lunes, 26 de julio de 2010

WI-FI

Wi-Fi (pronunciado en español /wɪfɪ/ y en inglés /waɪfaɪ/) es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organización comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11 relacionados a redes inalámbricas de área local.

Historia

Nokia y Symbol Technologies crearon en 1999 una asociación conocida como WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance, Alianza de Compatibilidad Ethernet Inalámbrica). Esta asociación pasó a denominarse Wi-Fi Alliance en 2003. El objetivo de la misma fue crear una marca que permitiese fomentar más fácilmente la tecnología inalámbrica y asegurar la compatibilidad de equipos.

De esta forma, en abril de 2000 WECA certifica la interoperabilidad de equipos según la norma IEEE 802.11b, bajo la marca Wi-Fi. Esto quiere decir que el usuario tiene la garantía de que todos los equipos que tengan el sello Wi-Fi pueden trabajar juntos sin problemas, independientemente del fabricante de cada uno de ellos. Se puede obtener un listado completo de equipos que tienen la certificación Wi-Fi en Alliance - Certified Products.

En el año 2002 la asociación WECA estaba formada ya por casi 150 miembros en su totalidad.

La norma IEEE 802.11 fue diseñada para sustituir el equivalente a las capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se diferencia una red Wi-Fi de una red Ethernet es en cómo se transmiten las tramas o paquetes de datos; el resto es idéntico. Por tanto, una red local inalámbrica 802.11 es completamente compatible con todos los servicios de las redes locales (LAN) de cable 802.3 (Ethernet).

El nombre Wi-Fi

Aunque se pensaba que el término viene de Wireless Fidelity como equivalente a Hi-Fi, High Fidelity, que se usa en la grabación de sonido, realmente la WECA contrató a una empresa de publicidad para que le diera un nombre a su estándar, de tal manera que fuera fácil de identificar y recordar. Phil Belanger, miembro fundador de Wi-Fi Alliance que apoyó el nombre Wi-Fi escribió[cita requerida]:
"Wi-Fi y el "Style logo" del Ying Yang fueron inventados por la agencia Interbrand. Nosotros (WiFi Alliance) contratamos Interbrand para que nos hiciera un logotipo y un nombre que fuera corto, tuviera mercado y fuera fácil de recordar. Necesitábamos algo que fuera algo más llamativo que "IEEE 802.11b de Secuencia Directa". Interbrand creó nombres como "Prozac", "Compaq", "OneWorld", "Imation", por mencionar algunas. Incluso inventaron un nombre para la compañía: VIVATO."
Phil Belanger

Estándares que certifica Wi-Fi

Existen diversos tipos de Wi-Fi, basado cada uno de ellos en un estándar IEEE 802.11 aprobado. Son los siguientes:

* Los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps , 54 Mbps y 300 Mbps, respectivamente.

* En la actualidad ya se maneja también el estándar IEEE 802.11a, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios. La banda de 5 GHz ha sido recientemente habilitada y, además, no existen otras tecnologías (Bluetooth, microondas, ZigBee, WUSB) que la estén utilizando, por lo tanto existen muy pocas interferencias. Su alcance es algo menor que el de los estándares que trabajan a 2.4 GHz (aproximadamente un 10%), debido a que la frecuencia es mayor (a mayor frecuencia, menor alcance).

* Un primer borrador del estándar IEEE 802.11n que trabaja a 2.4 GHz y a una velocidad de 108 Mbps. Sin embargo, el estándar 802.11g es capaz de alcanzar ya transferencias a 108 Mbps, gracias a diversas técnicas de aceleramiento. Actualmente existen ciertos dispositivos que permiten utilizar esta tecnología, denominados Pre-N.

Existen otras tecnologías inalámbricas como Bluetooth que también funcionan a una frecuencia de 2.4 GHz, por lo que puede presentar interferencias con Wi-Fi. Debido a esto, en la versión 1.2 del estándar Bluetooth por ejemplo se actualizó su especificación para que no existieran interferencias con la utilización simultánea de ambas tecnologías, además se necesita tener 40.000 k de velocidad.


Seguridad y fiabilidad

Uno de los problemas más graves a los cuales se enfrenta actualmente la tecnología Wi-Fi es la progresiva saturación del espectro radioeléctrico, debido a la masificación de usuarios, esto afecta especialmente en las conexiones de larga distancia (mayor de 100 metros). En realidad Wi-Fi está diseñado para conectar ordenadores a la red a distancias reducidas, cualquier uso de mayor alcance está expuesto a un excesivo riesgo de interferencias.

Un muy elevado porcentaje de redes son instalados sin tener en consideración la seguridad convirtiendo así sus redes en redes abiertas (o completamente vulnerables a los crackers), sin proteger la información que por ellas circulan.

Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estas redes. Las más comunes son la utilización de protocolos de cifrado de datos para los estándares Wi-Fi como el WEP, el WPA, o el WPA2 que se encargan de codificar la información transmitida para proteger su confidencialidad, proporcionados por los propios dispositivos inalámbricos. La mayoría de las formas son las siguientes:

* WEP, cifra los datos en su red de forma que sólo el destinatario deseado pueda acceder a ellos. Los cifrados de 64 y 128 bits son dos niveles de seguridad WEP. WEP codifica los datos mediante una "clave" de cifrado antes de enviarlo al aire. Este tipo de cifrado no está muy recomendado, debido a las grandes vulnerabilidades que presenta, ya que cualquier cracker puede conseguir sacar la clave.

* WPA: presenta mejoras como generación dinámica de la clave de acceso. Las claves se insertan como de dígitos alfanuméricos, sin restricción de longitud

* IPSEC (túneles IP) en el caso de las VPN y el conjunto de estándares IEEE 802.1X, que permite la autenticación y autorización de usuarios.

