Informe - Escuela de Ingeniería Eléctrica

Universidad de Costa Rica
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica
IE – 0502 Proyecto Eléctrico
Norma y Procedimientos para la medición y
evaluación de las señales electromagnéticas de
campo
Por:
Oscar Fallas Cordero
Ciudad Universitaria Rodrigo Facio
Mayo del 2007
Norma y Procedimientos para la medición y
evaluación de las señales electromagnéticas de
campo
Por:
Oscar Fallas Cordero
Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica
de la Facultad de Ingeniería
de la Universidad de Costa Rica
como requisito parcial para optar por el grado de:
BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA
Aprobado por el Tribunal:
_________________________________
Ing. Jaime Allen Flores
Profesor Guía
_________________________________
Ing. Max Ruiz Arrieta
Profesor lector
_________________________________
Msc. Carlos Escalante Flores
Profesor lector
ii
DEDICATORIA
A Dios por darme la vida y la salud.
A mis padres, Oscar y Maria Isabel, por darme siempre todo lo que necesite para
poder salir adelante, esto va para ustedes.
A mis hermanos por todo su apoyo incondicional.
Y finalmente a mi novia, a la persona que me inspira a ser mejor cada día, que me
ha acompañado en todo este tiempo y me ha dado su apoyo en todo momento, gracias Mi
Amor, ¡Te Amo Mucho!
iii
RECONOCIMIENTOS
Agradezco mi profesor guía, Ing. Jaime Allen, por brindarme la oportunidad de
realizar este proyecto, por sus conocimientos y sus consejos.
A los lectores, Msc. Carlos Escalante por la confianza depositada en mi persona, el
interés mostrado en el proyecto, por estar siempre disponible cuando lo necesité y por sus
recomendaciones. Al Ing. Max Sánchez por su disposición, apoyo y críticas.
Al personal del Control Nacional de Radio y Radio U por el tiempo y el apoyo
brindado.
Un agradecimiento especial a Manuel Cerdas, por su amistad, el tiempo y la ayuda
ofrecida para seguir adelante con la realización de este proyecto.
A todas las personas que no alcanzo a nombrar personalmente pero que de una u
otra manera me han ayudado durante este camino.
iv
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................ vii
ÍNDICE DE TABLAS.................................................................................... 7
NOMENCLATURA.................................................................................... viii
RESUMEN...................................................................................................... 1
CAPÍTULO 1: Introducción ......................................................................... 2
1.1
Objetivos.................................................................................................................3
1.1.1
Objetivo general..............................................................................................3
1.1.2
Objetivos específicos ......................................................................................3
1.2
Metodología ............................................................................................................4
CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico ................................................................. 5
2.1
2.2
Campos electromagnéticos .....................................................................................5
Modulación .............................................................................................................8
2.2.1
Modulación de Amplitud (AM)......................................................................8
2.2.2
Modulación de frecuencia (FM) .....................................................................9
2.2.3
Transmisiones digitales.................................................................................10
2.2.4
Intermodulación ............................................................................................11
2.3
Medios de transmisión ..........................................................................................11
2.3.1
Ondas de Radio.............................................................................................12
2.4
Mediciones electromagnéticas..............................................................................14
2.4.1
Intensidad de campo .....................................................................................14
2.4.2
Densidad de flujo de potencia.......................................................................15
CAPÍTULO 3: Normativa y regulación ..................................................... 16
3.1
Normativa Nacional..............................................................................................16
3.1.1
Operación e instalación de servicios de radiodifusión..................................16
3.1.2
Servicios de radiodifusión sonora.................................................................18
3.1.3
Normas técnicas............................................................................................20
3.1
Normativa internacional .......................................................................................22
3.2.1
FCC (Federal Communications Commission)..............................................23
3.2.2
Unión Internacional de Telecomunicaciones................................................24
3.2.3
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).............................27
v
CAPÍTULO 4: Procedimientos ................................................................... 29
4.1
Condiciones del Medio .........................................................................................30
1.1.1
Elección de la zona para la medición............................................................31
1.1.2
Condiciones mínimas deseables para el lugar de medición..........................31
1.1.3
Protección contra campos intensos procedentes de transmisores
radioeléctricos...............................................................................................................33
1.1.4
Superficie necesaria ......................................................................................35
4.2 Intensidad de Campo ......................................................................................................36
4.2.1
Equipo necesario para la medición ...............................................................37
4.2.2
División en rangos de frecuencia..................................................................38
4.2.3
Métodos de medida.......................................................................................39
4.2.4
Análisis de los registros ................................................................................42
4.2.5
Comprobación del espectro ..........................................................................43
CAPÍTULO 5: Equipo de Laboratorio ...................................................... 44
CAPÍTULO 6: Conclusiones y Recomendaciones ..................................... 51
BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................... 57
ANEXO 1 ...................................................................................................... 59
ANEXO 2 ...................................................................................................... 62
ANEXO 3 ...................................................................................................... 66
GLOSARIO .................................................................................................. 68
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Modelo de onda plana[1] ....................................................................................6
Figura 2.2 Modulación de Amplitud [2]...............................................................................8
Figura 2.3 Modulación de Frecuencia[3] .............................................................................9
Figura 2.4 Trayectorias de una onda de radio [6]...............................................................13
Figura 2.4 El radiogoniómetro.[4] ......................................................................................15
Figura 5.1 Medición de banda FM con el TM-EFS [11] ....................................................48
Figura 5.2 Medición del paquete de bandas del TS-EMF [11] ...........................................49
Figura 5.3 Sistema portátil de medición TM-EFS [11] ......................................................50
Figura A.1 Ocupación del Espectro Radioeléctrico (0KHz a 30MHz) [12] .......................60
Figura A.2 Ocupación del Espectro Radioeléctrico (30MHz a 300GHz) [12] ...................61
Figura A.4 Antena log-periódica giratoria [7]....................................................................63
Figura A.5 Antena de reflector en diedro [7] .....................................................................64
Figura A.6 Antena en espiral conica [7].............................................................................64
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 3.1 Bandas dedicadas a la radiodifusión sonora[8] ..................................................18
Tabla 3.2 Valores mínimos de Intensidad de Campo utilizable .......................................22
Tabla 4.1 Separación mínima en función de la potencia[6] ...............................................34
Tabla 4.2 Precisión en la medición[6] ................................................................................42
vii
NOMENCLATURA
V/m
Voltio por metro (unidad de intensidad de campo)
dB/V
Decibles por voltio (unidad de intensidad de campo)
Km
Kilómetro (unidad de longitud)
Hz
Hertz (unidad de frecuencia)
RF
Radio frecuencia
OM
Onda Media
OC
Onda Corta
FA
Frecuencia Alta
FMA
Frecuencia Muy Alta
AM
Amplitud Modulada
FM
Frecuencia Modulada
CNR
Control Nacional de Radio
PNAFR
Plan Nacional de Atribución de Frecuencias
UIT
Unión Internacional de Telecomunicaciones
CCIR
Comité Consultivo Internacional de
Radiocomunicaciones
viii
RESUMEN
En el siguiente trabajo se desarrollan las normas y procedimientos para la medición
de intensidad de señales electromagnéticas de campo producidas por radioemisoras
comerciales y públicas.
Se investigaron las normativas nacionales e internacionales vigentes aplicables a
área de la radiodifusión y para los procedimientos se utilizó de referencia el Manual para de
Comprobación Técnica de las Emisiones de la Comisión Consultiva Internacional de
Radiocomunicaciones de la UIT.
Se trabajó en coordinación con el Control Nacional de Radio y Radio U en la
obtención de información y el estudio de los equipos para plantear un sistema de medición
para Laboratorio que cumpla con las normas sugeridas y con el cual se pueda abarcar un
amplio rango de servicios de transmisión.
Finalmente de acuerdo con el análisis y el trabajo de investigación realizado, se
procedió a elaborar una serie de recomendaciones con fines de mejora, que se considera
pueden ser implementados a mediano y largo plazo.
1
CAPÍTULO 1: Introducción
Los sistemas de comunicaciones inalámbricos se han desarrollado vertiginosamente
en la última década. Los sistemas de radiodifusión, celulares y de telefonía personal en
Costa Rica han experimentado una expansión extraordinaria. Este crecimiento ha traído
consigo una mayor preocupación por conocer de mejor forma los fenómenos de
propagación de señales electromagnéticas tanto en espacios libres como en espacios
confinados. Esto ha motivado que los temas de propagación electromagnética que por
espacio de un buen tiempo no habían sido de interés para el sector académico y laboral en
nuestro país, adquieran de nuevo importancia en la formación de ingenieros en
telecomunicaciones y en un manejo más adecuado del espectro.
Por tal motivo, en este proyecto, y en coordinación con Control Nacional de Radio,
se plantea el desarrollo de una herramienta que brinda toda la información necesaria en
relación con la normativa y los procesos a seguir en las mediciones de las señales
electromagnéticas, para así conocer las condiciones técnicas, físicas, de recurso humano,
materiales y de equipo tanto de campo como propias de un laboratorio que se encuentre en
capacidad de realizar dichas mediciones.
2
1.1
Objetivos
1.1.1
Objetivo general
•
Desarrollar una guía que sintetice las principales normas y procedimientos
para la medición y la evaluación de las señales electromagnéticas de campo
producidas por radioemisoras comerciales y públicas.
1.1.2
Objetivos específicos
•
Sintetizar las principales normativas nacionales tanto legislativas como
reglamentarias relacionadas con la radiodifusión y que estén acorde con los
reglamentos internacionales.
•
Definir los tipos y rangos de frecuencia de las señales a incluir en el estudio de
acuerdo a los tipos y rangos de frecuencias que más se usan en el país.
•
Analizar la normativa internacional para incluir aquellos procedimientos de
medición, que sin estar incluidos en la normativa nacional, se recomienda su
seguimiento.
•
Realizar visitas de campo para conocer los tipos de pruebas que se realizan a
nivel nacional para análisis y comparación de éstas con las recomendaciones
desarrolladas en el presente trabajo.
•
Especificar el equipamiento básico para un laboratorio que este en la capacidad
de realizar las pruebas anteriormente listadas.
3
1.2
Metodología
Para llevar a cabo este proyecto se define, como primer paso, la revisión
bibliográfica referente a la asignación nacional del espectro y a la normativa tanto
legislativa como reglamentaria que esta relacionada con la radiodifusión.
