluso lasmás importantes, mediante elsoftware implementado en unordenador. Por tanto, y antesde profundizar más en lo que esuna SDR, se puede explicar dequé no se trata.

En primer lugar hay que decirque hay una enorme diferenciaentre una radio definida porprogramas (SDR) y otra controlada por programas. Casi todos los equipos de radio modernos dotados de interfaces informáticos son equipos que tienen la opción de ser controlados por ordenador, permitiendo que desde éste último se gobiernen y visualicen parte otodas las funciones y parámetros que normalmente están presentesen el frontal del equipo: frecuencia, elección de modo de operación (AM, FM, CW, SSB...), control automático de ganancia (CAG),etcétera. Incluso hay equipos de radiocomunicaciones que ni siquiera tienen un panel frontal de mandos e indicadores, siendo controlados totalmente desde el ordenador, el cual realiza todas las funciones del panel de mando del equipo.

Tampoco las SDR se refiere al uso de las sofisticadas técnicas de procesado digital de señal, mediante la introducción de chips DSP, implementadas a nivel de las etapas de audio, para mejorar la inteligibilidad y calidad de las señales. Las técnicas DSP permiten realizar filtros de audio mediante técnicas digitales que son mucho más efectivos que los tradicionalmente realizados con componenteselectrónicos analógicos, e incluso se puede programar sus características por software. Y aunque las técnicas DSP se usan principalmente a nivel de las etapas de audio de los equipos de radiocomunicaciones, procesando digitalmente las señales de audio, también hay equipos de radio que introducen el procesado digital de señales DSP a nivel de frecuencia intermedia, aunque en estos casos siempre se hace sobre una última frecuencia intermedia de valor muy bajo, sobre los 40 KHz, lo que permite manejarla casi como una señal de audio, y por tanto al alcance de los chips DSP más comunes.

Dichas técnicas comenzaron a ser introducidas en la década de los 90's para funciones eficaces de filtrado y de redución de ruido en lasetapas de audio, y actualmente se usan también para las etapas de FI de los receptores de radio más modernos, con mejores prestaciones que las clásicas etapas de FI de filtros resonantres sintonizados a la FI. Pero en cualquier caso, tanto unos como otrosno dejan de ser al fin y al cabo equipos de radio convencionales, a pesar de los "añadidos avanzados" que estas técnicas puedan introducir.

Una radio software (SDR), en cambio, tiene casi todos sus "componentes" definidos y funcionando en forma de programas en un ordenador, a excepción de un mínimo de componentes físicos necesarios, externos al ordenador, que no pueden ser definidos por software en el ordenador. Y mientras no sea activado ese software o conjunto de programas, el equipo de radio no será tal, sino que será un simple conjunto de unas cuantas placas electrónicas externas, incapaces de hacer nada práctico. Es el software que se haga funcionar en elordenador el que define el esquema de modulación a emplear (AM, FM, SSB...), el tipo de silenciador (squelch), cómo actua el CAG, y, en fin, todo el equipo de radio.

Además una radio SDR es muy flexible, ya que modificando o reemplazando sus programas de software, o añadiendo nuevos programas, se consigue modificar sus funcionalidades, como es

añadir nuevos modos o mejorar sus prestaciones. Ello permite también acomodar el SDR a las necesidades de cada tipo de usuario (radioaficionados, servicios de emergencias, etc...). La SDRes algo novedoso y representa un concepto que puede no ser fácil de asimilar. Para entenderlo se explicará a continuación, aunque describiendo el proceso de recepción, ya que el de transmisión es muy similar aunque a la inversa.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN RECEPTOR SDR

Gerald, AC5OG, ha diseñado una etapa frontal de radiofrecuencia (RF) cuya función es convertir la señal de radio recibida, trasladándola a frecuencias muy inferiores, en la banda de audio. Esta etapa es un detector un tanto especial de conversión directa (es decir, de frecuencia intermedia cero), a la cual se la ha añadido unos filtros de banda seleccionables en el paso de antena.

Con esta etapa frontal, la señal de radiofrecuencia es bajada al rango de las frecuencias de audio, pero sigue siendo una señal sin demodular. El siguiente paso es demodular la señal, y para ello se hace uso de un ordenador con tarjeta de sonido y el programa adecuado. Esto es lo que se muestra en el diagrama de la FIGURA 1. No debe confundirse esta conversión directa con el proceso de demodulación que permite extraer la señal de voz (moduladora) de la señal de RF, pues ello es lo que se hace en el ordenador con el programa adecuado. La etapa de conversión directa lo que hace es trasladar las señales de RF a otras frecuencias muy inferiores, pero aunque las señales obtenidas en la conversión son señales en el rango de las frecuencias de audio, no significa que sean señales ya demoduladas (aunque para varios tipos de modulación, sí lo serán).

Dicha señal ya desplazada a la banda de audio (todavía sin demodular) ocupa un margen de frecuencias que entra dentro del margen que acepta en sus entradas analógicas la tarjeta de sonido.

http://www.flex-radio.com/articles_files/CQVHF.pdf

Dependiendo de la tarjeta empleada, una tarjeta de sonido puede aceptar señales de hasta 20 a 40 kHz.

La tarjeta de sonido incluye unos conversores analógico-digital (A/D) que digitalizan las señales presentes en las entradas de la tarjeta, generando un flujo continuo de bits que representan digitalmente las señales analógicas de entrada. A este respecto, se puede decir que el conversor A/D está conectado casi directamente a la antena. La tarjeta de sonido además proporciona todas las funcionalidades DSP (procesamiento digital de señales) que van a ser necesarias para manejar la señal entrante ya digitalizada.

En la digitalización de las señales de entrada, se transforman las señales analógicas de entrada, que son "continuas en el tiempo" (y con un número de valores de amplitud teóricamente infinitos), en una secuencia de señales "discretas en el tiempo", esto es, que se presentan a intervalos de tiempo determinados, y que se denominan "MUESTRAS". Una vez digitalizadas estas muestras de la señal analógica (transformando cada muestra en un número fijo de bits), las señales eléctricas que las componen (los bits) tendrán un número de valores posibles de amplitud fijo y determinado, dos en el caso de las señales digitales binarias (denominados "0" y "1" lógicos).

El proceso por el que las señales analógicas de entrada se transforman en señales discretas en el tiempo se denomina "MUESTREO". A este respecto, en 1933 Harry Nyquist estableció que cuando se digitalizan señales analógicas, para que posteriormente se pueda recuperar la señal analógica original mediante el proceso inverso (Conversión Digital-Analógica), la señalanalógica debe ser muestreada a una velocidad como mínimo igual al doble de la frecuencia más alta presente en la señal analógica. La frecuencia máxima de la señal analógicade entrada es recomendable que sea limitada mediante el empleo de un filtro de pasobanda, denominado "Antialiasing". Ello evita el efecto de "ALIASING", por el cual, al recuperar por el proceso inverso la señal analógica original, ésta puede aparecer distorsionada. El aliasing aparece cuando la señal analógica de entrada tiene componentes cuyas frecuencias son superiores a la mitad del valor de la frecuencia de muestreo.

Así, por ejemplo, el oído humano puede llegar a percibir frecuenciasen el rango de 20 Hz a 20 KHz, y por ello la digitalización de las señales de audio de alta fidelidad requiere que sean muestreadas almenos a 40 KHz (40.000 muestras por segundo). De hecho, en el caso de los CD's de audio el muestreo empleado es de 44.100 KHz (lo cual previene también el aliasing). Esta velocidad de muestreo lasoporta actualmente también cualquier tarjeta de sonido para sus conversores A/D. Además, muchas tarjetas de sonido incluyen un filtroantialiasing interno con una frecuencia de corte próxima a los 20 KHz.

Una vez la señal ha sido muestreada y digitalizada por la tarjeta de sonido, podemos procesarla como queramos, por ejemplo demodulándola: en modulación de amplitud (AM) se haría detectando la amplitud de la envolvente de la señal, en modulación de frecuencia (FM) habría que seguir las variaciones de frecuencia de la señal... Todos estos procesos se realizan

mediante cálculos matemáticos adecuados por software, pues al fin y al cabo las señales digitales son señales discretas que representan valores numéricos y por tanto (éstos) se pueden se pueden tratar matemáticamente con el software adecuado para realizar algo. Los resultados numéricos de estos tratamientos matemáticos son también representados por señales digitales, las cuales se llevan internamente a unos conversores Digital-analógicos (D/A) implementados en la propia tarjeta de sonido, paraconvertirlas a señales de audio equivalentes, que son amplifi-cadas y conducidas a las salidas de altavoz de la tarjeta de sonido (caso de las modulaciones de fonía), o que son procesadas para mostrar la información en la pantalla del ordenador (caso de los modos digitales).

Uno de los posibles procesos de la señal de audio digitalizada es sudemodulación, y éste es un proceso relativamente simple que incluye procesos de filtrado, desplazamiento de nivel y algunas otras operaciones que se pueden realizar sin muchos problemas

por software. Cualquier proceso al que queramos someter la señal de audio digitalizada se puede hacer por software, usando el programa adecuado en el ordenador, y usando la tarjeta de sonido como digitalizador de la señal analógica de audio.