* Filtrado de MAC, de manera que sólo se permite acceso a la red a aquellos dispositivos autorizados. Es lo más recomendable si solo se va a usar con los mismos equipos, y si son pocos.

* Ocultación del punto de acceso: se puede ocultar el punto de acceso (Router) de manera que sea invisible a otros usuarios.

* El protocolo de seguridad llamado WPA2 (estándar 802.11i), que es una mejora relativa a WPA. En principio es el protocolo de seguridad más seguro para Wi-Fi en este momento. Sin embargo requieren hardware y software compatibles, ya que los antiguos no lo son.

Sin embargo, no existe ninguna alternativa totalmente fiable, ya que todas ellas son susceptibles de ser vulneradas.

Dispositivos

Existen varios dispositivos que permiten interconectar elementos Wi-Fi, de forma que puedan interactuar entre sí. Entre ellos destacan los routers, puntos de acceso, para la emisión de la señal Wi-Fi y las tarjetas receptoras para conectar a la computadora personal, ya sean internas (tarjetas PCI) o bien USB.

Tarjeta USB para Wi-Fi.

* Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del router no tenga suficiente radio se colocan estos dispositivos, que reciben la señal bien por un cable UTP que se lleve hasta él o bien que capturan la señal débil y la amplifican (aunque para este último caso existen aparatos especializados que ofrecen un mayor rendimiento).
* Los router son los que reciben la señal de la línea ofrecida por el operador de telefonía. Se encargan de todos los problemas inherentes a la recepción de la señal, incluidos el control de errores y extracción de la información, para que los diferentes niveles de red puedan trabajar. Además, el router efectúa el reparto de la señal, de forma muy eficiente.
* Además de routers, hay otros dispositivos que pueden encargarse de la distribución de la señal, aunque no pueden encargarse de las tareas de recepción, como pueden ser hubs y switches. Estos dispositivos son mucho más sencillos que los routers, pero también su rendimiento en la red de área local es muy inferior.

Router WiFi.

* Los dispositivos de recepción abarcan tres tipos mayoritarios: tarjetas PCI, tarjetas PCMCIA y tarjetas USB:
*
o Las tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan a los ordenadores de sobremesa. Hoy en día están perdiendo terreno debido a las tarjetas USB.
o Las tarjetas PCMCIA son un modelo que se utilizó mucho en los primeros ordenadores portátiles, aunque están cayendo en desuso, debido a la integración de tarjeta inalámbricas internas en estos ordenadores. La mayor parte de estas tarjetas solo son capaces de llegar hasta la tecnología B de Wi-Fi, no permitiendo por tanto disfrutar de una velocidad de transmisión demasiado elevada
o Las tarjetas USB para Wi-Fi son el tipo de tarjeta más común que existe y más sencillo de conectar a un pc, ya sea de sobremesa o portátil, haciendo uso de todas las ventajas que tiene la tecnología USB. Además, algunas ya ofrecen la posibilidad de utilizar la llamada tecnología PreN, que aún no está estandarizada.
o También existen impresoras, cámaras Web y otros periféricos que funcionan con la tecnología Wi-Fi, permitiendo un ahorro de mucho cableado en las instalaciones de redes.

En relación con los drivers, existen directorios de "Chipsets de adaptadores Wireless".[1

Ventajas y desventajas

Las redes Wi-Fi poseen una serie de ventajas, entre las cuales podemos destacar:

* Al ser redes inalámbricas, la comodidad que ofrecen es muy superior a las redes cableadas porque cualquiera que tenga acceso a la red puede conectarse desde distintos puntos dentro de un rango suficientemente amplio de espacio.

* Una vez configuradas, las redes Wi-Fi permiten el acceso de múltiples ordenadores sin ningún problema ni gasto en infraestructura, no así en la tecnología por cable.

* La Wi-Fi Alliance asegura que la compatibilidad entre dispositivos con la marca Wi-Fi es total, con lo que en cualquier parte del mundo podremos utilizar la tecnología Wi-Fi con una compatibilidad total. Esto no ocurre, por ejemplo, en móviles.

Pero como red inalámbrica, la tecnología Wi-Fi presenta los problemas intrínsecos de cualquier tecnología inalámbrica. Algunos de ellos son:

* Una de las desventajas que tiene el sistema Wi-Fi es una menor velocidad en comparación a una conexión con cables, debido a las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede acarrear.

* La desventaja fundamental de estas redes existe en el campo de la seguridad. Existen algunos programas capaces de capturar paquetes, trabajando con su tarjeta Wi-Fi en modo promiscuo, de forma que puedan calcular la contraseña de la red y de esta forma acceder a ella. Las claves de tipo WEP son relativamente fáciles de conseguir con este sistema. La alianza Wi-Fi arregló estos problemas sacando el estándar WPA y posteriormente WPA2, basados en el grupo de trabajo 802.11i. Las redes protegidas con WPA2 se consideran robustas dado que proporcionan muy buena seguridad. De todos modos muchas compañías no permiten a sus empleados tener una red inalámbrica[cita requerida]. Este problema se agrava si consideramos que no se puede controlar el área de cobertura de una conexión, de manera que un receptor se puede conectar desde fuera de la zona de recepción prevista (e.g. desde fuera de una oficina, desde una vivienda colindante).

* Hay que señalar que esta tecnología no es compatible con otros tipos de conexiones sin cables como Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
Secc 2

WLAN (Wireless Local Area Network)

WLAN' ( en inglés; Wireless Local Area Network'), es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes LAN cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las conexiones cableadas. Las WLAN van adquiriendo importancia en muchos campos, como almacenes o para manufactura, en los que se transmite la información en tiempo real a una terminal central. También son muy populares en los hogares para compartir el acceso a Internet entre varias computadoras.