Una vez documentada y sintetizada esta información se procederá a montar un
marco teórico en el cual se detallen los principales temas relacionados con las señales
electromagnéticas, las formas y medios de transmisión de las mismas.
Luego de esto, se desarrollarán cada uno de los procesos que se recomiendan a
seguir para realizar las pruebas de evaluación de las señales electromagnéticas de manera
tal que éstos cumplan con las normas internacionales investigadas.
Como siguiente punto se realizarán visitas de campo con el fin de observar y
documentar las actividades que se realizan actualmente por parte del Control Nacional de
Radio y Radio U, principalmente en lo que se refiere a mantenimiento y monitoreo de
señales y equipos, con el fin de poder analizar y comparar éstos, con los procesos y normas
desarrollados en el trabajo.
Finalmente se especificarán los equipos necesarios para el desarrollo óptimo de un
laboratorio capaz de realizar las pruebas planteadas y se elaborarán las recomendaciones
necesarias.
4
CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico
La idea principal de las comunicaciones es mover información de un lugar a otro.
Cuando el transmisor y el receptor están físicamente en la misma localidad, es
relativamente fácil realizar esa acción. Pero cuando el transmisor y el receptor están
relativamente lejos uno del otro, y además se requiere mover altos volúmenes de
información en un periodo corto de tiempo, entonces será necesario emplear una forma de
comunicación más elaborada.
El método más adecuado para este tipo de comunicación es vía una señal generada
electrónicamente. El motivo del uso de la electrónica, es porque una señal puede ser
generada, transmitida, detectada y almacenada temporal o permanentemente, con gran
facilidad dado las tecnologías modernas de propagación y modulación, entre otras; además
de que también pueden ser transmitidos grandes volúmenes de información dentro en un
periodo corto de tiempo.
2.1
Campos electromagnéticos
Los campos eléctricos están relacionados con la presencia de la carga eléctrica,
mientras que los campos magnéticos provienen del movimiento físico de las cargas
eléctricas. Un campo eléctrico E ejerce fuerzas sobre una carga eléctrica y se expresa en
voltios por metro (V/m). Los campos magnéticos, pueden ejercer fuerzas en las cargas
eléctricas solamente cuando las cargas están en movimiento. Ambos campos, por ser
vectores, tienen magnitud y dirección.
5
Un campo magnético puede ser especificado de dos formas: como densidad de flujo
magnético B expresado en teslas (T), o como intensidad de campo magnético H, expresado
en amperios por metro (A/m). Ambas cantidades están relacionadas por:
B = µH
(2.1-1)
Donde µ es la permeabilidad magnética en el vacío o en el aire.
En regiones de campo lejanas, el modelo de onda plana, figura 2.1, es una buena
aproximación de la propagación del campo electromagnético.
Figura 2.1 Modelo de onda plana[1]
Las características de las ondas planas son[1]:
ƒ
Los frentes de onda tienen geometría plana
ƒ
Los vectores de E y H y su dirección de propagación son mutuamente
perpendiculares.
6
ƒ
Los campos E y H están en fase y la relación E/H es constante a través del espacio.
En el caso del espacio libre la relación de campos es:
H=
E
377Ω
(2.1-2)
Donde 377Ω representa la impedancia de propagación característica del espacio libre.
ƒ
La densidad de potencia S, potencia por unidad de área normal a la dirección de
propagación, esta relacionada a los campos eléctricos y magnéticos por la
expresión:
E2
S = EH =
= H 2 377 Ω
377 Ω
(2.1-3)
El modelo de onda plana ve su aplicación en la propagación de ondas radiodifusoras: en el
aspecto de la polarización; la cual puede ser polarización vertical, donde E se propaga
verticalmente como en la figura 2.1; y la polarización horizontal cuando E se propaga
horizontalmente. Lo cual es de suma importancia en la orientación la antena receptora, ya sea
vertical u horizontalmente, con el fin de recoger la máxima señal y minimizar las perdidas
importantes de energía en la recepción y medición de la misma.
En el caso de campos cercanos, la relaciones entre E y H varían en el hecho de que
los valores máximos de ambos campos no ocurren en los mismos puntos a los largo de la
propagación de la onda. Es por eso que para las mediciones de campos cercanos se deben
medir por separado cada uno de los campos[1].
7
2.2
Modulación
2.2.1
Modulación de Amplitud (AM)
Es el proceso mediante el cual se cambia la amplitud de una señal portadora en
función de la amplitud de una señal modulante (información). Es decir que mediante este
método, la información de la señal que se desea transmitir se imprime en la señal portadora
mediante cambios en la amplitud de la misma, como se aprecia en la figura 2.2. Dicho
proceso de modulación es desarrollado por un modulador que maneja dos entradas: a) una
señal modulante y b) una señal portadora y a la salida entrega la señal modulada. [2]
Figura 2.2 Modulación de Amplitud [2]
8
Éste tipo de modulación es relativamente barata y de baja calidad. La banda de
radiodifusión comercial AM abarca desde los 535 KHz a los 1605 KHz.
2.2.2
Modulación de frecuencia (FM)
En este proceso, la señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la
señal portadora que variará es la frecuencia, y lo hace de acuerdo a como varíe la amplitud
de la señal moduladora (información), como se aprecia en la figura 2.3.
Figura 2.3 Modulación de Frecuencia[3]
9
La modulación de frecuencia en comparación con la AM, es más robusta ante
problemas de decaimiento de amplitud de la señal recibida, dado que la amplitud se
mantiene constante. Por lo anterior, la FM es la modulación utilizada para las transmisiones
radiofónicas de alta confiabilidad, cuya banda de radiodifusión comercial abarca desde los
88 MHz a los 108 MHz.
Una señal modulada en frecuencia puede ser también usada para transportar una
señal estereofónica. Sin embargo, esto se hace mediante multiplexación de los canales
izquierdo y derecho de la señal estéreo antes del proceso de modulación de frecuencia[3].
2.2.3
Transmisiones digitales
Básicamente el sistema de transmisión esta estructurado en dos etapas. En la
primera, se toma la señal original a la cual se le aplica un sistema de codificación que
elimina los sonidos que el oído humano no percibe, algoritmo conocido como MUSICAM.
En la segunda etapa se utiliza la tecnología CODFM (Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplex), en la cual se toma la señal MUSICAM y se le aplica una relación
matemática para dividir la señal (datos y sonidos) en una serie de frecuencias portadoras,
con el fin de obtener una señal más precisa y depurada. Para finalmente, tomar las señales
resultantes de las emisoras y junto con cualquier otro servicio, transmitirlos en un bloque de
frecuencias a un receptor que sintoniza digitalmente la frecuencia deseada, y realiza la
conversión de la señal en forma inversa.
10
Es un sistema muy moderno que esta siendo implementado en radiodifusión en
frecuencias de AM, ya que con baja potencia de transmisión, se puede obtener calidades de
señal muy similares a las de FM con un largo alcance[4].
2.2.4
Intermodulación
Se produce en las líneas de transmisión debido al comportamiento no lineal que
presentan las uniones metal-aislante-metal y los materiales ferromagnéticos. La
intermodulación es la causante de la aparición de diferentes tonos de radiofrecuencia
(productos de intermodulación) a partir de la transmisión de dos portadoras. Así, dos
portadoras de frecuencias f1 y f2 darían lugar a productos de intermodulación de la forma:
fn = n1f1 ± n2f2
(2.1-4)
Donde n = n1+ n2, es el orden del producto de intermodulación. El problema se
hace presente cuando el producto de intermodulación se encuentra dentro del ancho de
banda (rango) de la señal recibida, apareciendo una interferencia que degrada la calidad de
la comunicación.[5]
2.3
Medios de transmisión
Los medios físicos que acarrean la información pueden ser de dos tipos: confinados
(bounded) o limitados y no confinados (unbounded). En un medio confinado, las señales se
ven limitadas por el medio y no se salen de él, ha excepción de algunas pequeñas pérdidas.
11
Los medios no confinados utilizan el aire como medio de transmisión, y cada medio de
transmisión viene siendo un servicio que utiliza una banda del espectro de frecuencias. A
todo el rango de frecuencias se le conoce como espectro electromagnético.[1]
2.3.1
Ondas de Radio
Se puede establecer que en cualquier estación transmisora se generan tres tipos de
onda[6]:
El primer tipo es una onda que se genera muy cerca del suelo, y viaja siguiendo las
curvas del suelo. Esta onda se conoce como onda terrestre (groundwave). La onda terrestre
es muy poco útil para comunicaciones, debido a que rápidamente pierde su energía. Son
afectadas por la conductividad y las características de la superficie de la tierra, la humedad
y la frecuencia de la onda. Al tener un componente eléctrico, la onda está sujeta a perdida
de energía en cualquier conductor que pueda encontrarse en su camino, lo cual hace que
rápidamente se vuelva inútil para cualquier propósito.
El segundo tipo de onda es una onda que se genera a una altura mayor que la onda
terrestre. Esta onda se irradia y sigue una trayectoria directa (sin desvíos) hasta llegar a una
estación receptora, o hasta que los obstáculos naturales como cerros o montañas impidan su
paso. Esta segunda onda se conoce como onda directa y es útil para comunicaciones a
distancias moderadas. Es utilizada especialmente en las bandas de VHF (Very High
Frequency), que van de los 30 MHz hasta los 300 MHz, y superiores para comunicación
12
local. Posee la desventaja de estar sujeta a la topografía de la región, lo cual hace necesario
instalar equipos repetidores que permitan que la onda sobrepase los obstáculos terrestres.
El tercer tipo de onda es una onda que se eleva hacia el espacio, y puede sufrir
reflexión ionosférica. Esta onda se conoce como onda espacial o aérea (skywave), y es la
que permite que se den las comunicaciones a larga distancia en bandas HF (High
Frequency). La trayectoria de propagación de las ondas aéreas son afectadas por dos
factores: el ángulo y la frecuencia. Si la onda radiada entra en la capa ionizada con un
ángulo mayor que él (ángulo crítico), entonces la onda no es reflejada; pero si el ángulo es
menor que la onda, será reflejada y regresará a la tierra.