CONVERSION DE FRECUENCIA

Las tarjetas de sonido son capaces de operar con señales de audio analógico de hasta unos 20 kHz como mínimo (hasta 40 Khz y más,si la tarjeta es de calidad), y la queremos emplear para procesar señales de RF de varios MHz de frecuencia, recibidas en la antena. Dado que la tarjeta de sonido no puede manejar frecuencias tan elevadas, es necesario convertir las señales de RF a señales de frecuencias muy inferiores, en el rango de frecuencias que puede aceptar la tarjeta de sonido (es decir, en el rango de las bajas frecuencias),manteniendo éstas el mismo esquema de modulación de las señales de RF. El sistema más habitual para convertir una señal de una banda de frecuencias a otra es mediante el uso de un MEZCLADOR, el cual combina dos señales, la que recibimos en antena, con la procedente de un oscilador local, la cual será una señal pura sin modular. Esto es típico en los receptores superheterodinos para convertir la señal recibida a frecuencia intermedia.

En la salida del mezclador tendremos señales cuyas frecuencias serán la suma y la resta de las frecuencias aplicadas en ambas entradas del mezclador, la de la señal de antena, fa, y la generada en el oscilador local, fo. Además siempre aparece algo de estas dosseñales a la salida del mezclador.

Un ejemplo: si recibimos una señal modulada de 28 MHz (no importa cuál sea el tipo de modulación) y la mezclamos con la señalpura de 20 MHz suministrada por un oscilador local, en la salida del mezclador obtendremos varias "versiones" de la señal recibida, una centrada en 8 MHz (28-20), y otra en 48 MHz (28+20), y también se tendrá algo de las señales originales de 28 y 20 MHz. Al decir que estas señales resultantes de la mezcla son "versiones" de la original

significa que mantienen la misma modulación que la señal original (la de 28 MHz), sólamente difiere la frecuencia, que es diferente a lade la señal original (ha habido un cambio de frecuencia, sin modificar el esquema demodulación).

En un receptor que opera por conversión de frecuencias se debe introducir un filtrado adicional a la salida del mezclador, para dejar pasar la señal que nos interese (por ejemplo, la de 8 MHz), y elimine las demás (las de 48, 28 y 20 MHz en el ejemplo). Eliminar por filtrado las señales no deseadas es fácil, pero supone una pérdida de energía respecto a la señal original, lo que perjudica el rendimiento del receptor en cuanto a la relación señal/ruido (eso es así porque la potencia de la señal de entrada útil, la de antena en este caso,se distribuye entre sus dos "versiones" cambiadas de frecuencia, además que el mezclador introducirá pérdidas adicionales en el proceso de conversión defrecuencia).

Los receptores superheterodinos operan con este procedimiento: Laseñal recibida en antena es convertida a una "Frecuencia Intermedia" de un valor dado (FI) mediante el uso de un oscilador local y un mezclador, y la FI es filtrada y amplificada en una etapa de varios pasos sintonizados a la frecuencia de la FI, de manera que sólo ésta, y no las otras señales que se obtienen a la salida del mezclador, es suficientemente filtrada y amplificada antes de entregarla al demodulador.

Sin embargo hay un tipo de receptores que usan un mezclador de señales,pero no emplean ninguna FI; al contrario, convierten la señal directamente a audio, y son los llamados RECEPTORES DE CONVERSIÓN DIRECTA. Estos permiten la demodulación de señales de CW (telegrafía) y de SSB por simple conversión de frecuencias. En efecto, supongamos que se tiene una señal de CW en 14.001 kHzy se emplea un oscilador local oscilando a 14.000 kHz. Si ambas señales se combinan en un mezclador, en la salida del mezclador se tendrá, entre otras señales, una señal de CW enaudio, con una frecuencia de 1 kHz, señal quecorresponde a la diferencia entre la señal procedentede la antena (14001 KHz) y la del oscilador local(14000 KHz). Y dado que la CW se transmite comoimpulsos de portadora, a la salida del mezclador se

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/convdir/conv_dir.htm

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/convdir/conv_dir.htm

tendrán impulsos de 1 KHz, que al ser audibles (tras la correspondiente amplificación de audio) corresponderán a la señal telegráfica demodulada.

Pero en este tipo de receptores hay un problema: si hubiera otra señal transmitiéndose en 13.999 kHz, demasiado cercana en frecuencia a la de 14.001 KHz como para poderla rechazar eficazmente mediante filtrado en el paso de antena del receptor, esta señal también daría lugar a la salida del mezclador a una señalde audio de 1 KHz, e interferiría a la señal de CW de 1 KHz correspondiente a la señal transmitida en 14.001 KHz. Es lo que se llama una "FRECUENCIA IMAGEN" de la frecuencia que realmente nos interesa. Es más, incluso aunque no hubiesen señales en la frecuencia imagen de 13.999 KHz, el ruido de fondo en dicha frecuencia aparecería en la salida del receptor,empeorando la calidad de la señal útil de CW recibida.

Por otro lado, si señal a recibir en 14.001 fuera de SSB (Banda Lateral Unica), el oscilador local debería oscilar también a 14.001 KHz para conseguir demodular las bandas laterales (ya que éstas están separadas de la frecuencia central de 14.001 KHz en el valor de la frecuencia de audio moduladora), pero el receptor sería incapaz de diferenciar si la modulación empleada es USB o LSB, ni podría separar y suprimir todas las señales recibidas en el ancho debanda de la banda lateral opuesta para evitar que interfiriesen.

La conversión directa también adolece de otros inconvenientes: El nivel de ruido en la señal demodulada tiende a aumentar por diversos factores a medida que la frecuencia de la señal demodulada se aproxima a los 0 Hz, empeorando la calidad de ésta. Contribuyen a ello ruidos de diversos orígenes: ruidos de zumbido de red eléctrica (50 o 60 Hz) inducidos, ruidos mecánicos microfónicos, el propio ruido generado por los semiconductores (que depende de 1/f), e incluso el propio ruido de fase que incluye la

señal generada por el osciladorlocal si éste está controlado por PLL o síntesis directa.

LA CONVERSIÓN DE FRECUENCIA EN UN RECEPTOR SDR

El simple procedimiento de conversión de frecuencia en un receptorde conversión directa no es el adecuado para un receptor SDR por los problemas anteriormente mencionados. El tipo de conversión utilizada elimina estos problemas, y se basa en el procedimiento que en los primeros días de la SSB se utilizó para conseguir la modulación de Banda Lateral Unica (BLU), elimi nando en el proceso de modulación la banda lateral que no interesaba, sin el uso de los filtros a cristal de pasobanda estrecho (2,5 - 3 KHz) que se usan hoy en día para dejar pasar la banda lateral que interesa y eliminar la otra. Dicho método consistía en usar un doble mezclador balanceado al cual se aplicaban la frecuencia del oscilador local y dos versiones de la señal recibida en antena, una en fase y otra desfasada 90 grados. Si ésta última estaba desfasada exactamente +90 grados respecto a la otra, a la salida del mezclador se obtenía la banda lateral superior, cancelando la banda lateral inferior,mientras que si estaba desfasada -90 grados, la que se cancelaba era la banda lateral superior, obteniéndose la banda lateral inferior.

Este procedimiento, empleado tanto para lamodulación como para la demodulación, sedenomina MEZCLA EN CUADRATURA,DETECCIÓN DE SSB POR GIRO DE FASE,oMEZCLA CON RECHAZO DE IMAGEN. La señaloriginal (no desfasada) se denominaSEÑAL EN FASE, o SEÑAL I ("In phase signal"), mientras que la señal desfasada +90 (o -90) grados se denomina SEÑAL EN CUADRATURA, o SEÑAL Q ("Quadrature signal").

Este procedimiento fue empleado con éxito en multitud de equipos de SSB en los primeros años de este nuevo modo de modulación que supliría a la AM, hasta la aparición de los equipos de SSB con filtros de banda de

cristal a principios de los años 1960's. Pero el problema de este sistema era que para que fuera realmente efectivo, las dos señales Iy Q debían estar bien balanceadas en amplitud y fase, ya que incluso mínimas inexactitudes en el desfase de 90 grados de la señal Q, o en la igualdad de amplitud de las dos señales I y Q, causan que no desaparezca totalmente la banda lateral que debía suprimirse, perjudicando el rendimiento del equipo. Conseguir implementar mediante circuitos analógicos (lo que había entonces) un desplazador de fase de +90 grados,que fuera preciso en amplitud y en desplazamiento de fase, es bastante difícil de conseguir, nunca se conseguía una supresión elevada de la banda lateral no deseada. Alcanzar supresiones de 40 dB para la banda lateral no deseada con este procedimiento rerequería componentes analógicos de calidad y era bastante caro y difícil de conseguir. No obstante, de poderse conseguir desfases precisos de 90 grados, la demodulación eficaz de la SSB (y del resto de modu laciones) se vuelve fácil, y esto es mucho más fácil de conseguir digitalizando las señales I y Q. De hecho, actualmente muchos circuitos integrados de RF emplean exclusivamente las señales I y Q para realizar diversos procesos.