El PC portátil se conecta a la red inalámbrica utilizando......un adaptador PCMCIA.


Cómo trabajan

Se utilizan ondas de radio para llevar la información de un punto a otro sin necesidad de un medio físico guiado. Al hablar de ondas de radio nos referimos normalmente a portadoras de radio, sobre las que va la información, ya que realizan la función de llevar la energía a un receptor remoto. Los datos a transmitir se superponen a la portadora de radio y de este modo pueden ser extraídos exactamente en el receptor final.

Punto de Acceso WiFi.

A este proceso se le llama modulación de la portadora por la información que está siendo transmitida. Si las ondas son transmitidas a distintas frecuencias de radio, varias portadoras pueden existir en igual tiempo y espacio sin interferir entre ellas. Para extraer los datos el receptor se sitúa en una determinada frecuencia, frecuencia portadora, ignorando el resto. En una configuración típica de LAN sin cable los puntos de acceso (transceiver) conectan la red cableada de un lugar fijo mediante cableado normalizado. El punto de acceso recibe la información, la almacena y la transmite entre la WLAN y la LAN cableada. Un único punto de acceso puede soportar un pequeño grupo de usuarios y puede funcionar en un rango de al menos treinta metros y hasta varios cientos. El punto de acceso (o la antena conectada al punto de acceso) es normalmente colocado en alto pero podría colocarse en cualquier lugar en que se obtenga la cobertura de radio deseada. El usuario final accede a la red WLAN a través de adaptadores. Estos proporcionan una interfaz entre el sistema de operación de red del cliente (NOS: Network Operating System) y las ondas, mediante una antena.

La naturaleza de la conexión sin cable es transparente a la capa del cliente.

Configuraciones de red para radiofrecuencia

Pueden ser de muy diversos tipos y tan simples o complejas como sea necesario. La más básica se da entre dos ordenadores equipados con tarjetas adaptadoras para WLAN, de modo que pueden poner en funcionamiento una red independiente siempre que estén dentro del área que cubre cada uno. Esto es llamado red de igual a igual (peer to peer). Cada cliente tendría únicamente acceso a los recursos del otro cliente pero no a un servidor central. Este tipo de redes no requiere administración o preconfiguración.

Instalando un Punto de Acceso se puede doblar la distancia a la cuál los dispositivos pueden comunicarse, ya que estos actúan como repetidores. Desde que el punto de acceso se conecta a la red cableada cualquier cliente tiene acceso a los recursos del servidor y además gestionan el tráfico de la red entre los terminales más próximos. Cada punto de acceso puede servir a varias máquinas, según el tipo y el número de transmisiones que tienen lugar. Existen muchas aplicaciones en el mundo real con un rango de 15 a 50 dispositivos cliente con un solo punto de acceso.

Los puntos de acceso tienen un alcance finito, del orden de 150 m en lugares o zonas abiertas. En zonas grandes como por ejemplo un campus universitario o un edificio es probablemente necesario más de un punto de acceso. La meta es cubrir el área con células que solapen sus áreas de modo que los clientes puedan moverse sin cortes entre un grupo de puntos de acceso. Esto es llamado roaming.

Para resolver problemas particulares de topologías, el diseñador de la red puede elegir usar un Punto de Extensión (EPs) para aumentar el número de puntos de acceso a la red, de modo que funcionan como tales pero no están enganchados a la red cableada como los puntos de acceso. Los puntos de extensión funcionan como su nombre indica: extienden el alcance de la red retransmitiendo las señales de un cliente a un punto de acceso o a otro punto de extensión. Los puntos de extensión pueden encadenarse para pasar mensajes entre un punto de acceso y clientes lejanos de modo que se construye un puente entre ambos.

Uno de los últimos componentes a considerar en el equipo de una WLAN es la antena direccional. Por ejemplo: si se quiere una Lan sin cable a otro edificio a 1 km de distancia. Una solución puede ser instalar una antena en cada edificio con línea de visión directa. La antena del primer edificio está conectada a la red cableada mediante un punto de acceso. Igualmente en el segundo edificio se conecta un punto de acceso, lo cual permite una conexión sin cable en esta aplicación.

Asignación de Canales

Los estándares 802.11b y 802.11g utilizan la banda de 2.4 – 2.5 Ghz. En esta banda, se definieron 11 canales utilizables por equipos WIFI, los cuales pueden configurarse de acuerdo a necesidades particulares. Sin embargo, los 11 canales no son completamente independientes (canales contiguos se superponen y se producen interferencias) y en la práctica sólo se pueden utilizar 3 canales en forma simultánea (1, 6 y 11). Esto es correcto para USA y muchos países de América Latina, pues en Europa, el ETSI ha definido 13 canales. En este caso, por ejemplo en España, se pueden utilizar 4 canales no-adyacentes (1, 5, 9 y 13). Esta asignación de canales usualmente se hace sólo en el punto de acceso, pues los "clientes" automáticamente detectan el canal, salvo en los casos en que se forma una red ad hoc o punto a punto cuando no existe punto de acceso.


Seguridad

Uno de los problemas de este tipo de redes es precisamente la seguridad ya que cualquier persona con una terminal inalámbrica podría comunicarse con un punto de acceso privado si no se disponen de las medidas de seguridad adecuadas. Dichas medidas van encaminadas en dos sentidos: por una parte está el cifrado de los datos que se transmiten y en otro plano, pero igualmente importante, se considera la autenticación entre los diversos usuarios de la red. En el caso del cifrado se están realizando diversas investigaciones ya que los sistemas considerados inicialmente se han conseguido descifrar. Para la autenticación se ha tomado como base el protocolo de verificación EAP (Extensible Authentication Protocol), que es bastante flexible y permite el uso de diferentes algoritmos.