Por convención, la radio transmisión en la banda entre 3 MHz y 30 MHz es llamada
radio de alta frecuencia (HF) u ondas cortas. La radio de HF tiene propiedades de
propagación que la hacen menos confiable que otras frecuencias; sin embargo, permite
comunicaciones a grandes distancias con pequeñas cantidades de potencia radiada. En
Costa Rica se transmite principalmente en ondas directas para FM y aéreas para AM. En la
figura 2.4 se presentan los tres tipos de ondas antes mencionadas:
Figura 2.4 Trayectorias de una onda de radio [6]
13
2.4
Mediciones electromagnéticas
2.4.1
Intensidad de campo
“La carga eléctrica de los cuerpos altera el espacio que los rodea. La magnitud que
mide esta alteración en un punto determinado es la intensidad del campo eléctrico en dicho
punto y se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de carga positiva situada en ese
punto”.[2]
La unidad de intensidad de campo comúnmente empleada es el voltio por metro
(V/m) y sus submúltiplos.
Para realizar la medición de la intensidad de campo se pueden usar varios
instrumentos cuyo principio general es el del radiogoniómetro elemental, que consiste en
un receptor convencional de ondas de radio, equipado con una antena que se puede orientar,
que permite no sólo captar las señales de radio, sino también determinar la dirección del
lugar de donde proceden.
La antena se encuentra montada en un eje vertical y colocada sobre la parte superior
de su cuerpo o a determinada altura en el exterior. La colocación de la antena en el eje
permite hacerla rotar hacia un lado o hacia el otro para poder captar lo mejor posible las
señales provenientes de las estaciones terrestres. Para las antenas de los receptores de radio
portátiles de F.M. y la de los televisores, éstas se deben de mover y orientar hasta lograr
establecer una buena recepción del sonido y la imagen; con la antena del radiogoniómetro
sucede algo similar.[4]
14
Figura 2.4 El radiogoniómetro.[4]
2.4.2
Densidad de flujo de potencia
Para frecuencias más elevadas, por encima de 1GHz, la medición de la densidad de
flujo de potencia P, brinda en muchos casos datos sobre la intensidad útil de una
transmisión de uso directo.
La densidad de flujo de potencia se mide en Watts por metro cuadrado (W/m2). Para
el caso de polarización vertical en el espacio libre, teniendo E como la intensidad de
campo, se puede obtener la densidad de flujo de potencia como:
P=
15
E2
120π
(2.1-5)
CAPÍTULO 3: Normativa y regulación
El propósito de realizar mediciones en señales electromagnéticas es garantizar tanto
la buena operación de un equipo o sistema en su entorno electromagnético, así como, que
el mismo equipo no sea fuente de interferencia para otros que estén instalados en la red.
Para poder cumplir con los requisitos antes mencionados, en Costa Rica rige como
principal normativa vigente la Ley de Radio o Ley N° 1758, en la cual entre sus contenidos
principales, se encuentran el Compendio de la Ley de Radio, El Plan Nacional de
Atribución de Frecuencias (PNAFR) y el Reglamento de Radiocomunicaciones (RR).
El ente nacional encargado de velar por el efectivo cumplimiento de dicha Ley es el
Departamento de Control Nacional de Radio. Para efectos de este documento, se procederá
a realizar un análisis de dicha normativa en lo relacionado con la radiodifusión. Además se
comentaran las principales normativas internacionales actualmente vigentes, de las
diferentes instituciones que están enfocadas hacia el mismo campo de estudio.
3.1
Normativa Nacional
3.1.1
Operación e instalación de servicios de radiodifusión
Esta parte del Reglamento de Radiocomunicaciones, se encuentra enfocada a
establecer los requisitos que deben de cumplir las estaciones para que sus equipos cumplan
con los parámetros óptimos y con esto, garantizar un buen funcionamiento de los mismos.
En cuanto al equipamiento básico se establecen los instrumentos para la medición
diaria y pruebas de comportamiento propios de la estación: instrumento de escala lineal e
16
instrumentos de tipo especial, con el fin de que se pueda realizar un monitoreo continuo de
la señal que se este transmitiendo.
Para el sistema radiador se indican las consideraciones tales como: cercanía entre
equipo transmisor y antena para reducir las perdidas, colocación adecuada de dos o mas
antenas de transmisión para evitar la generación de interferencias, existencia de campos de
radiofrecuencias en el sitio de instalación de la antena que afecten la recepción de los
equipos y la ubicación del sistema en lugar de fácil acceso para inspección y
mantenimiento. Se presenta las características técnicas de dichos equipos como los filtros y
controles de potencia, para evitar las interferencias producto de intermodulación y mantener
el nivel de potencia nominal (potencia de salida del transmisor).
En relación con la estabilidad de la señal, según el articulo 64, la estación debe de
contar con osciladores locales que mantengan la operación dentro del 0.02% de la
frecuencia central de la portadora. Además de que cualquier producto de intermodulación o
armónicas de frecuencia no deben de ser superiores a los 5 miliwatts, para evitar
interferencias en las frecuencias cercanas a la principal.
Finalmente se plantean los requisitos básicos de seguridad para la protección del
personal y la del equipo. Para el personal que opera y mantiene los equipos de la estación
se establecen consideraciones relacionadas con el ruido ambiental, temperatura,
iluminación, exposición excesiva a los campos de radiofrecuencia, sistemas de tierra,
tensiones y corrientes, descargas atmosféricas, protección contra incendios, entre otros.
17
En cuanto a los equipos, éstos deben de operar con sus debidos sistemas de control,
protección y señalización de manera que se garantice un correcto funcionamiento y una
seguridad adecuada a la vida humana.
3.1.2
Servicios de radiodifusión sonora
Para los servicios de radiodifusión sonora el Plan Nacional de Atribución de
Frecuencias, que adopta las debidas recomendaciones de la Unión Internacional de
Radiocomunicaciones (UIT), se encarga de dar las indicaciones de distribución del espectro
electromagnético para que se de una debida asignación de frecuencias.
En este plan se establecen las bandas dedicadas a la radiodifusión sonora de la
siguiente manera:
Tabla 3.1 Bandas dedicadas a la radiodifusión sonora[8]
Banda
Subdivisión Métrica
Nº de
Abreviatura Clasificativa
Banda
525 –1705 KHz
Ondas Hectométricas
6
OM (Onda Media)
4750 – 4995 KHz
Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
5005 – 5060 KHz
Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
5900 - 6200 KHz
Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
7300 – 7350 KHz
Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
9400 – 9900 KHz
Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
11600 – 12100 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
13570 – 13870 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
15100 – 15800 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
17480 – 17900 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
18
18900 – 19020 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
21450 – 21850 KHz Ondas Decamétricas
7
OC (Onda Corta)
25670 – 26100 KHz Ondas Decamétricas
7
FA (Frecuencia Alta)
88 - 108 MHz
8
FMA (Frecuencia Muy Alta)
Ondas Métricas
Adicionalmente se plantea la canalización de las frecuencias para los enlaces de
radiodifusión, que representa las frecuencias y los anchos de bandas que se asignan para los
enlaces entre las estaciones y transmisores o repetidores para la radiodifusión. Dicha
canalización es la siguiente:
•
De 420 a 422 MHz (enlaces para radiodifusoras de AM) ancho de banda 100 KHz
•
De 425 a 426 MHz (enlaces para radiodifusoras de AM) ancho de banda 100 KHz.
•
De 450 a 451 MHz (enlaces para radiodifusoras de AM) ancho de banda 100 KHz.
•
De 455 a 456 MHz (enlaces para radiodifusoras de AM) ancho de banda 100 KHz.
•
De 920 a 929 MHz (enlaces entre transmisores y repetidores con transmisión
desde el Volcán Irazú) ancho de banda 250 KHz.
•
De 935 a 939 MHz (enlace entre transmisor y repetidores con transmisión desde el
Volcán Irazú) ancho de banda 250 KHz.
•
De 942 a 960 MHz (enlace entre estudios y el transmisor principal) ancho de banda
250 KHz.
Se aclaran dos parámetros para la excursión de frecuencia máxima, es decir, el
máximo ancho de banda que se permite para la portadora principal, lo cual es de suma
importancia para la medición de las frecuencias; dichos valores vienen proporcionados de
la siguiente manera: la excursión máxima de frecuencia para estos enlaces será de ±15 KHz
19
para los enlaces de 100 KHz de ancho de banda y de ±75 KHz para los enlaces de 250 KHz
de ancho de banda.
Finalmente se le asigna un nivel de potencia máxima para estas transmisiones que
son:
ƒ Para enlaces en las bandas de 400 MHz. La potencia máxima será de 25 Watts.
ƒ Para enlaces en las bandas de 900 MHz. La potencia máxima será de 10 Watts.
3.1.3
Normas técnicas
Para transmisiones de radiodifusión sonora el Plan Nacional de Atribución de
Frecuencias establece en las normas técnicas los niveles adecuados de los parámetros de
intensidad de campo y modulación.
Dado que toda radioemisora debe funcionar libre de espurias y armónicas, se
establece que toda radicación no esencial, es decir cualquier señal que se genere en el
transmisor que sea ajena a la autorizada, debe de suprimirse mediante una atenuación de 65
dB por debajo de la portadora principal.
Se establece que el porcentaje de modulación de una estación radiodifusora no debe
ser mayor del cien por ciento; haciéndose referencia a que éste valor corresponde al de
excursión máxima permitida. Para la radiodifusión con modulación de frecuencia se deberá
utilizar una excursión máxima de frecuencia de ± 75 KHz.
Se indican los cuatro tipos de modulación permitidos, en conformidad con la
recomendación 450-1 de la UIT: Sistema de Modulación Polar, Sistema de Frecuencia
20
Piloto, Señal Múltiplex Estereofónica y Señal en Banda Base en el caso de transmisión de
señales complementarias.
En cuanto a programas monofónicos suplementarios y/o señales de información
suplementaria, la norma indica que serán permitidos siempre y cuando no afecten la calidad
del programa principal y no excedan los ± 75 KHz de excursión permitidos.
El PNAFR hace una división según el tipo de ondas, para el establecimiento de las
normas mínimas de instalación y operación de los radiotransmisores. Las dos divisiones
son:
ƒ
Ondas decamétricas y hectométricas (AM)
ƒ
Ondas métricas (FM)
En lo relacionado con la instalación, para ambos casos, se precisan las principales
características técnicas (antenas, área ubicación, etc.) para el adecuado montaje y la puesta
en servicio de las estaciones.