De hecho los equipos SDR se basan en este principio, como se ve en la FIGURA 2, que muestra el principio de funcionamiento de un mezclador en cuadratura: La señal de RF de frecuencia fc es llevada a dos mezcladores idénticos en paralelo. El oscilador local genera la frecuencia de mezcla, flo, que es inyectada directamente al mezclador inferior (señal "seno") para obtener la señal I a la salida del mezclador. Una parte de la señal flo pasa por un desfasador de 90 grados para obtener una señal del oscilador local desfasada 90 grados (señal "coseno") que es llevada al mezclador superior, obteniéndose a su salida la señal en cuadratura Q. Las señales I y Q pasan por sendosfiltros de banda (LPF) para eliminar las frecuencias no deseadas que aparecen en los procesos de mezclado de las señales, filtrandola señal deseada, y a continuación, son muestreadas (a la frecuencia de muestreo fs) y digitalizadas individualmente en sendos conversores analógico-digitales (A/D) para obtener las señales I y Q digitalizadas (It, Qt, discontinuas en el tiempo).

El esquema empleado por Gerald (AC5OG) en su equipo SDR para obtener las señales I y Q es el llamado DETECTOR POR MUESTREO EN CUADRATURA (QSD). Gerald se inspiró en un detector patentado por Dan Tayloe (N7VE, radioaficionado y técnico

que trabaja para Motorola), que es un elegante detector por muestreo que toma muestras de la señal de RF cuatro veces por ciclo de su portadora,dando lugar a cuatro salidas de la señal de RF con desfases respectivos de 0, 90, 180 y 270 grados. Y al tratarse de un circuito muestreador y no de un mezclador, se obtienen las señales I y Q, pero sin las pérdidas y otras problemáticas propias de los mezcladores. Dicho detector se conoce también como "DETECTORTAYLOE" (en honor a su desarrollador). Veamos su funcionamiento.

Imaginemos un conmutador rotativo conectado al circuito de entrada o de antena, (FIGURA 3) de cuatro posiciones, que gira a lafrecuencia de portadora (Fc) de la señal de RF que queremos detectar. En cada contacto hay un pequeño condensador a masa. Durante el giro del conmutador, cada contacto, al ser "tocado" por elconmutador, recibirá la tensión de la señal de RF entrante, durante exactamente un cuarto de ciclo de portadora. El nivel de tensión de RF presente en la entrada del conmutador es aplicado al condensador, el cual quedará cargado con un valor de tensión promediado entre los valores de la tensión de la señal de RF entrante en ese cuarto de ciclo de la portadora. Elcondensador mantiene esta tensión de carga un cierto tiempo, y un ciclo de portadora después el conmutador volverá a tocar el mismo contacto y se repetirá el mismo proceso. Las tensiones adquiridas así por cada condensador, al ser integradas (promediadas) a lo largo de las sucesivas muestras, dan lugar a una señal audio en bornes de cada condensador.

El proceso es una especie de conversión directa, donde el audio se obtiene en cada contacto del conmutador rotatorio por detección síncrona en un punto determinado de la fase del ciclo de la señal deentrada: en C1, a O grados; en C2, a 90 grados; en C3, a 180 grados; y en C4, a 270 grados. Esto es totalmente correcto si la

frecuencia de girodel rotor es exactamente iguala la frecuencia de RF entrante.Se obtienen así cuatro señales de audio con distintos desfasesen las salidas del

conmutador rotatorio. A partir de estas cuatro señales se obtienen las señales I y Q necesarias para realizar la demodulación medianteSDR. Las señales con desfases de O y 180 grados se aplican en las dos entradas de un amplificador operacional, obteniéndose en su salida la componente en fase I, mientras que las señales con desfases de 90 y 270 grados se aplican a las entradas de otro amplificador operacional, obteniéndose en su salida la componente en cuadratura Q. Si la frecuencia de la señal entrante difiere de la frecuencia de rotación del conmutador, la suma de las fases invertidas que generan las señales I y Q será menor a medida que la diferencia de frecuencias sea mayor (pues la detección de la señal entrante ya noes síncrona en fase), y las frecuencias de audio obtenidas dependerán de dicha diferencia de frecuencias. Las señales obtenidas en las detecciones síncronas son filtradas por la red RC de pasobajo que conforman la impedancia de la antena (Rant) y el condensador de muestreo (C) de cada punto del conmutador rotatorio, con lo que el ancho de banda BW de las señales de audio obtenidas en cada punto del conmutador será:

Es obvio que los cuatro condensadores de muestreo del detector Tayloe deberán ser exactamente iguales para obtener las mejores características de este tipo de detector. El detector Tayloe opera similarmente a un filtro de conmutación digital, y ello significa que opera como un filtro seguidor de muy alto Q. El ancho de banda de la señal que entrega a su salida depende del número total de condensadores de muestreo, 4 en total (uno porposición del conmutador rotatorio),por lo que el ancho de banda de la señal de salida será:

y el Q del detector (que determinará la selectividad del receptor) será:

siendo fc la frecuencia central de entrada.

El detector por muestreo en cuadratura (QSD) así definido es un detector lineal con una salida de audio de cuatro fases, que se emplean para generar las componentes I y Q. Cuando las fases sonsumadas dos a dos para obtener las componentes I y Q, al ser sumadas diferencialmente en un amplificador operacional de alta impedancia de entrada, el detector QSD entrega las señales I y Q con una ganancia de conversión de tensión de 6 dB y prácticamentelibre de ruido de conversión.

Lo interesante del circuito detector Tayloe o QSD es su rechazo a señales de frecuencias diferentes a la de rotación del conmutador. Aunque éstas también son convertidas en muestras de audio de baja frecuencia, aparecerán en la banda de audio desplazadas de frecuencia respecto a las señales útiles. Esto permite que mediante un buen filtrado de las señales de audio se puedan eliminar las señales no deseadas, y obtener una buena selectividad.

El detector de Tayloe es elegante, con muy buenas características, y puede ser realizado uno completamente (sin el oscilador local) con tres o cuatro circuitos integrados comerciales adecuados. La FIGURA 4 muestra un ejemplo de detector Tayloe realizado con pocos circuitos integrados. Este consiste en un demultiplexor FET 1:4 tipo PI5V331, que realiza la función de conmutador rotatorio de la señal de antena sobre los cuatro condensadores de muestreo. Dos chips flip-flops duales tipo 74AC74 están conectados como divisor por cuatro tipo Johnson, el cual genera a partir de una señal de reloj (generada por el oscilador local) las dos señales de reloj desfasadas 90 grados quegobiernan el conmutador rotatorio PI5V331. Las salidas de este conmutador, conectadas a los respectivos condensadores de muestreo, son llevadas a las entradas de un par de amplificadores operacionales de instrumentación, de muy bajo ruido, tipo LT1115, para formar por suma diferencial de fases las señales I y Q, las cuales serán llevadas a alguna entrada analógica de la tarjeta de sonido para su digitalización.

Dado que la impedancia de antena Rant es conectada el 25 % de

cada ciclo de rotación del conmutador rotatorio a alguna entrada de los amplificadores operacionales, será la resistencia de entrada de ambos amplificadores operacionales,por lo que si Rf es la resistencia de realimentación de cada amplificador operacional, la ganancia de éstos será:

G = 0,25 * Rf / Rant = Rf / (4 * Rant)

Como en caso de antenas resonantes típicamente Rant = 50 ohmios, entonces G = Rf / 200.

Dado que la impedancia de la antena puede variar significativamente sobre un gran margen de frecuencias, se usan amplificadores operacionales de instrumentación (de alta impedancia de entrada) para minimizar las variaciones de ganancia de éstos con la impedancia de antena.

LA DEMODULACIÓN

Hasta ahora hemos descrito cómo se traslada la señal de RF a frecuencias de audio (es decir, a BANDA BASE), y la generación delas componentes I y Q;falta todavía filtrar y demodular las señales, además de otros procesados en audio que se deseen. Ello se realiza digitalmente, por lo que hay que digitalizar las señales I y Q y luego procesarlas digitalmente. Por ello el diseño de AC5OG emplea una tarjeta de sonido común para digitalizar las señales I y Q y para proporcionar todas las funciones del receptor, sacando partido a la potencia del DSP implementado en la tarjeta de sonido y usando el software adecuado.

Sin emplear más que los programas adecuados, casi todas las tarjetas de sonido pueden ser programadas para actuar como un CAG, demodular una señal, eliminar señales no deseadas (como enlos equipos más caros con DSP), reducir el ruido (NB), silenciar (squelch),... absolutamente todo lo que puedan hacer los equipos de radio, mas algunas cosas de las que éstos son incapaces; y todoello en el ordenador. Desafortunadamente, los detalles de cómo se hace todo eso son demasiado extensos para describirlos aquí. Los mismos principios rigen en el otro sentido en transmisión, desde el micrófono que capta la voz hasta la señal enviada hacia la antena.

Sólo como ejemplo, se expondrán los principios de la demodulaciónen un receptor de este tipo, uno de los procesos básicos de

cualquier receptor.