Velocidad

Otro de los problemas que presenta este tipo de redes es que actualmente (a nivel de red local) no alcanzan la velocidad que obtienen las redes de datos cableadas.

Además, en relación con el apartado de seguridad, el tener que cifrar toda la información supone que gran parte de la información que se transmite sea de control y no información útil para los usuarios, por lo que incluso se reduce la velocidad de transmisión de datos útiles.

Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
Secc 2

Robot para Televigilancia y Supervisión Remota STR

El Sistema de Telepresencia Robotizado (STR) es un sistema robotizado que, integrado en una red wifi común, permite al usuario la supervisión y actuación del hogar o la empresa, de forma similar a como controlaríamos un vehículo teledirigido, pero a través de Internet.



El STR hace posible una vigilancia activa, permitiendo desplazarse por las diversas estancias y manipular objetos. Su principal propósito es la vigilancia de empresas, de segundas viviendas y la supervisión de enfermos y ancianos, pero su carácter flexible permite aplicarlo allí dónde se nos ocurra que pueda ser necesario.

La tracción por orugas, el brazo manipulador articulado, la cámara de supervisión y el mando de control hacen que el usuario pueda disfrutar de una verdadera sensación de telepresencia en el entorno deseado.

El usuario no tiene más que depositar el STR en un entorno con cobertura wifi y conectar el mando USB en su ordenador (situado en la misma red local o conectado al STR a través de Internet). El software de control desarrollado por Iberobotics guiará al usuario en la conexión y manejo de su STR.
Características Técnicas

· Dimensiones (largo x ancho x alto): 60x40x50cm
· Peso: 2 Kg.
· Batería recargable Ni-MH 9.6V/4.000mAh
· Tracción por orugas
· Brazo manipulador con 6 grados de libertad
· Resolución de vídeo hasta 640x480px
· Sistema operativo Linux embebido.
· Software de control
Requisitos de Instalación

· Línea de Banda Ancha (ADSL, Cable, etc.) o Red de Área Local entre el ordenador de control y el entorno de trabajo del STR
· Red wifi desplegada en el entorno de trabajo del STR
· PC compatible con Microsoft Windows (en breve también con Linux) y puerto USB

Actualmente el STR se encuentra en fase de desarrollo y pruebas de campo.

Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
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Mando a distancia

Un mando a distancia o control remoto es un dispositivo electrónico usado para realizar una operación remota (o telemando) sobre una máquina.

Mando a distancia de un televisor.

El término se emplea generalmente para referirse al mando a distancia (llamado por lo general simplemente "el mando" o, en Latinoamérica, "el control") para el televisor u otro tipo de aparato electrónico casero, como DVD, Hi-Fi, computadoras, y para encender y apagar un interruptor, la alarma, o abrir la puerta del estacionamiento. Los mandos a distancia para esos aparatos son normalmente pequeños objetos (fácilmente manipulables con una mano) con una matriz de botones para ajustar los distintos valores, como por ejemplo, el canal de televisión, el número de canción y el volumen. De hecho, en la mayoría de dispositivos modernos el mando contiene todas las funciones de control, mientras que el propio aparato controlado sólo dispone de los controles más primarios. La mayoría de estos controles remotos se comunican con sus respectivos aparatos vía señales de infrarrojo (IR) y sólo unos pocos utilizan señales de radio. En los vehículos modernos las clásicas llaves incorporan ahora mandos a distancia con diversas funciones. Su fuente de energía suele ser pequeñas pilas de tipo AA, AAA o de botón.

Historia

Uno de los primeros ejemplos de mando a distancia fue desarrollado en 1893 por Nikola Tesla y descrito en su patente número 613809, titulada Método de un aparato para el mecanismo de control de vehículo o vehículos en movimiento.

En 1903, Leonardo Torres Quevedo presentó el telekino en la Academia de Ciencias de París, acompañado de una memoria y haciendo una demostración experimental. En ese mismo año obtuvo la patente en Francia, España, Gran Bretaña y Estados Unidos. El telekino consistía en un autómata que ejecutaba órdenes transmitidas mediante ondas hertzianas; constituyó el primer aparato de radiodirección del mundo, y fue un pionero en el campo del mando a distancia. El 25 de septiembre de 1906, en presencia del Rey y ante una gran multitud, demostró con éxito el invento en el puerto de Bilbao al guiar un bote desde la orilla; más tarde intentaría aplicar el telekino a proyectiles y torpedos, pero tuvo que abandonar el proyecto por falta de financiación.

El primer modelo de avión por control remoto voló en 1932. Durante la Segunda Guerra Mundial, se llevó a cabo el uso de tecnología de control remoto para propósitos militares; uno de los resultados de esto fue el misil alemán Wasserfall. El primer artilugio diseñado para controlar remotamente una televisión fue desarrollado por Zenith Radio a principios de 1950s. El mando —extraoficialmente llamado "Lazy Bones" (~para vagos)— usaba un cable para conectarse al televisor. Para mejorar el engorroso sistema, se creó un control remoto sin cables en 1955. El mando, llamado "Flashmatic", funcionaba enviando un rayo de luz a una célula fotoeléctrica. Desafortunadamente, las células no distinguían entre la luz del mando y la luz de otras fuentes. El Flashomatic también requería que se apuntara el mando a distancia al receptor con precisión.