Para la parte de operación se indican los tipos de emisión y anchos de banda
permitidos para cada división, así como, tan solo, los niveles de intensidad de campo
mínimos utilizables que se exigen para cualquier transmisión autorizada. A continuación se
presentan dichos valores:
21
Tabla 3.2 Valores mínimos de Intensidad de Campo utilizable
División métrica
Intensidad de campo mínima utilizable
Protección del canal
adyacente
Ondas
decamétricas y
100 µV/m
26 dB
hectométricas
Ondas métricas
48 dB
zonas de baja densidad de población
66 dB
zonas de media y alta densidad de
32 dB
población
3.1
Normativa internacional
Tal y como se observa luego del análisis de la normativas nacionales vigentes, el
enfoque principal de éstas esta dirigido a la gestión del espectro, es decir, es dirigido al
desarrollo de planes y ciertas normas relacionados con la utilización del espectro
radioeléctrico y algunas otras, muy básicas, en cuanto a parámetros de niveles de intensidad
de campo; ya que como se pudo notar, tan solo existen valores de niveles de intensidad de
campo mínimos permisibles y no de niveles máximos.
Dado que el grado de ocupación del espectro es casi total y que cada día a nivel
internacional se estandarizan más las normativas, es importante plantear el panorama en
cuanto a las principales estándares internacionales vigentes, para que los mismos sean
22
tomados en cuenta ante una futura reestructuración y actualización de los reglamentos
nacionales. En el área de las radiocomunicaciones son varias las instituciones que se
enfocan a la temática, se hará referencia a tres de ellas: la FCC (Federal Communications
Commission), la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y la IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers). Cada uno presenta un enfoque propio, por lo que a
continuación se comentaran por separado. Puesto que por circunstancias de tiempo y
recurso económico no fue posible adquirir la normativa asociada a los niveles de intensidad
aceptables y otros parámetros radioeléctricos, se procederá básicamente, a hacer una
mención general de las normas que tienen mayor relación a la radiodifusión y de los
contextos que estas encierran.
3.2.1
FCC (Federal Communications Commission)
La Comisión Federal de las Comunicaciones (FCC) es una agencia estatal
independiente de Estados Unidos, directamente responsable de la regulación de
comunicaciones de un estado a otro e internacionales por la radio, la televisión, satélite y
cable. La jurisdicción de la FCC cubre los 50 estados, el distrito de Colombia, y las
posesiones de los E.E.U.U.
Se desempeña como un gestor del espectro desarrollando funciones que organiza en
distintas oficinas que se encargan de procesos para el uso de las licencias, investigaciones
para el desarrollo y puesta en marcha de programas reguladores, entre otros.
Cumple también funciones de organización reguladora bajo el concepto de
compatibilidad electromagnética principalmente aplicado a equipos eléctricos que estén
23
bajo su regulación Las reglas y las regulaciones de la FCC se codifican en el título 47 del
código de las regulaciones federales (CFR). En cuanto a la radiodifusión, plantea
regulaciones para servicios comerciales tales como equipamientos de medición y
transmisión de las estaciones, niveles de potencia de transmisión e interferencias, sistemas
de antenas y requisitos en cuanto a licencias otorgadas para transmisiones en AM, FM y
televisivas. Algunas de las normativas relacionadas son:
* 73.45
Sistemas de antenas para radiobases.
* 73.58
Equipos de medición para la estación.
* 73.209 Protección contra interferencias.
* 73.702 Asignación y uso del espectro de frecuencias.
* 73.1590 Desempeño de los equipos de medición.
3.2.2
Unión Internacional de Telecomunicaciones
La UIT es la organización más importante de las Naciones Unidas en lo que concierne a
las tecnologías de la información y la comunicación. Se desempeña como un coordinador
mundial de gobiernos y sector privado, y por sus funciones abarca dos sectores
fundamentales que son: radiocomunicaciones y normalización.
En cuanto a las radiocomunicaciones, la UIT-R, ésta se encarga de desempeñar un
papel fundamental en la investigación y la gestión del espectro de frecuencias
radioeléctricas y de las órbitas de los satélites con el fin la de garantizar la utilización
racional, equitativa, eficaz y económica del espectro de frecuencias radioeléctricas por
24
todos los servicios de radiocomunicaciones. Básicamente sintetiza todo la información
antes citada en dos documentos: el Reglamento de Radiocomunicaciones y las Reglas de
Procedimientos; dichos textos contienen toda la información de acuerdos, resoluciones y
recomendaciones desarrolladas en conferencias mundiales de todos los miembros
pertenecientes.
El área de normativa plantea una serie de recomendaciones que se centran en cinco
puntos:
1. Servicio de radiofusión sonora (BS)
En donde se encuentra toda la normativa para la transmisión, asignación de las
frecuencias, características técnicas de los equipos, evaluación y medición de los
campos de sistemas de transmisión así como loas recomendaciones para la
evaluación de la calidad de transmisión. Se presentan algunas de estas normativas a
continuación:
* BS.215 Límites de potencia de los transmisores de radiodifusión sonora en la
Zona Tropical
* BS.450 Normas de transmisión para radiodifusión sonora con modulación de
frecuencia en ondas métricas
* BS.468 Medición del nivel de tensión del ruido de audiofrecuencia en
radiodifusión sonora
* BS.642 Limitadores para las señales de programas radiofónicos de alta calidad
25
* BS.561 Definiciones de la radiación en radiodifusión (ondas kilométricas,
hectométricas y decamétricas)
2. Servicio de radiofusión televisiva (BT) .
3. Servicios móviles (M).
Para los dos anteriores, tan solo se mencionan sin detalle, dado que para efectos de
este estudio no son de aplicación. En ambos casos se presentan normativas para
transmisión, asignación de canales y niveles de transmisión permisibles.
4. Propagación de ondas radioeléctricas (P).
Abarca todas las normas de propagación a través de distintos medios, medición y
predicción de intensidad de campo y
atenuación de las señales. Se presentan
algunas de posible interés:
* P.842 Cálculo de la fiabilidad y la compatibilidad de los sistemas radioeléctricos
en ondas decamétricas
* P.845 Medición de la intensidad de campo en ondas decamétricas
* P.1322 Estimación radiométrica de la atenuación atmosférica
5. Gestión del espectro (SM).
Se desarrollan las normas relacionadas a la atribución de frecuencias, medición de
perturbaciones radioeléctricas e interferencias, utilización adecuada del espectro,
medición de la ocupación de canales. Se citan algunas del posible interés:
26
* SM.378
Mediciones de la intensidad de campo en las estaciones de
comprobación técnica
* SM.1752 Límites de las emisiones no deseadas en condiciones de espacio libre
* SM.1633 Análisis de compatibilidad entre un servicio pasivo y un servicio activo
atribuidos en bandas adyacentes y cercanas
* SM.1271 Utilización eficaz del espectro empleando métodos probabilísticos
* SM.1132 Principios y métodos generales de compartición entre servicios de
radiocomunicación o entre estaciones radioeléctricas
* SM.851 Compatibilidad entre el servicio de radiodifusión y los servicios fijo y/o
móvil en las bandas de ondas métricas y decamétricas
3.2.3
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
La IEEE maneja dos tendencias bajo el concepto de intensidad de campo, una
orientada hacia los niveles de propagación y la otra hacia los niveles de seguridad de
exposición humana.
En cuanto a los niveles de propagación, son dos los estándares que se asocian con
transmisión de radio. En estos, se plantean los métodos estándares para medir intensidad de
campo electromagnético bajo diferentes condiciones, así como algunas consideraciones
importantes para asegurar medidas útiles y precisas. Los estándares que se mencionan son
los siguientes:
* 291
Informe de los estándares sobre la medición de intensidad de campo en la
propagación de las ondas de radio
27
* 301 Métodos estándares para medir intensidad de campo electromagnético. (Por debajo
de 100MHz)
En cuanto a los estándares que mantienen las exposiciones a las radiaciones dentro
de un margen de seguridad, son tres, y son referidas como las limitaciones en la intensidad
del campo eléctrico para espacios controlados y espacios abiertos, con el fin de evadir
efectos nocivos en la salud. El primero de ellos cubre el rango de frecuencias de 0 a 3kHz,
el segundo cubre el resto del espectro para las radiaciones no-ionizantes y el tercero tiene
que ver con los métodos y equipo necesario para la medición de los niveles de exposición
para algunos de los rangos citados en las normativas anteriores. Los estándares son:
* C95.6-2002: Niveles de seguridad con respecto a la exposición humana a campos
electromagnéticos (0-3 KHz).
* C95.1-2002: Niveles de seguridad con respecto a la exposición humana a campos
electromagnéticos de radiofrecuencia (3 KHz – 300 GHz).
* C95.3-2002 Práctica recomendada para la medición de los campos electromagnéticos de
la radiofrecuencia con respecto a la exposición humana. (100KHz – 300GHz).
28
CAPÍTULO 4: Procedimientos
Una vez comentados algunos de los estándares más importantes y dada la necesidad
de disponer de un servicio de comprobación del espectro de carácter nacional, el siguiente
paso consiste en el planteamiento de una serie de procedimientos normalizados que
permitan realizar mediciones de los parámetros involucrados en distintos puntos del país
para determinar las características de los campos en dichas locaciones y garantizar que las
estaciones que explotan dicho recurso satisfacen las reglamentaciones nacionales e
internacionales vigentes; así como comprobar por medio de inspecciones que las estaciones
nacionales ajusten sus operaciones a lo estipulado en la licencia que se les otorgó.
De tal manera, con dichos procedimientos se espera que se cumpla con las
disposiciones que rigen la radiocomunicación, a fin de que se pueda intervenir ante la
detección de posibles anomalías en las transmisiones, para eliminar defectos de emisión y
adquirir la información suficiente del grado de ocupación del espectro de radiofrecuencias,
para responder a la necesidad de utilización de nuevas frecuencias y a un grado de calidad
aceptable en las ya existentes.
La UIT-R mediante el Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones
(CCIR) realiza las normativas relacionadas con los procedimientos necesarios para la
óptima gestión del espectro bajo la clasificación SM. Para esta parte del estudio, se cuenta
con el Manual de Comprobación Técnica de Emisiones de la CCIR que cae bajo la
clasificación anterior, el cual servirá de guía para realizar algunos comentarios y
29
recomendaciones relacionadas con los procedimientos a los que se les puede dar
seguimiento para las mediciones nacionales relacionadas con radiocomunicaciones.
