Seminario de microondas y satélites

Características de modulación en frecuencia contra modulación en amplitud en sistemas de microondas

INTRODUCCIÓN

En determinado momento los sistemas de microondas llevaban la mayoría de las comunicaciones de larga distancia para la red de teléfonos públicos, agencias militares y gubernamentales, y redes especializadas para comunicaciones privadas. Existen muchos tipos diferentes de sistemas de microondas que operan sobre distancias que varían, desde 15 a 4000 millas en longitud. Los primeros sistemas de radio por microondas transportaban circuitos de banda de voz multicanalizadas por división de frecuencias y utilizaban técnicas convencionales de modulación de frecuencias no coherente. Los sistemas de microondas desarrollados más recientemente llevan circuitos de banda de voz con multicanalización por división de tiempo modulados con códigos de pulsos y utilizan técnicas de modulación más modernas.

MODULACIÓN EN FRECUENCIA CONTRA MODULACIÓN EN AMPLITUD.

La modulación en frecuencia (FM) se utiliza en los sistemas de radio por microondas en lugar de la modulación en amplitud (AM), porque las señales de modulación de amplitud son más sensibles a procesos no lineales de la amplitud, inherentes en amplificadores de microondas de banda ancha. Las señales de frecuencia modulada son relativamente insensibles a este tipo de distorsión no lineal y pueden ser transmitidas a través de amplificadores que tienen amplitud no lineal con pocas penalizaciones. Además, las señales de FM son menos sensibles al ruido aleatorio y se pueden propagar con menos potencia de transmisión.

Un factor principal al diseñar sistemas de radio de FM es el ruido de ínter modulación. En los sistemas de AM, el ruido de ínter modulación es una función de la amplitud de la señal, pero en los sistemas de FM es una función de la amplitud de la señal y de la magnitud de la desviación de frecuencias. Así, las características de la señal de frecuencia modulada son más aptas para las transmisiones por microondas que la señales de amplitud modulada.

Donde
se define como el índice de modulación el cual queda determinado por la desviación de frecuencia y por la frecuencia de la señal de audio. De aquí se observa que la señal modulada en FM esta compuesta por el coseno de un seno y su descomposición en series de Fourier requiere aplicar la función Bessel.

Sea:

La solución de Bessel es:

Donde:

Jn(mf) corresponde a cada una de las amplitudes de los componentes en frecuencia de la señal modulada en FM. Estos coeficientes se encuentran estandarizados en tablas o gráficas de fácil aplicación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MODULACIÓN EN FRECUENCIA.

Produce una alta relación señal a ruido (SNR) cuando se recibe una señal de moderada intensidad, lo cual significa mejor sensibilidad en los receptores. La recepción es prácticamente exenta de ruido y de interferencias.

Todo ruido, cualquiera que sea su origen, modula o varía la amplitud de una onda viajera de R.F., razón por la cual los receptores de AM y TV son muy susceptibles a los ruidos e interferencias provenientes de electrodomésticos, automóviles, aviones, luces, etc.

Las señales de F.M. requieren de un mayor ancho de banda y experimentan una severa distorsión cuando se propagan a través de la ionosfera

En radio difusión se tiene:

Observar que el ancho de banda es de 20 veces mayor al requerido por una emisora de A.M.

Permite meter toda la gama audible de sonidos (20Hz 0 20kHz) incluyendo sus armónicas, imprimiendo fidelidad y realismo a cada audición.

BLI

BLS

75 kHz 75 kHz

150 kHz

25 kHz

25 kHz

Banda de seguridad

Banda de Seguridad