En 1956, Robert Adler desarrollo el "Zenith Space Command" (Mando del espacio cenit), un control sin cables. Era mecánico y usaba ultrasonidos para cambiar el canal y el volumen. Cuando el usuario pulsaba un botón del mano a distancia, hacía un chasquido y golpeaba una barra, de ahí el término "clicker" (chasqueador). Cada barra emitía una frecuencia diferente y los circuitos en la televisión detectaban el ruido. La invención del transistor hizo posible mandos electrónicos más baratos, que contenía un cristal piezoeléctrico que era alimentado por una corriente eléctrica oscilatoria a una frecuencia cercana o mayor a la del umbral superior de audición humana, aunque todavía audible para perros. El receptor contenía un micrófono unido a un circuito que estaba configurado a la misma frecuencia. Algunos problemas de este método eran que el receptor podía ser activado accidentalmente por ruidos que ocurrieran de forma natural y, algunas personas, especialmente mujeres jóvenes, podían oír las agudas señales ultrasónicas. Hubo incluso un incidente memorable, en el cual un xilófono cambiaba los canales de ese tipo de televisores, ya que algunos de los armónicos del instrumento eran iguales a la frecuencia ultrasónica del mando a distancia.

El impulso para un tipo más complejo de mando a distancia vino a finales de los 70 con el desarrollo del servicio de teletexto Ceefax por la BBC. La mayoría de mandos que existían por entonces tenían un número limitado de funciones, a veces sólo cuatro: cadena siguiente, cadena anterior, subir o bajar el volumen.

Mando a distancia de un televisor Philips de 1978.

Este tipo de mando no satisfacía las necesidades de televisores con teletexto donde las páginas se identificaban con un número de tres dígitos. Un mando a distancia para seleccionar páginas de teletexto necesitaría botones para cada número del cero al nueve, así como otras funciones, como por ejemplo, cambiar del texto a la imagen (y viceversa) y los controles normales de un televisor: volumen, canal, brillo, intensidad del color, etc. Los primeros televisores con teletexto usaban mandos con cable para elegir las páginas, pero su uso continuado, requerido para el teletexto, indicó rápidamente la necesidad de un dispositivo sin cables. Así que ingenieros de la BBC comenzaron conversaciones con uno o dos manufacturadores de televisiones, lo cual llevó a los primeros prototipos sobre 1977-78, ya pudiendo controlar un mayor número de funciones. ITT fue una de las compañías, la cual más tarde daría su nombre al Protocolo ITT de comunicaciones infrarrojas. [1]

A principios de los años 80, cuando se desarrollaron los semiconductores para emitir y recibir radiación infrarroja, los mandos a distancia fueron gradualmente cambiando a esta tecnología que, en 2006, todavía es ampliamente usada. También existen tecnologías de radio, como los Sistemas de audio Bose y aquellas basadas en Bluetooth.

A principios de los años 2000, la cantidad de electrodomésticos que hay en la mayoría de los hogares había aumentado notablemente. De acuerdo con la Asociación de electrónica de consumo, el americano medio dispone de cuatro mandos a distancia. Para manejar un "home theater" se pueden llegar a necesitar seis mandos, incluidos uno para el receptor del cable o satélite, el vídeo, el reproductor de DVD, el televisor y el amplificador de audio. Se necesita usar varios de estos mandos de manera secuencial, pero, como no existe un diseño común aceptado, el proceso se hace más intrincado. Muchos especialistas, como Jakob Nielsen [2], renombrado especialista en usabilidad, y Robert Adler [3], el inventor del mando actual, señalan lo confuso, difícil de manejar y frustrante que se ha convertido lidiar con múltiples mandos a distancia. En ese sentido, los diseñadores de mando a distancia de TiVo han reemplazado las clásicas columnas de botones en un rectángulo negro por un diseño en forma de cacahuete que ha sido bien recibida por sus usuarios. El diseño, que ha provocado varias imitaciones, probablemente signifique un cambio en la forma en la que los diseñadores de aparatos electrónicos ven un mando.

Tipos de mandos a distancia

Existen mandos o radiocontroles para muchos otros dispositivos: modelos a escala de aviones, helicópteros, y otros modelos por radiocontrol son juguetes bastante populares. Muchos robots se controlan remotamente, especialmente aquellos que han sido diseñados para llevar a cabo tareas peligrosas; así como algunos de los más nuevos cazas de combate se maniobran por control remoto.

Mando a distancia para un temporizador fotográfico.

Además, un mando universal combina diversos controles en uno, normalmente con alguna clase de interruptor o botón para seleccionar el aparato controlado. Los mandos universales varían desde modelos básicos baratos a un mando como el modelo de 700$ con Linux de Sony [4]. El primer modelo de control remoto universal fue desarrollado por William Russell McIntyre a mediados de los 80, mientras trabajaba en Philips. Al diseño del software de McIntyre se le fueron otorgadas patentes, ya que fue el primer control remoto que podía apuntarse a un aparato electrónico y aprender sus controles operativos.

El siguiente paso en los mandos a distancia son los paneles de control doméstico. Estos controles remotos no sólo funcionan en televisores o sistemas de entretenimiento, sino que permiten controlar otros aparatos eléctricos tales como cortinas electrónicas, interruptores de la luz y cámaras de seguridad. Algunos de los últimos paneles de control domésticos permiten la transmisión de audio así como tomar fotografías.

A veces se usan armas de fuego por control remoto para cazar pájaros y otros animales. En 2005, el estado de Virginia, en Estados Unidos, prohibió esta práctica.

Tecnología

La mayoría de mandos a distancia para aparatos domésticos utilizan diodos de emisión cercana a infrarrojo para emitir un rayo de luz que alcance el dispositivo. Esta luz es invisible para el ojo humano, pero transporta señales que pueden ser detectadas por el aparato.

El espectro de emisión de un típico mando es cercano al infrarrojo.

Un mando a distancia de un sólo canal permite enviar una señal portadora, usada para accionar una determinada función. Para controles remoto multicanales, se necesitan procedimientos más sofisticados; uno de ellos consiste en modular la señal portadora con señales de diferente frecuencia. Después de la demodulación de la señal recibida, se aplican los filtros de frecuencia apropiados para separar las señales respectivas. Hoy en día, se suelen usar métodos digitales.