4.1
Condiciones del Medio
El objeto de este apartado es indicar las condiciones básicas a las que se recomienda
ajustarse al elegir la ubicación para realizar cualquier medición, así como algunos peligros
que se deben evitar. Antes de proceder a la elección de la ubicación, se deben conocer
algunas disposiciones fundamentales adoptadas por normativa, si se desea que dichas
mediciones cumplan eficazmente. Estas decisiones abarcan los siguientes puntos1.
ƒ
Bandas de frecuencia y zonas geográficas que se han de cubrir. ∗
ƒ
Tipo de medición por realizar.
ƒ
Intensidades de campo admisibles en el lugar, producidas por transmisores
próximos, en las bandas de frecuencias consideradas.
ƒ
Características técnicas del lugar (ausencia de ruido artificial, características
apropiadas del terreno).
A lo anterior es importante agregar que se deben de tomar en cuenta
consideraciones tales como la posibilidad de establecerse en el lugar, la evolución
demográfica y el crecimiento físico de las zonas donde se ubiquen los puntos de medición,
con el fin de evitar que a futuro resulten invadidos tanto el punto de medición como los
alrededores. Según el manual, es suficiente considerar en la planificación, un periodo de 20
1
∗
Manual de Comprobación Técnica de Emisiones de la CCIR, Capitulo 2.
Para este estudio ver Anexo 1
30
a 30 años ya que éste según la experiencia demostrada, representa un tiempo bastante
óptimo1.
1.1.1
Elección de la zona para la medición
Para frecuencias menores a los 30MHz que corresponde a propagación por la
ionosfera, existe mayor tolerancia para realizar mediciones en centros de alta población que
si se tratan de frecuencias más elevadas que se propaguen por ondas terrestres o directas
como la FM. Es por esto que para la elección de un punto de medición en las proximidades
de zonas urbanas de alta densidad de población se deben tener en cuenta factores tales
como1.
- Existencia en las cercanías de edificios altos y estructuras artificiales.
- Proximidad de sistemas de comunicaciones y su distribución.
- Previsiones de crecimiento de la población.
- Fuentes de ruido artificial.
1.1.2
Condiciones mínimas deseables para el lugar de medición
Dado que el desarrollo demográfico y de infraestructura de Costa Rica actualmente
se presenta aceleradamente y con un muy bajo nivel de planificación, es de esperar que sea
difícil encontrar puntos para la medición en el campo que cuenten con todas las
características deseadas por norma; sin embargo, cualquier lugar que se destine para la
medición deberá contar con un mínimo de condiciones recomendadas tales como:
31
ƒ
Debe buscarse un terreno horizontal (lo más que sea posible) y que se encuentre en
una zona con la menor cantidad de relieve que pueda obstaculizar la medición
(montañas, colinas, estructuras artificiales u otra barrera).
ƒ
En relación con las características de los suelos, según recomendación del manual,
conviene en general, que el suelo contenga una conductividad eléctrica
moderadamente alta (para efectos del aterrizamiento de los equipos y las antenas).
Dándose preferencia a un suelo apto para la agricultura; en el caso de que el suelo
sea arenoso se deben tomar medidas especiales para el aterrizado y tratar de evitar
suelos pedregosos y las zonas rocosas.
ƒ
Es preferible que la ubicación del punto de medición se encuentre alejada de
cualquier zona industrial o barrio residencial existente. Según el manual, conviene
que haya una distancia de 1Km como mínimo, a ciertos tipos de establecimientos
que utilicen soldadores eléctricos, dispositivos de calefacción industrial de gran
potencia o cualquier otro equipo que produzca una energía radioeléctrica de nivel
apreciable. Se tratará más adelante el tema de la protección contra campos intensos
de transmisores radioeléctricos.
ƒ
Las líneas de energía de alta tensión pueden ser una fuente de interferencia de ruido
si se encuentran cercanas al lugar o a las antenas de medición. Se recomienda dar
una distancia de por lo menos 1Km a las líneas de energía de tensión superior a
100KV y mayor (hasta 10Km) en el caso de líneas de muy alta tensión. Las líneas
de energía de baja tensión, si están mal diseñadas o si tienen poco mantenimiento,
32
pueden causar interferencias importantes, lo cual debe ser tomado en cuenta en el
momento de inspeccionar el lugar a utilizar para la medición.
ƒ
Se sugiere evitar la proximidad a los aeropuertos, principalmente para frecuencias
superiores, porque las aeronaves que vuelan a baja altura pueden reflejar una
cantidad de energía suficiente para producir un desfase en las señales que se
pretenden medir. También pueden afectar las mediciones la interferencia de origen
mecánico así como radioeléctrico, producida por los aviones que vuelen cerca y por
los equipos. Se recomienda según el manual, debido a comprobaciones
experimentales, que los aeropuertos deberían distar más de 8Km en dirección de la
pista y de 3 a 4 Km en otras direcciones.
ƒ
Las carreteras muy transitadas deben estar bastante alejadas (por ejemplo 1 Km) del
equipo de medición (incluidas antenas) para que la interferencia producida por los
motores sea lo más reducida posible.
ƒ
La ubicación del lugar debe de ser de fácil acceso por carretera en todo momento y
preferiblemente se debe de contar con los servicios públicos apropiados, como
servicio telefónico, de agua y electricidad.
1.1.3
Protección contra campos intensos procedentes de transmisores radioeléctricos
La presencia de transmisores radioeléctricos puede afectar la eficiencia en la
medición, por lo cual se deben evaluar las posibles perturbaciones puede generar el
transmisor, donde se tome en cuenta no solo la intensidad de campo de la frecuencia
33
fundamental sino también la de las armónicas. Además, si existe más de un transmisor
puede que aunque no se encuentren en el rango de medición que se este realizando, éstos
pueden generar productos de intermodulación que se manifiesten en frecuencias que estén
dentro del rango.
Ya que es difícil indicarse con precisión para todas las posibles condiciones tanto de
niveles del transmisor, como las distancias mínimas entre el transmisor y el lugar de
medición, el manual recomienda tener en cuenta los siguientes límites1, además de que
adicionalmente, se evalúen con precisión las posibles interferencias del caso:
Tabla 4.1 Separación mínima en función de la potencia[6]
Frecuencia fundamental, f
Norma
de intensidad
de campo
(mV/m)
Separación mínima
en función
de la potencia
(Km)
9 KHz ≤ f < 174 MHz
10
< 1 KW : 1
1 a 10 KW : 5
>10 KW : 10
174 MHz ≤ f < 960 MHz
50
< 1 KW : 1
1 a 10 KW : 2
>10 KW : 5
Nota: Se debe evitar la proximidad a instalaciones con varios transmisores de gran potencia
de radiodifusión y de televisión, dado que se puede dar el caso que productos de
intermodulación producidos entre los transmisores caigan en el rango de frecuencia de
medición.
34
1.1.4
Superficie necesaria
Una vez seleccionado el lugar es necesario contemplar ciertas condiciones de la
superficie de manera tal que se garantice un espacio adecuado para la realización de las
mediciones. A continuación se comentan algunas de estos factores recomendados en el
manual:
ƒ
Se deben de contemplar las áreas necesarias de ocupación del equipo y la
antena, ya que según sea el tipo de medición que se realice (control,
retransmisión), así será el tipo de antena y el espacio físico que se ocupa
para establecerse en el lugar.
ƒ
Procurar una separación suficiente entre conductores aéreos y otros
obstáculos que puedan influir en las antenas conectadas para el registro de
medición, según las referencias anteriormente citadas.
ƒ
Es muy importante tomar en cuenta la actividad ejercida en los terrenos
alrededores. Esto en cuanto a que habrá menos peligro de que se den
interferencias en zonas dedicas a la agricultura o ganadería, a que si se ubica
en una zona en la que existen o que estén proyectadas fabricas o cualquier
otra fuente de perturbación.
Adicionalmente, se recomienda que las zonas que por su ubicación y características,
resultan estratégicamente de suma importancia, deben ser debidamente identificadas para
cuando se den futuras revisiones utilizarlos como referencia; para el caso del Control
Nacional de Radio, se puede analizar la posibilidad de adquirir espacios (cuyos limites
35
dependerán del lugar en cuestión), tanto en el punto como aledaños con el fin de aislar el
lugar de medición de las fuentes de interferencia presentes y futuras, además de evitar la
perdida de dicho punto estratégico.
4.2
Intensidad de Campo
En el presente apartado se plantearan las finalidades hacia las cuales se dirigen las
mediciones de intensidad de campo, el equipo necesario así como las principales
recomendaciones que se pueden aplicar para un desarrollo óptimo de los métodos de
medición.
En general, los procedimientos bajo la definición de intensidad de campo hacen
referencia a tres clases de mediciones:
-
Las efectuadas con aparatos portátiles o móviles, a fin de obtener datos
instantáneos o a corto plazo en una o varias ubicaciones.
-
Las de corta duración hechas en un lugar fijo, generalmente como
complemento de otras operaciones de medición.
-
Las de larga duración, que implican registros de intensidad de campo
seguidos del análisis de los resultados obtenidos.
36
Según se ha comentado existe una amplia gama de finalidades a las que se dirigen
las mediciones de intensidad de campo, entre las más generales, según la CCIR, se pueden
encontrar las siguientes2:
ƒ
Determinar si una señal radioeléctrica responde a las exigencias de un servicio
dado.
ƒ
Determinar los niveles de las emisiones que pueden causar interferencia.
ƒ
Medir fenómenos relativos a la propagación.
ƒ
Determinar la eficacia de una fuente emisora (transmisor) en relación a la señal
deseada o a la medida en que se suprimen las emisiones no deseadas.
ƒ
4.2.1
Asegurar el cumplimiento de las disposiciones generales del reglamento vigente.
Equipo necesario para la medición
Además de la necesidad de aplicar procedimientos bajo una normativa
correspondiente, es de igual importancia contar con el equipamiento adecuado que permita
asegurar que todas las mediciones que se realicen tengan un alto nivel de confiabilidad de
manera que los resultados y el análisis que se obtengan de ellos sean lo más precisos y
fiables posibles. Para la medición de la intensidad de campo se recomienda la combinación
de los siguientes elementos2:
ƒ
2
Una antena receptora
Manual de Comprobación Técnica de Emisiones de la CCIR, Capitulo 7.