Cuando tenemos una señal modulada en amplitud (AM), lo único importante de la señal es la amplitud de la envolvente de la señal deRF (no la amplitud instantánea de la onda, sólo la de pico o cresta de cada semiciclo de la onda).Un detector de AM a diodo simplemente responde a la amplitud de la envolvente, que es la señal moduladora de BF que interesa obtener. En un receptor que maneje señales I y Q, , al estar ambas desfasadas 90 grados entre sí, si se representan vectorialmente susamplitudes y fases en un gráfico de ejes de abcisas y ordenadas (x,y), la representación será del siguiente tipo (diagrama de fases en el plano complejo):

donde la longitud de los vectores I y Q representan las amplitudes de dichas señales. En este tipo de diagramas vectoriales, los ángulos de fase se giran en sentido antihorario. Con este tipo de diagramas, el conjunto de las dos componentes I y Q se puede representar por un único vector resultante R, con un ángulo de fase ß. Dado que las componentes I y Q de este diagrama son "ortonormales", esto es, perpendiculares entre sí (desfasadas 90 grados entre sí), el valor de la amplitud instantánea del vector R se calcula fácilmente por el teorema dePitágoras, ya que R es la hipotenusa del triángulo recto formado por I y Q como lados catetos:

Las señales I y Q representan a la envolvente de la señal de antena, por lo el conocimiento del valor de la amplitud de cualquierade ellas a lo largo del tiempo indica cómo es la forma de la envolvente y por tanto de la señal moduladora, y por tanto establecela demodulación de amplitud. Pero como la señal Q sigue las mismas variaciones de amplitud que la señal I, basta conocer cómo varía el valor de amplitud del vector R a lo largo del tiempo para

conocer la forma de la envolvente de la señal de RF de antena, y por tanto demodular en amplitud ésta, y además demodulándola con ganancia, ya que el valor de amplitud del vector R será siempreigual o mayor al del vector I.

Sin embargo, en las modulaciones de fase, como son la FM (modulación de frecuencia) o la PM (modulación de fase), en la modulación el ángulo de fase de la portadora varía con la amplitud de la señal moduladora (y en el caso de la FM ello conduce a la apariencia que la frecuencia de la portadora varía con la amplitud de la señal moduladora), y por ello la demodulación depende de las variaciones de la fase instantánea de la señal de RF. Esto a nivel delas señales I y Q implica que las amplitudes de estas dos componentes no varían de la misma forma en cada instante, y por tanto el ángulo de fase ß del vector R variará con el tiempo. De cómo varía este ángulo de fase dependerá la forma de la señal moduladora, y por tanto, el conocimiento del valor de este ángulo defase con el tiempo permite la demodulación en fase o en frecuencia.Si conocemos las amplitudes instantáneas de las componentes I y Q, el ángulo de fase ß se puede deducir mediante la siguiente expresión:

ß = Arctang (Q / I)

donde la función arcotangente es la función trigonométrica inversa ala función tangente de un ángulo.

El detector de Tayloe entrega las señales I y Q a nivel analógico. Estas son entregadas a la tarjeta de sonido, la cual en un primer paso las muestrea y las digitaliza. Al digitalizar las señales I y Q, se obtienen una sucesión de conjuntos de bits discretos en el tiempo, que codifican numéricamente el valor de amplitud de ambas señales. Es decir, la digitalización de las señales I y Q da lugar a una sucesión de números binarios que indican las amplitudes instantáneas de ambas señales a intervalos regulares en el tiempo. Y como números que son, ya pueden ser manejadoss matemáticamente, por lo que ya se pueden aplicar las fórmulas anteriores para conocer los valores del vector R y de su ángulo de fase ß, que permitirán conocer los valores de amplitud de la envolvente, en el caso de las modulaciones de AM, y de los desplazamientos de fase y frecuencia de la señal recibida, en el caso de las modulaciones FM y PM. Es decir, el cálculo numérico permite la demodulación de las señales de RF moduladas en AM,

FM y PM. Los resultados de estos procesos matemáticos son también valores binarios, que al ser aplicados a un conversor digital-analógico (incluido en la tarjeta de sonido), permite obtener laseñal moduladora ya anivel analógico, la cual una vez amplificada es llevada al altavoz conectado a la tarjeta de sonido.

Para el caso de las modulaciones de banda lateral única (SSB), el proceso es algo más complicado, ya que el cálculo numérico sobre los valores digitales de las componentes I y Q requiere de más pasos de cálculo que para la AM y la FM, pero conociendo las expresiones matemáticas que se han de aplicar para determinar la forma de la señal moduladora a partir de los valores de amplitud de R y del ángulo de fase ß, tampoco es mucho problema realizar la demodulación de SSB. Y lo mismo se puede decir para cualquier otro tipo de modulación quese haya aplicado a la señal recibida en antena para poder demodularla. Por ello, dado que en los receptores SDR hay muy poco procesado analógico de la señal, el método de conversión de frecuencia y detección empleado, y la posibilidad de gobernar muchos parámetros, es de esperar que un equipo de estas características superará las prestaciones de los mejores transceptores disponibles hoy en día.

LAS TRANSFORMADAS RÁPIDAS DE FOURIER (FFT)

Una de las herramientas más potentes de los dispositivos DSP es eluso de las Transformadas Rápidas de Fourier, FFT (Fast Fourier Transform), una herramienta matemática que permite realizar muy diversos tratamientos de las señales digitalizadas (filtrados, demodulaciones, ecualizaciones, etc...), y que se emplea por ello enlos receptores SDR para el tratamiento de las señales I y Qentregadas por el hardware del equipo SDR. En éste tipo de receptor se emplean las FFT y su función inversa, IFFT (Transformada Rápida de Fourier inversa) para las funciones de modulación y demodulación en banda lateral única (SSB) y para funciones de filtrado de señales.

Matemáticamente lo que hace una FFT es transformar señales en elDOMINIO DEL TIEMPO a señales equivalentes en el DOMINIO DE LA FRECUENCIA, esto es, dada una señal cuya forma de onda es conocida a lo largo del tiempo (dominio del tiempo), es analizada

para conocer su composición espectral, esto es, para conocer el conjunto de frecuencias que las componen y sus amplitudes respectivas (dominio de la frecuencia). Cualquier señal está compuesta por una o más componentes de distintas frecuencias, y los análisis matemáticos de Fourier permiten deducir las distintas frecuencias y sus amplitudes que componen una señal cualquiera en función de la forma de la onda de la señal. Así, una señal senoidal pura está constituida por una única frecuencia (tono puro), mientras que si la forma de la onda senoidal se distorsiona, aparecen junto con la frecuencia fundamental f otras frecuencias adicionales, como pueden ser frecuencias armónicas de la fundamental (2f, 3f, 4f,...), bandas laterales junto a la frecuencia fundamental, frecuencias aleatorias que representan al ruido, etc..., todo ello dependiendo de la forma de onda de la señal.

La forma de la onda de la señal en el tiempo es conocida, ya que sededuce de los sucesivos valores de amplitud de ésta en el tiempo, ydado que al ser digitalizada la señal los valores de amplitud se codifican en valores numéricos binarios a intervalos de tiempo regulares, se pueden aplicar a estos las fórmulas matemáticas de Fourier para conocer la composición espectral de la señal analógicaoriginal.

El resultado de analizar una señal mediante la FFT equivale a hacerpasar la señal analógica original a través de un banco de filtros de paso de banda muy estrechos en paralelo que cubren toda la bandade paso, y obtener a la salida de estos filtros por separado las distintas componentes espectrales de la señal. Los distintos filtros tienen el mismo ancho de banda. Todo este proceso se realiza digitalmente.

A cada filtro de paso de banda muy estrecho se denomina "BIN", y en realidad la banda de paso de cada bin se solapa algo con la del bin anterior y posterior, tal como se muestra en la FIGURA 5, dondese muestran los BINs solapados. Si el solapamiento entre bins consecutivos es en puntos a -3 dB, la respuesta de la FFT es lineal. Al realizar la FFT de una señal se obtiene la composición espectral de la señal. Si una componente espectral está en el centro de uno de los bins, se tomará solamente el valor de amplitud de señal en ese bin. Pero si no coincide con el centro del bin, se asigna parte dela amplitud de la componente al bin donde está ubicada, y algo de amplitud en el bin vecino más próximo. Así, si la componente

espectral está justamente ubicada en el punto medio entre los centros de dos bins consecutivos, se asignará la mitad de la amplitud de la componente espectral a cada uno de los dos bins.

El análisis matemático de las FFT analiza la composición espectral de una señal cualquiera, y además determina cómo se reparte la energía (amplitud) de cada componente (frecuencia) de la señal en los distintos bins, de acuerdo a lo explicado en el párrafo anterior. La FIGURA 6 muestra un ejemplo de análisis espectral mediante FFT de 4096 bins de una señal modulada en AM, donde se aprecia la frecuencia portadora fc y las bandas laterales (USB, LSB) a ambos lados de ésta.

Cuando se manejan las señales I y Q procedentes de un detector de cuadratura (o un detector Tayloe), se puede aplicar en la FFT lasconocidas expresiones

para conocer la amplitud y fase de la señal dentro de cada bin.

Si en una FFT se emplean N bins (N es el "tamaño" de la FFT), y la señal está digitalizada con una frecuencia de muestreo fs, el ancho de banda de cada bin, BWbin, será:

y la frecuencia central fn del bin número n será:

Dado que los equipos de radio SDR se basan en el uso de tarjetas de sonido, si asumimos que la velocidad de muestreo del digitalizador de la tarjeta de sonido normalmente es de 44,1 KHz (44100 muestras por segundo), si se emplea una FFT de 4096 bins,se tendrá que:

es decir, la FFT introduce en el equipo de radio SDR 4096 filtros de paso de banda de casi 11 Hz de ancho de banda. Esto permite crear filtros digitales de señal con anchos de banda desde 11 Hz hasta aproximadamente 40 KHz, en pasos de casi 11 Hz.