Por lo general un mando a distancia esta compuesto por:

* Una carcasa.
* Una plaqueta donde se encuentran los componentes electrónicos.
* Una fuente de alimentación, generalmente dos baterías de 1,5 voltios.
* Una botonera.

Aplicaciones


Industria

El control remoto es usado para operar subestaciones, centrales hidroeléctricas reversibles y plantas HVDC. Para estos sistemas se suelen usar PLCs de [[baja

Aplicaciones militares


El uso control remoto de vehículos militares data de comienzos del siglo XX. El Ejército rojo usaba teletanques, controlados remotamente, durante los años 1930 y los comienzos de la Segunda Guerra Mundial. También experimentaron con aviones por control remoto.

Astronáutica

La tecnología por control remoto también es usada en los viajes al espacio. Por ejemplo, en el programa Ruso Lunokhod, los vehículos eran accionados por control remoto. El control remoto directo de naves, carros y aparatos espaciales a mayores distancias desde la tierra no era práctico ya que se generaba un gran retardo de señal.

El astronauta Leroy Chiao manipula el Canadarm2 o Sistema de manipulación remota de la Estación Espacial Internacional (SSRMS).

Videojuegos

Los controles para los videojuegos han hecho uso de cables hasta la actualidad debido a que la la tecnología de infrarrojos no era lo suficientemente práctica y cómoda debido a la dificultad de jugar y apuntar el control hacia el sensor al mismo tiempo. Sin embargo, ya existen controles inalámbricos para todo tipo de consolas de videojuegos, facilitando la manipulación del usuario con el control y simplificando el cable incómodo que se tenía que conectar a la consola.

Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
Secc 2

RF Innovater

Tranferencia electrica resistiva (TER) por radiofrecuencia


Descripción

Generador de radiofrecuencia creado con la finalidad de incrementar la temperatura en los tejidos, muscular, adiposo y piel



Es el sistema de hipertermia por radiofrecuencia, apto para tratamientos de rehabilitación y estética, clínicamente probado. El incremento de temperatura logrado permanece en los tejidos tratados por mucho tiempo, lo que desarrolla un efecto terapéutico inmediato y mediato

Ventaja diferencial

Esta nueva alternativa terapéutica se utiliza en el tratamiento de la celulitis y la flaccidez corporal, mediante la aplicación y circulación de una corriente de radiofrecuencia.

El RF Innovater está compuesto por un módulo circuital con tecnología digital de estado sólido que produce radiofrecuencia en 3 escalas de profundidad selectiva a saber: 500 Khz – 800 Khz – 1.050 Khz



La necesidad terapéutica es la que determinará la elección de la frecuencia adecuada.

Cuenta además con cuatro cabezales aplicadores de distintos tamaños para facilitar la aplicación según el área de tratamiento. Además, se diferencian de otros sistemas resistivos por contar con:

* Sistema de sujeción de diseño ergonómico
* Aplicadores bipolares para trabajar sin necesidad de utilizar un segundo electrodo para cerrar el circuito
* Electrodos de oro, lo que les confiere mayor seguridad en el contacto con la piel, pues es biocompatible y altamente conductivo.


Resultados

Los tejidos tratados se comportan como una resistencia (método resistivo) y al ser conductivos de dicha corriente, van incrementando la temperatura en forma paulatina hasta llegar a unos 44º grados o la máxima tolerada por la sensibilidad del paciente. Este calentamiento profundo y controlado desencadena una serie de reacciones a nivel de la piel y del tejido adiposo subcutáneo que a su vez favorece el drenaje de la linfa. Así, se produce una reducción de los líquidos en que se encuentran bañados los adipositos del tejido celulítico, consiguiendo entre otros efectos una reducción volumétrica del área tratada. Paralelamente se producirá un aumento circulatorio "in situ" con el consiguiente mejoramiento metabólico tanto del tejido graso subcutáneo como también del aspecto estético de la piel. Otro de los efectos benéficos importantes es la producción de nuevo tejido colágeno (colagénesis) mejorando su turgencia gracias a la reorganización de los septos fibrosos y al engrosamiento dérmico subyacente. Un campo distinto de aplicación es el de la rehabilitación en las distintas especialidades médicas como traumatología, reumatología, etc. Consiguiendo excelentes resultados en contusiones, epicondilitis, contracturas, esguinces, edemas, etc

Dimensiones y peso del equipo
Equipo: 8 kgAccesorios: 1 kg
Embalaje: 1 kgTotal: 10 kg
Medidas: 40 x 32 x 20 cm (ancho-alto-profundidad)

Carlos A. Chacon A.
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RF Innovater

Tranferencia electrica resistiva (TER) por radiofrecuencia



Descripción

Generador de radiofrecuencia creado con la finalidad de incrementar la temperatura en los tejidos, muscular, adiposo y piel



Es el sistema de hipertermia por radiofrecuencia, apto para tratamientos de rehabilitación y estética, clínicamente probado. El incremento de temperatura logrado permanece en los tejidos tratados por mucho tiempo, lo que desarrolla un efecto terapéutico inmediato y mediato

Ventaja diferencial

Esta nueva alternativa terapéutica se utiliza en el tratamiento de la celulitis y la flaccidez corporal, mediante la aplicación y circulación de una corriente de radiofrecuencia.

El RF Innovater está compuesto por un módulo circuital con tecnología digital de estado sólido que produce radiofrecuencia en 3 escalas de profundidad selectiva a saber: 500 Khz – 800 Khz – 1.050 Khz



La necesidad terapéutica es la que determinará la elección de la frecuencia adecuada.