37
ƒ
Red de acoplamiento o línea de transmisión (para conectar la antena con el resto del
equipo)
ƒ
Equipo de amplificación y atenuación
ƒ
Un indicador (aparato de medida, registrador grafico)
ƒ
Una fuente de calibrado (generador calibrado)
Hoy en día todos los elementos anteriormente mencionados a excepción de la
antena están reunidos en un solo instrumento, o bien combinados en cierto número de
instrumentos, en donde cada uno realiza una o varias funciones requeridas, permitiendo
realizar la medición de forma automática. Por lo general estos equipos están diseñados para
el funcionamiento en la banda de ondas decamétricas y bandas inferiores, o para el
funcionamiento en la banda de ondas métricas y bandas superiores. Las etapas de
amplificación, atenuación, calibración y medición que están integradas en estos equipos.
Dado que parte de los objetivos de trabajo consiste en plantear el equipamiento para un
laboratorio de medición, más adelante en el capitulo 6 se retomará este punto con mayor
detalle.
4.2.2 División en rangos de frecuencia
En cuanto a los rangos de frecuencia, dado que los métodos y consideraciones a
seguir no son los mismos por un lado en cuanto a la selección de la antena∗ y por otro por la
∗
Para los tipos de antenas ver Anexo 2
38
proximidad del terreno que puede afectar la medición; el manual ofrece una clasificación de
las técnicas de medición de la intensidad de campo en 3 rangos de frecuencia.
La división de frecuencia y las recomendaciones a tomar en cada caso son las
siguientes2:
ƒ
En frecuencias inferiores a los 30MHz, hay que hacer mediciones de
intensidad próximas al suelo. Se recomienda el uso de antenas tipo varilla o
un hilo vertical de una longitud total no superior al 10% de la longitud de
onda correspondiente a la frecuencia que deba medirse; esta antena debe
estar asociada a un sistema de puesta a tierra.
ƒ
En las frecuencias comprendidas entre los 30 y los 1000MHz (longitudes de
onda entre los 10m y los 30cm), las dimensiones de la antena pueden ser
similares a la longitud de onda y se recomienda la utilización de un dipolo
de banda ancha o una antena directiva del tipo dipolo. La antena debe
colocarse a unos 10m de altura y se orienta según la polarización de la señal
que se ha de recibir.
ƒ
En frecuencias superiores a 1GHz (longitudes de ondas inferiores a 30cm) se
recomienda antenas que capten energía recibida por una abertura de grandes
dimensión con relación
a la longitud de onda; estas antenas son, por
ejemplo, bocinas y reflectores parabólicos.
4.2.3 Métodos de medida
39
Está fuera de los alcances del presente documento la elaboración de un manual para
el usuario del equipo de medición de campos electromagnéticos. Por el contrario, se
pretende explicar los métodos que se pueden realizar en las mediciones del campo. Según
la precisión que se desee se pueden realizar dos tipos de mediciones, a saber: método
normal, con los que se pretende obtener la mayor precisión posible, y método rápido, que
se utiliza en caso de que el uso que se quiera hacer de los resultados permita admitir una
precisión menor, es decir una medición más sencilla y rápida3.
En general, es conveniente aplicar métodos normales cuando se deseen recolectar
datos con fines de estudio o para comprobar si se respetan debidamente las disposiciones
reglamentarias, que para este estudio serían los parámetros de intensidad de campo de las
normas técnicas del PNAFR antes citadas. Por tal motivo se explicará con más detalle este
método.
La aplicación del método normal dependerá del tipo de datos que se desee obtener.
Entre los métodos posibles a aplicar según el manual se encuentran los siguientes:
ƒ
Registro continuo durante periodos largos (anuales), los cuales se harían
desde una estación o laboratorio de medición.
ƒ
Registro continuo durante periodos más breves, con el fin de estudiar
variaciones a corto plazo del nivel de señal (variaciones diurnas y
nocturnas).
ƒ
3
Muestreo a intervalos próximos (durante 5 segundos cada dos minutos)
Manual de Comprobación Técnica de Emisiones de la CCIR, Capitulo 7.
40
ƒ
Muestreo más espaciado (durante 10 minutos cada 90 minutos)
Son básicamente dos las consideraciones a tomar en cuanto a que tipo de muestro
realizar según el tipo de ondas que se observen según recomendación de la CCIR. En el
caso en que se observen ondas de superficie es suficiente un único y breve periodo de
medida aplicando el muestreo a intervalos próximos. En el caso que se desee estudiar la
propagación de las ondas decamétricas, se pueden tomar datos sobre condiciones generales
de propagación en toda una banda de frecuencia aplicando el muestreo más espaciado,
haciendo breves registros de la banda, de unos 10 minutos a intervalos de una hora y media,
tomando el conjunto de frecuencias y las distancias de manera que representen debidamente
las estaciones que se desean evaluar.
Una de las consideraciones importantes que se deben de tomar es que para las
señales que se propagan por la ionosfera, es recomendable que se realicen mediciones en
días diferentes para tomar en cuenta las distintas variaciones diarias que presenta la
ionosfera.
En mediciones de intensidad de campo es difícil establecer niveles estandarizados
de precisión, debido a que son muchos y diversos los factores como: el ruido atmosférico,
la estabilidad de la señal, las características del lugar de medición; los que pueden
disminuir la precisión posible de lograr. Sin embargo el manual indica ciertos parámetros
de precisión que se pueden esperar, según la CCIR, en las mejores condiciones de medida
posibles y empleando instrumentos de gran calidad en buen estado de funcionamiento.
41
Tabla 4.2 Precisión en la medición[6]
En laboratorio o condiciones de control
Rango de frecuencia
Antena
Precisión
10Khz a 5MHz
Cuadro
± 1 dB
Varilla corta
± 1.5 a 2 dB
5 a 30MHz
Cuadro
± 1.5 dB
Varilla corta
± 2 a 2.5 dB
30MHz a 10GHz
Antena sintonizada
± 2 a 3 dB
En instalaciones portátiles o móviles
Rango de frecuencia
Rango de frecuencia
Precisión
10Khz a 5MHz
Cuadro
± 1.5 dB
Varilla corta
± 2.5 dB
5 a 30MHz
Cuadro
± 2 dB
Varilla corta
± 3 dB
30MHz a 1GHz
Antena sintonizada
± 2 a 3 dB
Por encima de 1 GHz
Antena sintonizada
± 2.5 a 4 dB
Nota: Estos valores se aplican a niveles de señal muy superiores al ruido del sistema y a
los ruidos externos. Si los niveles son bajos (inferiores a unos 10 µV/m) la precisión puede
verse notablemente afectada por niveles de ruido.
4.2.4 Análisis de los registros
Una vez recolectados los datos de la medición, se prosigue al análisis de los
registros, que para el caso de estudios de propagación, se pretende generalmente determinar
el nivel que rebase la señal durante el lapso de tiempo medido (10%, 50%, 90% del tiempo
de medición), o bien los valores mínimos o máximos en el transcurso del periodo dado.
Al analizar los diagramas de registros, se deben de tener en cuenta los periodos
durante los cuales las señales no deseadas o ruidos interfieren o perturban la emisión
deseada. Además el manual recomienda hacer mediciones periódicas del canal en el cual se
efectúan los registros y anotar la presencia de dichas señales. En algunos casos,
42
especialmente cuando la interferencia es intermitente, también es recomendado realizar una
escucha simultánea de la transmisión4.
4.2.5 Comprobación del espectro
Adicionalmente, se puede realizar una comprobación del grado de ocupación del
espectro, con el fin de gestionar y determinar las frecuencias que se encuentren disponibles
para nuevos radioenlances, así como solucionar problemas de interferencia, verificar
estabilidad de transmisores y analizar radiaciones no esenciales.
Básicamente se plantea un procedimiento de recepción, barrido y registro de datos;
los cuales se pueden hacer de manera manual o automática. En modo manual se debe ubicar
la frecuencia, medir la intensidad de campo e identificar el tipo de emisión para realizar la
medición durante el tiempo que se desee. En modo automático es el más utilizado dado que
permite analizar en forma más precisa la frecuencia o rango de frecuencias deseado, ya que
en algunas ocasiones ciertas frecuencias son ocupadas por lapsos de tiempo cortos o
intermitentes. Se realiza mediante un equipo de mediciones isotropitas o un analizador de
espectro programable, el cual se configura para obtener las mismas mediciones que se
hacen manualmente en determinado periodo y grupo de frecuencias (de 30MHz a 1GHz por
lo general).
4
Manual de Comprobación Técnica de Emisiones de la CCIR, Capitulo 7.
43
CAPÍTULO 5: Equipo de Laboratorio
Con el fin de establecer el equipamiento de laboratorio optimo que esté en
capacidad de realizar las mediciones que se han comentado en el capitulo anterior, es
necesario tener claro cuales son las especificaciones o requerimientos básicos con los que
debe de cumplir dicho equipo. Actualmente existe en la Facultad de Ingeniería Eléctrica de
la Universidad de Costa Rica un equipo para realizar mediciones radioeléctricas, el cual se
comenta en el anexo 3, con el fin de determinar si el mismo cumple y puede ser sugerido
como equipo para realizar las diferentes mediciones que se plantean.
En cuanto a las características físicas y técnicas, tal y como se ha comentado con
anterioridad, el equipo debe disponer de una antena receptora que este en capacidad de
cubrir el mayor rango de frecuencias posibles, preferiblemente de los 300KHz hasta el
máximo posible, teniéndose como mínimo los 108MHz para mediciones de hasta FM; sin
embargo dado que actualmente los equipos se diseñan para mediciones no solo de las
bandas de AM y FM, y con el fin de que se disponga de un equipo al cual se pueda obtener
el mayor provecho en cuanto a mediciones radioeléctricas, se recomienda que cubra hasta
frecuencias del rango de Gigahertz.
Unido a lo anterior el equipo deberá contar con un sistema receptor que permita la
intercepción y demodulación del rango de las frecuencias cubiertas para un debido análisis
de las señales.