Al tener descompuesta la señal I+Q original en sus componentes espectrales mediante FFT, podemos actuar sobre los distintos bins para amplificar o atenuar las distintas componentes espectrales (multiplicando el valor binario de las muestras digitales de las señales por un valor fijo) en función de su frecuencia, o realizar otras manipulaciones, por lo que mediante el software adecuado se pueden construir diversas funciones que operan en el dominio de la frecuencia tales como las siguientes:

- Filtros de banda: Se tomará sólo las señales contenidas en determinadosbins, omitiendo la información contenida en el resto de bins. Según elnúmero de bins consecutivos tomados, el filtro será más ancho o másestrecho de banda.

- Conversión de frecuencia (se traslada el contenido de uno o varios bins aotros bins: Hacemos conversiones de frecuencias).

- Demodulación de telegrafía (CW) y banda lateral única (SSB) (en la SSB,basta determinar en que bin estaría situada la portadora suprimida en elproceso de modulación de SSB, según se trate de USB o LSB , y entonces losbins vecinos se corresponderán con la señal moduladora).

- Selección de banda lateral: útil para moduladores de SSB en transmisoresde radio SDR: Conocido el espectro de la señal de AM, es fácil filtrar la

banda lateral deseada tomando sólo la información contenida en losbinssituados al lado adecuado del bin que contiene la frecuencia portadora.

- Filtros de ruido, filtros de muesca, etc...

- Squelch selectivo de frecuencia.

- Ecualizadores gráficos (o control de tono, se realizan permitiendo asignaramplificaciones o atenuaciones ajustables a los distintos bins).

- Otros procesos de modulación y demodulación (RTTY, PSK31, etc...).

Una vez la señal ha sido completamente procesada en el dominio de la frecuencia, es fácil convertirla de nuevo al dominio del tiempo, es decir, a una única señal equivalente definida como sucesión de valores de amplitud en el tiempo. Para ello se usa la operación matemática conocida como "Inversa de la Transformada rápida de Fourier", IFFT (inverse FFT). Con la señal ya procesada y devuelta al dominio del tiempo, pueden realizarse algunas funciones adicionales en un receptor SDR, tales como la función de Control automático de ganancia (AGC), que se basará en la lectura de los valores de pico (máximos) de la señal a lo largo del tiempo, para controlar un amplificador oatenuador digital de ganancia variable que maneja la señal.

Finalmente la señal puede ser llevada a un conversor digital-analógico (D/A) para convertirla a señal analógica, ser amplificada yenviada a un altavoz para su escucha

EL TRANSCEPTOR SDR-1000

El equipo desarrollado por Gerald, AC5OG, es un transceptordenominado SDR-1000, de arquitectura SDR, y ha sido desarrollado en losprimeros años de la década de los 2000´s. Su diagrama de bloques se mostróen la Figura 1. La parte física de este equipo consta de tres placas de circuitoimpreso apiladas una encima de las otras (ver Figura 7), cuyas funciones son:

La primera placa incorpora el generador de frecuencias mediantesíntesis digital directa (DDS), un oscilador maestro a cristal de altacalidad, un mezclador bidireccional I & Q, el detector de muestreo porcuadratura QSD, un control automático de ganancia AGC, y jacks deaudio para la conexión a la tarjeta de sonido. El módulo sintetizadorusa una frecuencia de reloj de 200 MHz, tiene una resolución de 1microhertzio, y un ruido de fase (jitter) de 1 picosegundo rms máximo. Otra placa incorpora la parte de alimentación (generación de +- 15 V y+5 V, a partir de +12 V de alimentación general), los interfaces deconexión al ordenador (interface de puerto paralelo con un conector Dde 25 pines), las memorias de registro (latchs) para las señales deentrada y salida (I/O) a través de las cuales el ordenador controla elgenerador de frecuencias DDS de la primera placa), y los relés deconmutación TX/RX.

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr.htm#Figura7

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr_archivos/Figura1.gif

La tercera placa incorpora los filtros de banda de antena (filtros LCconvencionales, conmutados mediante relés), el amplificador depotencia de 1 W en transmisión, y un conector BNC para la conexión dela antena o de un amplificador de potencia exterior.

Este equipo es capaz de cubrir en recepción desde 12 Khz a 65 Mhz, encobertura continua, y en transmisión sólo dentro de todas las bandas deradioaficionados de 160 a 6 metros, todo ello en sus primeras versiones.

Su oscilador de síntesis digital directa DDS es capaz de cubrir ese margen defrecuencias en pasos de 1 Hz, y está basado en el chip AD9854, controlado através de un microcontrolador PIC desde el software SRD del ordenador.Genera una frecuencia 4 veces mayor a la requerida por el mezclador QSD oTayloe, y es dividida por 4 por un contador Johnson para generar las dosfrecuencias de mezcla para el detector, desfasadas 90 grados.

Un mezclador bidireccional maneja las señales I y Q tanto para la recepcióncomo para la transmisión. Y en el caso de la recepción, las señales I y Q pasanpor un circuito de control automático de ganancia (AGC) cuya función esprevenir que la recepción de una señal fuerte pueda sobrecargar la entradadel conversor A/D de la tarjeta de sonido.

Las funciones de modulación y demodulación en AM, FM, SSB, RTTY, PSK (yotros modos que se deseen implementar), filtrado DSP y supresión de ruidos,AGC, control de frecuencia (control del DSS), etc..., están implementadas enel software SRD cargado en el ordenador.

Para evitar los inconvenientes de la conversión de las señales de entrada deantena directamente a banda base de BF (nivel de ruido mayor en frecuenciaspróximas a 0 Hz, típico de las conversiones directas), el receptor SDR no haceuna conversión de frecuencia directa a banda base de 0 Hz, sino que hace unaconversión a banda base de 11,025 KHz. Es decir, la frecuencia del osciladorlocal controlado por DDS aplicada al detector Tayloe ha de estar desplazadaen 11025 Hz respecto a la señal sintonizada. Ello ayuda a reducir el efecto delos ruidos de fase de la señal generada por el oscilador-generador defrecuencias, y los ruidos próximos a 0 Hz. Una vez que la señal en banda basede 11025 Hz es digitalizada, es fácil usando el software adecuado pasarla abanda base de 0 Hz, antes de continuar con el resto de procesos detratamiento digital de la señal (filtrados de ruidos, demodulación, etc...).

La Figura 8 muestra el esquema en bloques de la parte física o hardware delreceptor SDR-1000, mientras que la Figura 9 muestra la arquitectura softwarebásica del receptor, esto es, el tratamiento digital de las señales I y Q en elordenador con los softwares adecuados para obtener la señal de bajafrecuencia final, que se llevará al altavoz conectado a la tarjeta de sonido.



La arquitectura software básica del receptor consiste en lo siguiente: Lasseñales I y Q presentes en la entrada de la tarjeta de sonido son muestreadas,digitalizadas y sometidas a un proceso de Transformada Rápida de Fourier FFTcomplejo de 4096 bins, por lo que son convertidas al dominio de frecuencias.Un generador calcula unos coeficientes de filtro pasabanda (BPS) y medianteotro proceso FFT son convertidos también al dominio de frecuencias. Ambas

señales, en el dominio de frecuencias (señal útil y señal de filtrado) sonmultiplicadas digitalmente (mediante una función de mezcla digital) paraproporcionar el ancho de banda del filtrado máximo de la señal útil yprocesarla adecuadamente, por ejemplo para demodularla. La señal filtradaes procesada a continuación por una transformada rápida inversa de FourierIFFT para convertirla de nuevo al dominio del tiempo. Y ya en este dominio,la señal es sometida a procesos de filtrado adaptativo de ruido (LMS noise),filtro de muesca (Notch filter), y control automático de ganancia (AGC)basado en la detección de los valores de pico de la señal. La señal resultantede todo estos procesos es la señal ya demodulada y filtrada, que llevada alconversor D/A de la tarjeta de sonido, es convertida a señal analógica para suamplificación y salida a altavoz.

Los requisitos mínimos de ordenador que requiere este equipo son un PC de600 MHz o más rápido, dotado de tarjeta de sonido compatible SoundBlaster,y con sistema operativo Windows 95 o superior (versiones posteriores delsoftware pueden ser desarrolladas para otras plataformas informáticas).

El software SDR original desarrollado por Gerald incluye muchas otrasprestaciones adicionales. Es un software de "código abierto" (está publicadotodo su código de programa, escrito en Visual Basic), por lo que está abierto aque cualquier usuario con conocimientos de programación pueda modificarlopara mejorar aspectos de éste o introducir nuevos modos y nuevasprestaciones.