Cuenta además con cuatro cabezales aplicadores de distintos tamaños para facilitar la aplicación según el área de tratamiento. Además, se diferencian de otros sistemas resistivos por contar con:

* Sistema de sujeción de diseño ergonómico
* Aplicadores bipolares para trabajar sin necesidad de utilizar un segundo electrodo para cerrar el circuito
* Electrodos de oro, lo que les confiere mayor seguridad en el contacto con la piel, pues es biocompatible y altamente conductivo.

Resultados

Los tejidos tratados se comportan como una resistencia (método resistivo) y al ser conductivos de dicha corriente, van incrementando la temperatura en forma paulatina hasta llegar a unos 44º grados o la máxima tolerada por la sensibilidad del paciente. Este calentamiento profundo y controlado desencadena una serie de reacciones a nivel de la piel y del tejido adiposo subcutáneo que a su vez favorece el drenaje de la linfa. Así, se produce una reducción de los líquidos en que se encuentran bañados los adipositos del tejido celulítico, consiguiendo entre otros efectos una reducción volumétrica del área tratada. Paralelamente se producirá un aumento circulatorio "in situ" con el consiguiente mejoramiento metabólico tanto del tejido graso subcutáneo como también del aspecto estético de la piel. Otro de los efectos benéficos importantes es la producción de nuevo tejido colágeno (colagénesis) mejorando su turgencia gracias a la reorganización de los septos fibrosos y al engrosamiento dérmico subyacente. Un campo distinto de aplicación es el de la rehabilitación en las distintas especialidades médicas como traumatología, reumatología, etc. Consiguiendo excelentes resultados en contusiones, epicondilitis, contracturas, esguinces, edemas, etc

Dimensiones y peso del equipo
Equipo: 8 kgAccesorios: 1 kg
Embalaje: 1 kgTotal: 10 kg
Medidas: 40 x 32 x 20 cm (ancho-alto-profundidad)

Antenas planas


Tipos Básicos de Antenas Planas

Antenas de bucle magnético

Las antenas de bucle magnético consisten en un bucle de forma circular, octogonal o rectangular. El perímetro de la antena puede ser del orden de la longitud de onda, o bien bastante menor.

Estas antenas tienen una elevada direccionalidad, con el máximo de recepción en el plano de la antena, y el mínimo en el plano perpendicular al plano de la antena,

Son poco afectadas por la tierra a partir de alturas superiores a un metro y medio.

En contrapartida, estas antenas desarrollan tensiones de varios kilovolts en bornes, lo que significa que los materiales deben ser capaces de desarrollar esas tensiones. Las medidas de seguridad también se ven afectadas.

Finalmente, el ancho de banda es de unos pocos kilohertz, lo que significa que en caso de cambio de frecuencia require un nuevo ajuste de la impedancia.

Antenas Microstrip

Definición: Las antenas Microstrip son un tipo de antenas planas. Son una extensión de la línea de trasmisión Microstrip Las antenas planas son monomodo. Son unas antenas resonantes impresas, para conexiones wireless en microonda de banda estrecha que requiere una cobertura semiesférica. Debido a su configuración planar y fácil integración, este tipo de antenas se suelen usar como elmentos de un array. La forma y dimensiones se calculan para que el parche disipe la potencia en forma de radiación Su estructura se basa en: - Parche metálico de dimensiones comparables a la longitud de onda - Sustrato dieléctrico sin pérdidas - Plano de masa

Inconvenientes: - Baja eficiencia - Baja potencia - Alto Q - Pobre pureza de polarización - Banda estrecha - Radiación espuria de las líneas

Ventajas: - Bajo perfil - Conformable a estructuras - Fabricación sencilla y barata - Robustas - Combinable con circuitos integrados de microondas - Versátiles en la elección de la frecuencia de resonancia o polarización

Existen varios tipos de antenas microstrip, la más común es la antena parche.Esta antena es de banda estrecha y esta fabricada cubriendo los elementos de la antena en un metal con sustrato dieléctrico formando una superficie plana. Las formas más comunes de los parches son cuadrados, rectangulares, circulares y elípticas pero es posible cualquier forma.

Estas antenas suelen estar montadas en aviones ,naves espaciales o incorporadas a radios de comunicaciones móviles. Las antenas microstrip son baratas de construir gracias a su simple estructura .Estas antenas también son utilizadas en UHF ya que el tamaño de la antenas es directamente proporcional al ancho de banda de la frecuencia de resonancia .Una sola antena microstrip puede tener una ganacia de 6-9dBi.Un array de estas antenas consigue mayores ganancias que una sola antena microstrip. La antena microstrip más utilizada es la de parche rectangular .Esta antena es aproximadamente la mitad de la sección de la longitud de onda de la línea de transmisión de una microstrip rectangular. Una ventaja de estas antenas es la diversidad de polarización, pueden ser fácilmente diseñadas para estar polarizadas en vertical, horizontal, circular derecha o circular izquierda.

Este tipo de antenas se diseñan a partir de líneas de transmisión o resonadores sobre sustrato dieléctrico. Su estructura consiste en un parche metálico sobre un sustrato dieléctrico sin pérdidas. El grosor varia entre 0.003\lambda\, y 0.05\lambda\, y su constante dieléctrica puede tomar valores entre 2 y 12. En la parte inferior hay un plano conductor perfecto.
Las antenas parche son un tipo popular de antena cuyo nombre viene del hecho de que consisten básicamente en un parche de metal tapado por un soporte plano que normalmente es de plástico y lo protege de daños.
Configuración
La antena parche más simple usa un parche con una longitud que es las mitad de la longitud de onda y un soporte más largo. El flujo de la corriente va en la dirección del cable de alimentación, así el vector de potencia y el campo magnético siguen la misma dirección que la corriente. Una antena simple de este tipo radia una onda polarizada linealmente.