Adicionalmente, debe contar con un indicador de medida y/o registrador grafico que
permita apreciar tanto la frecuencia o las frecuencias que se este midiendo así como el valor
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de intensidad de campo en V/m y submúltiplos, además del valor de densidad de potencia
en W/m2 y submúltiplos. Lo anterior es muy importante ya que es necesario que se pueda
realizar una medición precisa de la frecuencia que se desee con el fin de garantizar que los
datos que se obtengan sean los que realmente interesan.
Para efectos de precisión y para asegurar una buena medición es importante que el equipo
esté calibrado y se pueda calibrar periódicamente según las especificaciones del fabricante.
Es necesario que el equipo permita realizar mediciones tanto instantáneas como en
intervalos de tiempos similares a los sugeridos o que se puedan configurar, de manera que
permita visualizar los resultados y realizar registros de los mismos para análisis en el
laboratorio.
Para efectos de pruebas como: identificación, comprobación del espectro
radioeléctrico y ancho de banda de las emisiones; el equipo, preferiblemente, debe permitir
una variación de escala y un nivel de resolución relativamente alto con el fin de poder
analizar con más detalles las mediciones de este tipo.
Actualmente en el mercado son varias las empresas que se dedican al desarrollo de
equipos de mediciones radioeléctricas, entre ellas se encuentran la Agilent, HewlettPackard, Rohde & Swartz, NARDA, Anritsu, entre otras.
Con el objetivo de proponer un equipo de medición para el laboratorio de manera
tal que cumpla con las disposiciones mínimas señaladas anteriormente, se procede a
detallar las distintas características del sistema de medición de campos electromagnéticos
TS-EMF de la compañía internacional Rohde & Schwarz (R&S). Se tomo la determinación
de sugerir un equipo de esta línea ya que R&S es una empresa que se especializa en equipos
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electrónicos de prueba y medición radioeléctrica, radiomonitoreo y radiolocalización.
Además de que la calidad de los sistemas que provee ha sido certificada para DIN EN ISO
9001 y 14001 y cumplen con las normas de AQAP 110 y 150. Misma certificación que
permite a R&S el desarrollo, la producción, la instalación y el calibrado de equipo de
comunicaciones.
El TS-EMF es un equipo portátil que mide campos electromagnéticos en el
ambiente (EMF), pudiéndose realizar mediciones tanto en el laboratorio como en el campo.
Este sistema cubre un rango de frecuencia de los 100KHz hasta los 3GHz, lo que permite
realizar medidas de señales de radio móvil (GSM y CDMA), UMTS, WLAN,
radiofrecuencias en amplitud modulada AM y frecuencia modulada FM así como señales
de transmisiones televisivas (analógicas y DBV). El hecho de que el equipo disponga de un
rango tan amplio y selectivo de medición, conlleva a que se puedan realizar múltiples
mediciones para distintas señales y de esta manera cubrir una gran cantidad del espectro
radioeléctrico.
El sistema dispone de una antena isotrópica (sensor) que permite mediciones de
campos electromagnéticos con mucha exactitud, independientemente de la dirección de
incidencia y polarización de la señal, lo cual es de mucha utilidad ya que en la mayoría de
las ocasiones en que se realizan las mediciones de campo se desconoce la dirección de la
antenas y equipos transmisores, con lo que o se debe de realizar algún método de ubicación
o se debe de contar con la información sobre la distribución de cada uno de los equipos
transmisores. Dado que para el tipo de mediciones que se desean realizar no se dispondrá
de esta información, con este equipo se minimizan los problemas antes mencionados.
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Adicionalmente el sistema esta compuesto por un analizador de espectro de amplio
rango para las distintas bandas señaladas anteriormente, con variabilidad de escala que
permite apreciar la o las señales que se deseen medir. Incluye una computadora portátil que
dispone de un software de medición para configuración y evaluación de pruebas con
resultados gráficos y numéricos; se cuenta también con el software (CD), que puede ser
instalado en cualquier otra computadora de laboratorio que cumpla los requisitos necesarios
para ejecutarlos. El programa permite la escogencia de las bandas que se desean medir así
como el tipo de registro que se desea realizar que puede ser: valor instantáneo en función
del tiempo, promedio y valor pico en función del tiempo, promedio espacial y valor pico;
además de que puede configurarse para los intervalos de tiempo que se desee así como para
realizar mediciones de tiempos largos.
El equipo presenta la opción de realizar mediciones de intensidad de campo,
densidad de potencia y el porcentaje del valor medido en relación con el valor máximo
permitido, tanto para frecuencias especificas lo cual permite realizar mediciones para
analizar y gestionar el espectro: como mediciones para un rango o paquete determinado
(radio, TV, etc), para estudios de niveles de exposición más generales. Con el fin de
ejemplificar este punto se presenta en la figura 5.1 una imagen de una medición detallada
de la banda de FM en donde se puede observar las distintas frecuencias y sus respectivos
valores de intensidad de campo y densidad de potencia registrados por el sistema.
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Figura 5.1 Medición de banda FM con el TM-EFS [11]
Para el caso de mediciones más generales, en la figura 5.2 se muestra los registros
lanzados por el equipo de medición para los diferentes paquetes disponibles, en donde se
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presenta el total del valor de porcentaje en relación con el máximo establecido para cada
una de las bandas.
Figura 5.2 Medición del paquete de bandas del TS-EMF [11]
El equipo también cuenta con la posibilidad de utilizar diferentes antenas para el caso en
que se desee disminuir o ampliar el rango de frecuencias a cubrir. Con fines ilustrativos, se
muestra en la figura 5.3 la imagen del sistema de medición y cada uno de sus componentes.
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Figura 5.3 Sistema portátil de medición TM-EFS [11]
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CAPÍTULO 6: Conclusiones y Recomendaciones
Alcances y limitaciones
Las siguientes son las limitaciones que se tuvieron para la realización de este
estudio:
No se pudo disponer de toda la normativa internacional deseada ya que no se contó
con todos lo requisitos necesario para su debida adquisición en la Unión Internacional de
Telecomunicaciones, además de que no se dispuso del tiempo estimado para los tramites
requeridos.
El equipo para la medición de intensidad de campo con el que se dispone en la
Escuela de Ingeniería Eléctrica, actualmente no cuenta con todos las características
necesarias para las mediciones planteadas por lo que no esta en la capacidad de poner en
practica los procedimientos recomendados.
Los siguientes son los alcances obtenidos:
A través del estudio se sintetizaron tanto las principales normativas nacionales
como internacionales vigentes, además se comentaron e incluyeron una serie de
procedimientos para la medición de señales electromagnéticas de campo basados en
normativas internacionales y orientados a la radiodifusión, a los cuales se considera pueden
darse seguimiento para la medición de las transmisiones producidas por radioemisoras
comerciales y públicas en Costa Rica.
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Se procedió a estudiar el grado de ocupación del espectro electromagnético nacional
donde se observaron los diferentes tipos de servicios que lo ocupan, se definieron los
rangos de frecuencias de AM y FM utilizadas por radiodifusoras comerciales y se
analizaron los procedimientos correspondientes a dichas frecuencias.
Se tuvo a disposición todo el apoyo, la información y asesoría técnica por parte del
Departamento de Inspección de Sistemas y Monitoreo del Control Nacional de Radio
durante la realización del presente estudio. Además se realizó una visita de campo para
conocer los equipos y se tuvo alcance a los procedimientos que siguen los encargados de
las mediciones de campo de dicho ente.
Se logró observar que las normativas utilizadas para la medición de intensidad de
campo así como los procedimientos utilizados por parte del Control Nacional de Radio son
los suministrados en el Reglamento de Radiocomunicaciones y el Manual de
Comprobación Técnica de la Unión Internacional de Telecomunicaciones respectivamente,
éste ultimo bajo la clasificación internacional SM; los cuales son aplicados según las
condiciones especificas del servicio que se analice, ya sea radio o televisión, y son
orientados principalmente hacia una gestión del espectro de manera tal que sirven para
garantizar transmisiones de señales de buena calidad, mantener índices de registros de las
radiodifusoras y comprobar que éstas estén acordes con las normas y reglamentos
establecidos.
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Mediante el conocimiento de las características que debe cumplir un equipo de
medición así como el contacto que se tuvo con los instrumentos utilizados por Radio U y el
Control Nacional de Radio, se pudo plantear un sistema de medición acorde a dichos
requerimientos, que además permite cubrir una amplia gama de servicios, es de fácil
configuración, manipulación y presenta múltiples funciones de aplicación en la medición y
los registros de datos para un mejor análisis e interpretación de los mismos.
Se considera que, en general, se pudo tener acceso a la información y cooperación
necesaria para así cumplir con el desarrollo de los objetivos planteados en el estudio, a
través del cual, se obtuvo una herramienta que brinda información de normas, procesos,
condiciones y consideraciones a tomar al realizar las mediciones citadas.
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Conclusiones y recomendaciones
Actualmente existe una tendencia a estandarizar las telecomunicaciones y dado que
las regulaciones vigentes que rigen en Costa Rica no han sido reestructuradas según las
normativas internacionales, es de suma importancia que se realice una modificación en la
misma de manera tal que se contemplen todos aquellos aspectos aplicables al país con el fin
de seguir un modelo de unificación de estándares que permita garantizar una utilización
adecuada de los recursos involucrados, así como un nivel de seguridad para todas las
personas que se exponga de forma continua o no continua.
Las mediciones de intensidad de campo y densidad de potencia son una base
necesaria para las discusiones sobre efectos de la radiación electromagnética puesto que
permiten la evaluación de los niveles de exposición que se dan en distintos puntos, tanto
para áreas de ocupación de trabajo como sitios públicos, y con ello se puede analizar las
posibles consecuencias que conlleven la exposición a estos campos.
Las tecnologías de comunicación inalámbrica, que son desarrolladas con mayor
frecuencia en los últimos años, han llevado a que la ocupación del espectro radioeléctrico
se de en casi su totalidad para diversas aplicaciones tales como monitoreo, servicios
móviles, radiodifusión sonora y televisiva, radionavegación, aficionados, entre otros;
motivo por el cual adquiere mayor importancia el desarrollo de una gestión del espectro que
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permitan realizar continuos estudios y monitoreos mediante procedimientos adecuados y
bajo normativas actualizadas con el fin de garantizar la calidad de los servicios junto con la
debida utilización y distribución del espectro radioeléctrico.