Como ejemplos de características adicionales del software SDR original estánlas siguientes:

Inclusión de un conjunto de filtros DSP de distintas características parasupresión de ruidos (distintos anchos de banda), y seleccionables, quedan varios valores de selectividad al receptor: 6, 4, 2.6, 2.1, 1.0 Khz,500, 250, 100 y 50 Hz. Un analizador gráfico de espectro de la señal recibida por la tarjeta desonido, Tres sistemas de sintonía distintos (mediante tecleado del valornumérico de la frecuencia, mediante un mando de sintonía, o a travésdel analizador gráfico de espectro seleccionando en éste con el punterodel ratón en pantalla la señal deseada). Control de ganancia de audio. Smetter en modo numérico y en modo gráfico, Selección de tipo de control automático de ganancia, ajustando suconstante de tiempo entre cuatro valores (CAG largo, rápido, medio olento). El CAG también es manejado de forma totalmente digital (hayun CAG externo implementado en el hardware del receptor, pero su

función es proteger la entrada del conversor A/D de la tarjeta desonido frente a señales fuertes). Memorias para almacenar diversas condiciones de operación en lasdistintas bandas (anchos de banda de los filtros, tipo de CAG, etc...).Permite almacenar hasta cuatro configuraciones por cada banda detrabajo, seleccionables mediante clics del ratón. Un reloj en tiempo real (en hora local y hora UTC), que toma la horade la hora del reloj del ordenador. Si está bien sincronizado con algunareferencia horaria exacta externa (a través de Internet, o medianteaguna emisora patrón de frecuencia y horaria como la DCF77 en VLF),esto lo hace especialmente útil para el uso de modos digitales querequieren sincronizaciones de tiempo para establecer los turnos deemisión y de recepción. Control de la memoria reservada para el uso de la telegrafía, quepermite enviar de forma automática un texto como baliza telegráfica. Posibilidad de controlar dos transverters, y de operación en modo"split". Ello está pensado a nivel del hardware mediante el uso de dosVCO, y de las funciones adecuadas en el hardware de control.

Y bastante más cosas...

La siguiente imagen muestra un ejemplo de presentación en pantalla de unsoftware SDR donde se aprecian los distintos mandos y controles de unreceptor SDR, donde destaca el el analizador gráfico de espectro, a través delcual se observan las señales presentes dentro del ancho de banda que escapaz de procesar la tarjeta de sonido, y a través del cual se puede sintonizaruna de ellas.

El desarrollo de los softwares DSP que constituyen el software de los equiposde radio DSR es relativamente sencillo para cualquier programador, ya queIntel tiene publicado y disponible un conjunto de librerías software para lasfunciones DSP, lo que facilita el desarrollo de programas para ordenadordestinados a dispositivos DSP, como son las tarjetas de sonido.

Este equipo goza de muy buena selectividad, y una sensibilidad de recepciónbuena, aunque al principio no era equiparable a la de un receptor de altagama (podía ser necesario añadir un preamplificador de antena para mejorareste aspecto). Sin embargo, actualmente utilizando una buena tarjeta desonido estos equipos definidos por software ya tienen prestaciones que noenvidian a los transceptores de radio convencionales de alta gama. Y es queuna buena tarjeta de sonido es fundamental para obtener un receptor SDR dealtas prestaciones, como se verá un poco más adelante.

Este equipo, el SDR-1000, es comercializado por FlexRadio System, empresade Austin (Texas) a la que pertenece su diseñador, Gerald Youngblood(AC5OG), y en la página web de la empresa se indica incluso cuál es la tarjetade sonido oficialmente recomendada por los diseñadores del SDR-1000 paraobtener las mejores prestaciones del SDR-1000. A finales de 2005 esta tarjetaera la tarjeta profesional Delta-44 de la firma M-Audio, tarjeta PCI dotada de4 canales de entrada analógicos, que puede muestrear a 96 KHz y 24 bits deresolución por muestra, y para la que sus fabricantes informan que tiene un

http://www.m-audio.com/

http://www.flex-radio.com/

rango dinámico de 98 dB para su conversor A/D de entrada, y de 103 dB parael conversor D/A de salida.

Para los interesados, la arquitectura de los equipos SDR está escrita porGerald Youngblood, AC5OG, en diversos números de la publicación QEX delaño 2002 (QEX es una publicación regular de la ARRL).

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IMPORTANCIA DE LA TARJETA DE SONIDO

Las prestaciones de un receptor SDR dependen totalmente de las prestacionesdel chip DSP que procesa las señales I y Q, y en consecuencia, de que latarjeta de sonido empleada en el ordenador contenga un chip DSP de mejoreso peores prestaciones.

En efecto, usando una muy buena tarjeta de sonido, las prestaciones queproporciona al equipo SDR son elevadas, en cuanto a sensibilidad, selectividade intermodulación, siempre que se ajusten los parámetros del softwareproporcionado para el equipo SDR a valores óptimos (lo cual puede ser unpoco complicado). Debe tenerse en cuenta que la tarjeta de sonido procesa elaudio entregado por el hardware o circuitería física del receptor SDR, y es unabanda de audiofrecuencia que es digitalizada por un conversor A/D, procesadadigitalmente por el DSP de la tarjeta y por el software SDR, y convertida denuevo a sonido analógico mediante un conversor D/A, para escucharla en losaltavoces conectados a la tarjeta de sonido.

La calidad del chip DSP, y por tanto, de la tarjeta de sonido, dependefundamentalmente de dos parámetros:

Resolución del chip DSP:

La resolución del chip DSP (o de la tarjeta de sonido que lo soporta) indica elnúmero de bits por muestra de señal analógica digitalizada. Cuanto mayor seaesta resolución, mayor será el rango dinámico del equipo SDR.

Un rango dinámico muy alto hace que la tarjeta tenga una tendencia a laintermodulación y bloqueo por señales fuertes mucho menor y se equipare eneste aspecto a los mejores equipos de radio convencionales. Los muestreos auna tasa de bits por muestra más alto permite que la tarjeta pueda muestreareficazmente señales mucho más débiles, aumentando la sensibilidad del SDR.

Las primeras tarjetas de sonido tenían una resolución de 8 bits. Actualmente,la mayoría de las tarjetas de sonido para ordenador son de 16 bits deresolución, lo que proporciona una calidad de sonido bastante buena para las

aplicaciones normales de audio. Pueden diferenciar 216 = 65.536 niveles deseñal de audio. También existen tarjetas de sonido de 24 bits de resolución,

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr.htm#inicio


http://www.arrl.org/qex/

que son empleadas para aplicaciones de sonido profesional, y por ello no sefabrican tarjetas de sonido de mayor resolución (32 bits o más) ya que esinnecesario en el campo del sonido profesional. Una tarjeta de 24 bits pueden

diferenciar 224 = 16.777.217 niveles de audio. Las tarjetas SoundBlaster degama alta son de esta resolución.

Para una tarjeta de sonido o dispositivo DSP, su rango dinámico viene dadopor:

Rango dinámico (dB) = 20 * log 2n (n = nº de bits de resolución)

que corresponde a 98 dB para resoluciones de 16 bits, y 144 dB pararesoluciones de 24 bits. Esto es, con 16 bits se pueden distinguir señales condiferencias de nivel de -98 dB, y con 24 bits, se pueden distinguir diferenciasde señales de -144 dB. Ello es teórico, ya que en la práctica se necesitanalgunos bits para digitalizar una señal muy débil que tenga un aspectomínimamente sinusoidal, lo que significa que el número de bits de resoluciónes en realidad inferior: Si suponemos que se emplean 4 bits para digitalizarseñales muy débiles, quedan 12 bits de resolución real para las tarjetas de 16bits, y 20 bits para las tarjetas de 24 bits, lo que corresponderespectivamente a rangos dinámicos de unos 74 dB para tarjetas de 16 bits (loque es bastante corto para un equipo de radioaficionado), y de unos 120 dbpara tarjetas de 24 bits (lo cual ya está bastante bien y está a la altura de losbuenos receptores de radioaficionado).

A la práctica, las tarjetas de sonido de 16 bits ordinarias (incluidas las queestán incorporadas en las placas base de los ordenadores personales actuales)proporcionan un rango dinámico real de unos 68-75 dB (frente a los 98 dBteóricos), lo que haría que la calidad del receptor SDR fuera mediocre y pocooperativo, mientras que para las tarjetas de 24 bits el rango dinámico real esde unos 90-100 dB.

La frecuencia de muestreo:

La frecuencia de muestreo va a determinar el ancho de banda máximo quepodrá filtrar, monitorizar y procesar simultáneamente la tarjeta de sonido oel dispositivo DSP.

En efecto, el ancho de banda monitorizado corresponde a la mitad de lafrecuencia de muestreo empleada:

Para una frecuencia de muestreo de 48 KHz, la unidad DSP puede monitorizarun ancho de banda de 24 KHz, esto es, +-12 KHz alrededor de la frecuenciadel oscilador de conversión.

Para una frecuencia de muestreo de 96 KHz, la unidad DSP puede monitorizarun ancho de banda de 48 KHz, esto es, +-24 KHz alrededor de la frecuenciadel oscilador de conversión.

Para una frecuencia de muestreo de 192 KHz, la unidad DSP puedemonitorizar un ancho de banda de 96 KHz, esto es, +-48 KHz alrededor de lafrecuencia del oscilador de conversión (agunas bandas de radioaficionado deHF tienen asignados segmentos para la práctica de la telegrafía de sólo 100KHz, por lo que con una tarjeta o dispositivo DSP de 192 KHz de frecuencia demuestreo, prácticamente se puede monitorizar y trabajar la casi totalidad delsegmento sin cambiar la sintonía del oscilador de conversión, que inclusopuede ser un oscilador de frecuencia fija a cristal de cuarzo).

Las tarjetas de sonido de altas prestaciones actuales (tarjetas paraaplicaciones profesionales, denominadas como tarjetas "pro"), incluyen másentradas de audio, pueden muestrear a velocidades más elevadas que lastarjetas más convencionales (pueden llegar a los 192 KHz de velocidad demuestreo), y con una mayor tasa de bits para las muestras (muestras de 24bits, por ejemplo), y sus conversores A/D y D/A pueden responder afrecuencias desde 0 a incluso 96 KHz, y garantizan un rango dinámico en audioque casi alcanza los 100 dB o lo superan.

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DESARROLLO DE LOS EQUIPOS DE RADIO SDR

Tras la aparición de los primeros equipos de radio SDR, como el SDR-1000,comercializado por FlexRadio System, comenzaron a aparecer nuevos equiposSDR y sofwares SDR cada vez más potentes.

Hay equipos SDR que funcionan con la tarjeta de sonido del ordenador, yequipos SDR que incorporan una tarjeta DSP especialmente diseñada y que portanto no requieren de la tarjeta de sonido del ordenador, utilizando éste sólopara controlar funciones básicas del equipo SDR (selección de frecuencia,selección de modos, filtros, etc...). Incluso hay dispositivos DSP con elevadasfrecuencias de muestreo, de varios megahertzios, lo que permite que elreceptor DSP pueda cubrir un ancho de banda de varios megahertzios, eincluso ser empleado como analizador de espectros.

Hay pequeños kits SDR que utilizan una frecuencia de conversión fijacontrolada por un cristal de cuarzo, y que conjuntamente con la tarjeta desonido del ordenador, permite cubrir un pequeño segmento de alguna bandade HF, como es el caso de los kits del grupo SoftRock Radio. Son receptoresSDR monobanda de bajo ancho de banda (ya que queda limitada por laresolución de la tarjeta de sonido empleada), sólo unas decenas deKilohercios, pero que para más de un radioaficionado le es suficiente si sededica principalmente, por ejemplo, a la telegrafía o a otras modalidadescuya asignación en el espectro es de unos pocos kilohercios en las distintasbandas.

http://www.softrockradio.org/

http://www.flex-radio.com/



Mientras, los equipos SDR más potentes disponen de un oscilador local DSS (desíntesis directa), cuya frecuencia de oscilación (y por tanto, la sintonía delequipo DSS) es controlada desde el ordenador a través del software SDR. Laconexión para control del equipo SDR desde el ordenador es normalmente através de conexión USB o conexión serie RS232 (aunque ésta es cada vezmenos habitual en los modernos ordenadores actuales).

Como ejemplos de radios SDR de grandes prestaciones disponibles ya en 2007-2008, y que muestra la potencialidad de lo que se puede lograr con las radiosSDR, se pueden citar el transceptor FLEX-5000A de FlexRadio System, y elreceptor Perseus SDR, de la firma italiana Microtelecom.

El transceptor FLEX-5000 es un novedoso transceptor de la firma FlexRadioSystem, que permite la operación en las bandas de HF y de 6 metros, con unapotencia de transmisión de hasta 100 watios en el modelo FLEX-5000A, o 300watios en el modelo FLEX-5000D. Incluye su propia unidad DSP, lo que evitatener que funcionar a través de la tarjeta de sonido del ordenador, y laconexión a éste es a través de un interface de alta velocidad Firewire (IE-1394). Dispone también de una CPU Intel Core A con sistema operativoWindows XP, lo que significa que tiene integrado un ordenador, e incorporanconexión para ratón y teclado inalámbrico, e incluso en los modelos de laserie D, incorporan una pantalla táctil integrada. Dispone de varias tomas deantenas, tomas de micrófono, altavoz y manipulador telegráfico, y todo ellodentro de una única caja.

Pero este equipo, como la mayoría de los equipos SDR del momento, secontrola desde un ordenador externo en el cual funciona el programa SDR quelo maneja. A través de la conexión Firewire, el programa SDR del ordenadorexterno controla la frecuencia del oscilador de conversión del equipo, y portanto, su sintonía, así como la selección de modos, filtros de banda, etc...Aunque todo el trabajo de procesamiento de las señales I y Q lo realiza launidad DSP incorporada en el transceptor, haciendo innecesario el concursode la tarjeta de sonido del ordenador externo, el transceptor envía muestrasde las señales I y Q a través de la conexión Firewire al ordenador externo paraque el programa SDR pueda realizar las funciones de visualización delespectro y de sintonía de señales.

http://www.microtelecom.it/

Transceptor Flex-5000A. Haz clic en las imágenes para ampliar.

En cambio, el receptor Perseus SDR es un receptor que se apoya en la tarjetade sonido del ordenador, pero que tiene la característica de poder realizarmuestreos de señales a una velocidad de muestreo muy elevada, de hasta 80MHz, con 14 bits de resolución, y ello permite que cubra perfectamente ydigitalice todo el ancho de banda de 0 a 40 MHz simultáneamente, con unrango dinámico en torno a los 100 dB (que sin ser de lo mejor, comparado conlos buenos equipos de radioaficionado, es bastante bueno). Este equipo SDRenvía al ordenador las señales digitalizadas I y Q a través de una conexión dealta velocidad USB 2.0 (capaz de realizar transferencias de hasta 480 Kbits/s),donde el software SDR específico para este equipo, el software Perseus, seseleccionan y envían las muestras a la tarjeta de sonido, y se procesan.Además, es un receptor de pequeño tamaño, más pequeño que una caja depuros.

Receptor Perseus. Pulsa aquí para ver su diagrama de bloques.

Lo interesante de este receptor es la capacidad de poder digitalizarsimultáneamente un ancho de banda tan elevado, de hasta 40 MHz (por lo quees un receptor para las bandas de VLF, LF, Onda Media y HF), y ello es graciasal uso de un chip digitalizador que incorpora que permite frecuencias demuestreo de hasta 80 MHz, evidentemente muy por encima a la de lasmejores tarjetas de sonido. El software original de este receptor permite veren pantalla un ancho de banda de 800 KHz, o bien todo el espectro entre 0 y30 MHz (por lo cual puede utilizarse incluso como analizador de espectro).

Sin embargo, el chip digitalizador sólo puede digitalizar con una resolución de14 bits, lo que le da un rango dinámico teórico de unos 78-80 dB, un pocomediocre para un buen receptor de comunicaciones. Sin embargo elfabricante afirma que su rango dinámico es de 96 dB, y es aumentado en basea un proceso que denomina decimación, que básicamente consiste en tomaruna muestra de cada 10 para su envío a través de la conexión USB alordenador (conexión que admite como máximo unos 480 kbits/s), lo queimplica que se envíe un chorro de bits al ordenador de unos 100 Kbits/s,permitiendo enviar señales I y Q digitalizadas de 24 bits a través de laconexion USB con destino a la tarjeta de sonido. Este procedimiento mejoramucho el rango dinámico del receptor.

El uso de mejores chips DSP con mayores velocidades de muestreo y mayoresresoluciones puede llevar a la construcción de receptores SDR capaces deexplorar simultáneamente muy elevados márgenes de frecuencia y con unbuen margen dinámico, pero serían chips DSP muy caros y seguramente paraaplicaciones militares, al menos cuando surgió este modelo de receptor SDR.

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr_archivos/Perseus-blkdiag.pdf

El receptor está montado en una placa única, en el que hay 9 filtrospasobanda que se seleccionan mediante pequeños relés (controlados a travésdel enlace USB por el software SDR del ordenador), el circuito de muestreo ydigitalización de elevada velocidad, y de comunicación a través del enlaceUSB 2.0. En el panel frontal dispone de algunos leds indicadores y pulsadoresque controlan atenuadores de señal y si han de actuar o no los preselectoresde banda. En el panel trasero están la conexión de antena, de alimentación(+5 Volts), y un conector USB estándard.

Como se puede ver con estos ejemplos, las radios SDR son una alternativa muyseria a los equipos de radiocomunicaciones de formato clásico, y más baratos,ya que gran parte de la circuitería es sustituida por el software SDR que loshace funcionar, y con las ventajas añadidas de que las prestaciones de lasradios SDR dependen principalmente del software SDR: Añadir nuevos modosde modulación/demodulación, modos digitales actuales y futuros, etc.. seconsigue a través del software SDR, mejorando y ampliando éste, mientrasque en una radio de formato convencional puede ser necesario añadircircuiterías extras. El tratamiento mediante DSP de las señales mejora losfiltros de señales, muy por encima de los filtros analógicos (frecuenciaintermedias, filtros de audio, etc..) de los radios convencionales.

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EL PROYECTO HPSDR

HPSDR (High Performance Software Defined Radio, Radio Definido porsoftware de altas prestaciones) es un proyecto para la creación de una nuevageneración de equipos de radio de HF de tecnología SDR para su uso por losradioaficionados y los radioescuchas de la Onda Corta (SWL's). Los equiposHPSDR son de característica modular, y su desarrollo incluye tanto la partefísica o hardware, que es de tipo modular, como el software o programas quelo hacen funcionar, software que es de licencia "open source", esto es,software de código abierto, y por tanto, el código de los programas es deconocimiento público, y de libre uso incluso para su estudio y modificaciónpor el usuario.



El desarrollo del proyecto HPSDR lo iniciaron un grupo de entusiastasnorteamericanos de la entonces nueva tecnología SDR, entre los cuales sepueden citar como miembros más destacados a los radioaficionadosnorteamericanos Ray Anderson WB6TPU, Steve Bible N7HPR, Phil CovingtonN8VB, Rick Hambly W2GPS, Phil Harman VK6APH, Lyle Johnson KK7P, UlrichRohde N1UL, y Bill Tracey KD5TFD. El proyecto está abierto a todo aquel detodo el mundo que quiera colaborar, y comenzó a debatirse en foros dediscusión de Internet en marzo de 2006. Muy pronto surgieron las primerasideas prácticas, y el 20 de mayo de 2006 el proyecto fue presentado porJohnson KK7P ante una gran audiencia en la convención anual deradioaficionados norteamericanos de Dayton del 2006.