El Reglamento de Radiocomunicaciones presenta el inconveniente de que no utiliza
las unidades internacionales establecidas para intensidad de campo, además de que no
establece valores límites máximos de intensidad de campo para radiodifusión sonora, indica
tan solo los límites de intensidad de campo mínimos utilizables; por lo que se es necesario
realizar una revisión y actualización de dichas reglamentos para establecer éstos valores
según las normativas internacionales vigentes que se consideren adecuadas.
Se debe recurrir a la utilización de normativas de manera tal que las mismas sean de
la mayor aplicación posible a los distintos campos tales como servicios GSM, TV UHF, TV
VHF, AM, FM desarrollados en el país, así como que sean de acceso publico en general
para efectos de estudio, investigación y utilización para posibles mejoras.
Los procedimientos que se comentan en este trabajo no son únicos y de acatamiento
obligatorio, se presentan como una posible guía a tomar en cuenta al realizar mediciones de
intensidad de campo para radiodifusión sonora e incluso televisiva bajo ciertas
consideraciones; por lo que se recomienda tener presente que según el enfoque que se desee
dar a las mediciones y a los registros obtenidos, así debe de ser la normativa a la que se de
seguimiento que puede variar según se comento anteriormente.
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Se puede estudiar e investigar la posibilidad de acoplar o interconectar equipos
complementarios al medidor EMR-300 como analizadores de espectro, sondas y filtros,
con el fin de obtener una mayor utilización del equipo y aprovecharlo para la realización
tanto de las mediciones planteadas así como otras relacionadas con el objeto de estudio.
El equipo TM-EFS de la Rohde & Schwarz cumple con las condiciones necesarias
para la realización de las mediciones de intensidad de campo para radiodifusión así como
para otros servicios de bandas comerciales, sin embargo es posible encontrar equipos en el
mercado que presenten características similares que puedan ser considerados como otras
posibles opciones a tomar en cuenta para el equipo de laboratorio.
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BIBLIOGRAFÍA
1. Ministerio de Educación y Ciencia. “Intensidad del Campo Eléctrico”,
http://newton.cnice.mecd.es/escenas/camp_grav_elect/intCampoEleI.php
2. Electrónica Aplicada 3. “Modulación AM” http://www.profesores.frc.utn.edu.ar
/electronica/ElectronicaAplicadaIII/Aplicada/Cap03ModulacionAM1.pdf
3. Textos Científicos. “Modulación de Frecuencia”
http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/frecuencia
4. Wikipedia Español. “Radiodifusiones digitales”
http://es.wikipedia.org/wiki/Radiodifusi%C3%B3n_de_audio_digital
5. García, R. “Intermodulación Pasiva”, http://www.upv.es/satelite/trabajos/
Grupo9_99.00/intermod.htm
6. Radio Club de Costa Rica. “Ondas y propagación”, http://www.ti0rc.org/cursoti/cap3.pdf
7. UIT, Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones, “Manual para uso
de las estaciones de comprobación técnica de las emisiones”, 1 edición, UIT, Ginebra,
1998.
8. Presidencia de la República, “Plan Nacional de Atribución de Frecuencias”,
Decreto N° 27554-G, Alcance No. 1 a La Gaceta No. 6 del 11 de enero de 1999, San José,
Costa Rica.
57
9. Presidencia de la República, “Reglamento de Radiocomunicaciones”, Decreto N°
231608-G, Alcance No. 28 a La Gaceta No.125 del 28 de junio del 2004, San José, Costa
Rica.
10. Asamblea Legislativa, “Ley de Radio No 1758”, Decreto N° 34, La Gaceta
No.182 del 11 de abril del 2000, San José, Costa Rica.
11. Pagina de equipos Rohde & Schwarz,
http://www2.rohde-schwarz.com/en/products/test_and_measurement/product_categories/
emc_test_systems/EMF/TS-EMF.html
12. Control Nacional de Radio,
http://www.controlderadio.go.cr/documentos/espectro%20radioelectrico.pdf
58
ANEXO 1
Con fines ilustrativos se muestra a continuación el grado de ocupación del espectro
hasta la fecha de hoy. Cada color corresponde a una asignación para servicios distintos y
como se puede observar en su totalidad el espectro esta debidamente asignado y dividido.
En cuanto al detalle de la clasificación a los que corresponde cada color y la asignación de
las frecuencias, ésta información se encuentra disponible en el Plan Nacional de Atribución
de Frecuencias Radioeléctricas vigente y en la pagina principal del Control Nacional de
Radio.
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Figura A.1 Ocupación del Espectro Radioeléctrico (0KHz a 30MHz) [12]
60
Figura A.2 Ocupación del Espectro Radioeléctrico (30MHz a 300GHz) [12]
61
ANEXO 2
Se presentan a continuación algunas de las principales antenas que ofrecen mayor
utilidad para la extracción de señales que se propaga en la atmósfera que ven mayor
aplicación en los procedimientos antes mencionados.
Figura A.3 Antena para ondas decamétricas para determinar polarización [7]
62
Figura A.4 Antena log-periódica giratoria [7]
63
Figura A.5 Antena de reflector en diedro [7]
Figura A.6 Antena en espiral conica [7]
64
Figura A.7 Antena dipolo de banda ancha para ondas métricas y decametricas [7]
65
ANEXO 3
Actualmente la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica
dispone del equipo NARDA EMR-300 que es un detector de radiación para la medida
isotrópica de campos electromagnéticos. Este es un dispositivo de banda ancha para
supervisar la radiación de alta frecuencia en la gama a partir de 3 KHz a 60 GHz. Su
principal aplicación se enfoca a realizar medidas de intensidad de campo para evaluar los
niveles de radiación en diferentes entornos para estudios de exposición y compatibilidad
electromagnética. Además, permite la utilización de diferentes sondas para distintas
aplicaciones y rangos de frecuencia.
Se pueden realizar mediciones de la intensidad de campo eléctrico en unidades de
voltios por metro (V/m), campo magnético en unidades de amperios por metro (A/m) y
densidad de potencia en dos unidades distintas: en Watts por metro cuadrado (W/m2) y
miliwatts por centímetro cuadrado (mW/cm2).
Permite variar los límites máximos a utilizar con lo que da la opción de mostrar los
resultados como un porcentaje del valor máximo establecido para efectos de indicar
mediante un sonido de alarma cuando las mediciones excedan dicho limite para efectos de
seguridad.
Presenta cinco modos de operación preestablecidos para mostrar los resultados de
acuerdo con las necesidades de medición:
ƒ
Modo instantáneo
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ƒ
Modo instantáneo máximo
ƒ
Modo promedio
ƒ
Modo promedio máximo
ƒ
Modo promedio espacial
Determina el promedio de la intensidad de campo o la densidad de potencia a través
de un periodo de tiempo configurable, y además incluye la opción de calcular el valor
promedio de estos valores en un área extendida.
Para efectos de las mediciones que se desean realizar en éste trabajo el equipo
EMR-300 no presenta todos los requisitos necesarios, dado que pese a que el medidor
cuenta con la opción de intercambiar sondas para variar el rango de frecuencias a medir,
esto no permitiría seleccionar una frecuencia en especifico, además de que el instrumento
de la escuela solo cuenta con una sonda.
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GLOSARIO
Las siguientes definiciones son retomadas para efectos de mejor comprensión de
ciertos términos que se presentan en el trabajo, las mismas no son limitativas y son
adoptadas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones.
Canal: El medio o espacio por el que se transmite una o varias señales
simultáneamente utilizando un determinado rango de frecuencias.
Centro de Transmisión y Control: El lugar donde se realizan las funciones de
transmisión y control del servicio y, en su caso, de recepción de señales para el mismo.
Control Nacional de Radio: Departamento adscrito al Ministerio de Gobernación y
Policía encargado del fiel cumplimiento de la Ley de Radio y sus reglamentos, responsable
de la adecuada administración, planificación, registro, control del uso del espectro
radioeléctrico. Dependencia encargada de establecer las normas técnicas para la operación
de equipos e instalaciones. En adelante denominado “Control Nacional de Radio”.
Estación: Uno o más transmisores o receptores o una combinación de transmisores
y receptores, incluyendo las instalaciones accesorias, necesarias para asegurar un servicio
de Radiocomunicación en un lugar determinado. Las estaciones se clasifican según el
servicio en que participen de una manera permanente o temporal.
Ondas hectométricas: ondas que se propagan por encima de la superficie de la
tierra y la señal pierde su energía a medida que aumenta la distancia. (30 a 300KHz)
Ondas decamétricas: ondas que se reflejan en las capas altas de la atmósfera,
principalmente en la ionosfera (3 a 30MHz)
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Ondas métricas: ondas que se propagan en onda directa o espacial y pueden pasar
obstáculos de dimensiones que no superen algunos metros; se reflejan sobre las paredes,
rocas, vehículos y excepcionalmente sobre nubes ionizadas. (30 a 300MHz)
Potencia Radiada Aparente: La potencia suministrada a la antena multiplicada por
la ganancia relativa de la antena, en una dirección dada.
Radio: Término general que se aplica al empleo de las ondas radioeléctricas.
Radiocomunicación: Toda telecomunicación transmitida por medio de las ondas
radioeléctricas.
Radiodeterminación: Determinación de una posición u obtención de información
relativa a una posición, mediante las propiedades de programación de las ondas
radioeléctricas.
Radiogoniometría: Radiodeterminación que utiliza la recepción de ondas
radioeléctricas para determinar la dirección de una estación o de un objeto.
Repetidor Radiodifusión: Estación del servicio de radiodifusión, destinada a cubrir
zonas no cubiertas por el transmisor matriz.
Servicio Inalámbrico: Todo servicio de radiocomunicación.
Servicio de Radiodifusión: Es un servicio de Radiocomunicación sonora o
televisiva de interés público. Esta actividad puede ser pública o privada de acuerdo a la
naturaleza jurídica del medio. Sus emisiones están destinadas a la recepción directa por el
público en general o mediante suscripción. Se caracteriza por la comunicación realizada en
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un sólo sentido desde uno o más puntos de transmisión, hacia múltiples puntos de
recepción.
Telecomunicación: Toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales,
escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza, por hilo,
radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos.
Zona de Sombra: Es aquella parte del área de servicio en la que debido a
obstáculos orográficos del terreno, la estación no puede proporcionar un servicio adecuado.
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