El desarrollo hardware de un equipo HPSDR es de tipo modular: El equipoestaría constituido por una serie de módulos, cada uno de los cuales esdiseñado para realizar una función determinada, y la interconexión entre losdistintos módulos del equipo es a través de un bus de datos común soportadosobre una placa base, la cual dispone de los conectores necesarios paraenchufar los distintos módulos. Físicamente esto es bastante similar a laestructura de un moderno ordenador PC de base, donde hay una placa base o"motherboard", con una serie de conectores a los cuales se enchufan distintastarjetas de ampliación de funciones del sistema (tarjeta de vídeo, de sonido,módem telefónico, tarjeta de red, etc...).

Esta estructura modular permite que el usuario incorpore en su equipo HPSDRlos módulos que le sean de interés, y a los desarrolladores, les permitedesarrollar variantes de cada módulo buscando mejorar las características yprestaciones de éstos, y que que pueden reemplazar a los ya existentes. Losmódulos pueden variar en complejidad, desde sencillos módulos de filtro depasobanda o de interfaces I/O (entrada/salida), hasta módulos mucho máscomplejos, como módulos de funciones DSP.

Los módulos han sido denominados cada uno con un nombre para su fácilidentificación cuando se habla o escribe acerca de ellos. Algunos módulos hansido diseñados para ser utilizados conjuntamente con otros para realizar sufunción, mientras que otros tienen un funcionamiento más independiente.Cada módulo está realizado en una placa impresa rectangular de tamaño 100mm por 120 a 220 mm, a excepción de la placa base donde son enchufados.Los conectores empleados para los módulos y la placa base son conectores detipo DIN41612 de 64 ó 96 pines de conexión. Cada uno de ellos estáprogramado con el firmware (software interno) necesario para funcionar,firmware que está almacenado en algún chip lógico del módulo.

A fecha de octubre de 2008 ya estaban desarrollados un número importantede módulos, mientras que otros estaban en proyecto o en versiones deprototipos, y también se necesitaba desarrollar nuevos módulos paradesarrollar completamente un equipo HPSDR. El desarrollo se está siendollevado a cabo por el grupo HPSDR, en cuyo sitio web tienen una páginadedicada a cada módulo desarrollado o en desarrollo.

http://hpsdr.org/index.html

El esquema de bloques de un equipo HPSDR básico consta de 4 módulos,además de la placa base de soporte e interconexión de los módulos. En elproyecto HPSDR hay desarrollados más módulos, así como otros que, externosal propio equipo HPSDR, complementan a éste. Los módulos en desarrollohasta octubre de 2008 son los siguientes:

ATLAS : Placa base pasiva que incluye hasta 6 conectores DIN41612para enchufar módulos del sistema, y un conector de alimentación(alimentación de 12, 5 y 3,3 V proporcionada por una fuente dealimentación externa de PC tipo ATX). La placa contiene un bus deseñales pasivo que pasa por todos los conectores, para proporcionar lainterconexión entre todos ellos.

Placa Atlas, versión 1a

OZYMANDIAS (OZY) : Módulo de interface con el exterior, basado en unchip FGPA de la firma Altera. Proporciona líneas de entrada y salidacon sus correspondientes conectores, para conexión del sistema HPSDRcon el mundo exterior: Un interface serie (RS232), un interfaceparalelo, y un un interface USB 2.0 de alta velocidad para conexión aun PC de control, que puede ser empleado para procesar las señalesmuestreadas por el módulo Mercury (receptor) si no se equipa elmódulo Sasquatch (módulo DSP). MERCURY : Módulo de muestreo de gran ancho de banda para la etapafrontal del receptor, capaz de muestrear directamente el espectro defrecuencias comprendido entre 0 y 65 MHz. Utiliza un convertidor A/Dde 16 bits LTC2208 de Linear Technology, e incorpora su propia FPGApara generar una señal digital de hasta 250 Kbps a partir de lasmuestras proporcionadas por el convertidor A/D, que es enviada através del bus de la placa Atlas al interface USB del módulo OZY para suprocesamiento por un PC externo (en este aspecto, este

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr_archivos/hpsdr_block_diagram.jpg

funcionamiento recuerda bastante al funcionamiento del anteriormentedescrito receptor Perseus). SASQUATCH : Módulo DSP completo para el procesamiento de lasseñales I,Q procedentes del módulo Mercury (receptor) o para generarlas señales I,Q para el módulo Penélope (transmisor), que evita el usode un PC para realizar esta función. PENELOPE : Placa excitadora o transmisora de baja potencia para HF,de 0,5 W de potencia de salida. Procesa las señales I,Q procedentes delPC o de la placa Sasquatch (módulo DSP del sistema) para generar laseñal a transmitir.

JANUS : Módulo convertidor A/D y D/A de funcionamiento full-dúplex,y cuyas características son similares a la de los convertidores A/D y D/Ade las mejores tarjetas de sonido para ordenador.

Placa Janus, Prototipo versión alfa 2

PINOCCHIO : Placa de extensión de la placa base Atlas que permite laconexión de un módulo que se quiera probar y hacer medidas en él. Esuna placa pasiva de tamaño mayor a la de los demás módulos, queprolonga el bus de la placa Atlas, y que incluye puntos de medida decada señal del bus en su parte superior (a una altura superior a la delresto de módulos del sistema, para que los puntos de medida seanaccesibles), y que incluye en su extremo superior un conector paraenchufar el módulo a probar.

Conjunto de placas Atlas, Janus (en primer plano)

y Pinocchio (al fondo)

EPIMETHEUS (EPI) : Placa de entrada/salida de propósito general quese conecta a la placa Atlas. Incluye entradss-salidas actuadas por relésminiatura, un crossconector digital de alta velocidad, entradas digitalesoptoaisladas y salidas digitales en colector abierto. Un chip CPLDconecta entradas y salidas al bus de datos de la placa Atlas. ALEXIARES (ALEX) : Placa con un conjunto de filtros pasabanda deentrada para su uso con el módulo Mercury o con cualquier otroreceptor SDR.

PANDORA : Proyecto de caja destinada a albergar todo el conjuntoHPSDR. Alberga la placa base Atlas, las tarjetas enchufadas a ésta, unpar de ventiladores de refirgeración, y en una de sus caras, estándispuestas ventanas alargadas para que asomen los conectores de losdistintos módulos del sistema (similarmente a las "bahías" de las cajasde los ordenadores PC de base, por las que asoman los conectores delas placas de expansión del sistema).

Caja Pandora modelo BK959, alojando las placas Atlas, Ozy, y Janus

DEMETER : Fuente o unidad de alimentación externa especialmentepensada para el proyecto HPSDR. Proporciona una serie de tensiones dealimentación al sistema HPSDR (+5, +12 y -12 V principalmente) a partirde la tensión alterna de red (110 ó 230 Volts) o de una batería o fuentede alimentación de 13,8 Voltios. PROTEUS : Tarjeta de prueba de prototipos destinada paraexperimentadores que deseen probar cualquier cosa no recogida por losmódulos en el proyecto HPSDR. THOR : Amplificador de potencia eficiente de HF que utiliza lastécnicas ERR (Envelope Elimination and Restoration). Es excitado por lasalida de señal del módulo de baja potencia Penelope. Es, pues, unmódulo externo al equipo HPSDR. GIBRALTAR : Módulo generador de frecuencia estándard precisa de10,000 MHz y 1 Hz para el proyecto HPSDR a partir de las señales GPScaptadas por un módulo receptor GPS con toma de antena exterior queincluye en su circuitería. Las señales de 10,000 MHz y de 1,000 Hz seenvían a través de las líneas correspondientes del bus Atlas a losmódulos que las necesitan, así como a conectores en el módulo desdedonde tomar las señales. PHOENIX : Módulo que incluye un receptor HF basado en un ISD(Integrating Sampling Detector), un excitador HF basado en un QSE(Quadrature Sampling Exciter), y un sintetizador.

CYCLOPS : Módulo analizador de espectro 0-1 GHz y generador defrecuencia de seguimiento (Tracking Generator). Basado en el móduloMercury.

Por entonces (octubre de 2008), faltaban por desarrollar módulos como filtrospasabanda, un convertidor I/Q de banda estrecha para complementar alconvertidor A/D Mercury, y un módulo de transmisión de baja potencia, entreotros.

Como ejemplo de todo esto se muestra a continuación el transceptor HPSDRque realizó el radioaficionado australiano Phil Harman (VK6APH) en 2007, conel que realizó sus primeros contactos el 7 de octubre de ese año, coincidiendocon su 40 aniversario de obtener su licencia de radioaficionado. Los módulosque lo constituyen son, de izquierda a derecha, un prototipo Mercuryconstituido por una placa Ozy y una placa de evaluación del chip LT2208 (chipconvertidor A/D de 16 bits), una placa Penelope (con su conector de RF), yuna placa Ozy, montadas sobre una placa de bus Atlas.

Transceptor HPSDR de Phil Harman, VK6APH, año 2007

INDICE - garemar MANUAL RADIO.pdf · 4- La banda de VHF (Very High Frecuency) 30/300 MHz,...

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