Antena parche

Ganancia

En una antena microstrip con parche rectangular mientras la longitud del parche sea la misma que la del dipolo resonante podemos tener 2 dB de ganancia de la directividad de la línea vertical del parche. Si el parche es cuadrado pueden ser otros 2 o 3 dB. El soporte plano impide la radiación alrededor de la antena reduciendo la potencia media en todas las direcciones en un factor de 2.lo que hace que la ganancia aumente en 3 dB. Un patrón típico de diagrama de radiación de una antena polarizada linealmente de 900 Mhz es el dibujado en la siguiente gráfica. La gráfica muestra un corte en el plano horizontal, el plano vertical es muy similar.



En esta gráfica podemos ver que en un ángulo de 90º la radiación es máxima, mientras que si nos vamos alejando la radiación es menor y acaba cayendo 3 dB. También se puede ver que por detrás del parche hay una pequeña radiación.

Impedancia del ancho de banda

La impedancia del ancho de banda de una antena está influenciado por el espacio que hay entre el parche y el soporte plano, cuanta menos distancia haya se radiara menos energía y más energía se quedara en la inductancia y capacitancia de la antena con lo que el factor Q aumenta.

Comparación entre dos antenas: la antena "A" con un parche de 2×2 dm y la antena "B" con 3×3 dm. Puede observarse cómo varía el ancho de banda y la pérdida de retorno según va aumentando la frecuencia.

Polarización circular


También es posible fabricar antenas con ondas polarizadas circularmente. Mirando el dibujo se puede ver como se introduce un retardador de frecuencia que lo que hace es desfasar el vector en 90º y así se consigue que sea una radiación circular.

Polarización circular

Algunas de las aplicaciones de estas antenas son para antenas de los sistemas de teledetección, sistemas de posicionamiento global, antenas de móviles, aplicadores de calor de tratamientos de hipertermia, altímetros de aviones, aplicaciones militares y todos los sistemas a frecuencias de microondas.

Estas antenas se pueden alimentar de varias formas:

* A través de líneas impresas
* A través de ranuras
* Sondas coaxiales
* Acoplamiento de las cavidades

Antenas de apertura sintética (SAR)

Este tipo de antenas o radares ilumina una escena a través de una sucesión de pulsos en una frecuencia determinada. Una parte de la energía que se propaga (en todas direcciones) vuelve a la antena (eco).Un sensor mide la intensidad y el retardo de las señales emitidas y las que vuelven y con la interpretación de estos últimos se forman imágenes en función de la distancia al radar. Este radar es un sensor activo, ya que lleva su propia fuente de alimentación. Opera principalmente en la radiación microondas, lo que hace que sea más independiente de factores externos como lluvia, nubosidad o niebla. Esto permite la observación continua, incluso en horario nocturno.

Se trabaja en dominio discreto al hacer muestreo de las señales. Las imágenes radar están compuestas por muchos puntos o elementos, denominados píxeles. Cada píxel representa un eco de vuelta detectado.

Un satélite que utiliza este tipo de antena o radar es el European Remote Sensing Satellite (ERS).

Aplicaciones de las antenas planas

Radio digital por satélite

Se trata de un servicio de radio con procesamiento digital de sonido que puede ser utilizado tanto en edificios como en un vehículo. Los abonados a este servicio podrán disponer de más de 100 canales con la posibilidad de escuchar la misma emisora de radio sin tener que mover el dial del receptor de la radio.

Este sistema sólo existe en Estados Unidos y hay 2 equipos disponibles: Sony XM -Plug and Play- Radio y Pioneer XM Universal Receiver.

Las empresas que han lanzado este sistema son XM y Worldspace.

SAR

En cuanto a los SAR algunas de sus aplicaciones son:

* Generación de modelos digitales de terreno. Se reconstruyen las altitudes de terreno a partir del desenrollado de fase de un interferograma. Esto tiene importantes aplicaciones que incluyen la planificación de redes de telecomunicación móvil, explotación geológica y planificación urbana. También es útil para la construcción de modelos topográficos en áreas remotas donde no se dispone de datos.

* Control del hielo en el mar. La observación casi continua sin la influencia de las condiciones meteorológicas y la larga noche invernal proporciona datos para servicios de navegación en invierno. Con un estudio de este tipo se obtienen datos como localizaciones de masas de hielo, estimaciones del tipo de hielo y su concentración.

* Clasificación de uso de tierra y monitorización de bosques. Se puede estudiar la respuesta en amplitud o intensidad de la señal o eco de retorno para controlar distintos tipos de cultivos, talas incontroladas, es decir, los diferentes cultivos se pueden identificar según sus efectos sobre la variación de la coherencia o sobre la respuesta espectral.

* Identificación de depósitos materiales. Se pueden detectar los accidentes y estructuras que indican la presencia de depósitos minerales, bien sea para prospección con fines de explotación como de estudio.

* Vigilancia de zonas costeras. Se utilizan este tipo de radares para controlar los efectos del crecimiento incontrolado en las zonas costeras. Algunos de estos efectos pueden ser acumulación de contaminantes, erosión, agotamiento rápido de recursos...

* Inundaciones. Se pueden emplear estas técnicas para tener modelos hidrológicos y de cauces que sirvan como previsión.

* Control de glaciares. Es posible medir con estos radares sus dimensiones así como controlar sus variaciones a lo largo del tiempo

Antenas sectoriales

Son la mezcla de las antenas direccionales y las omnidireccionales. Es una solución tecnológica ideal para la planificación de redes móviles celulares.

Las antenas sectoriales emiten un haz más amplio que una direccional pero no tan amplio como una omnidireccional. La intensidad (alcance) de la antena sectorial es mayor que la omnidireccional pero algo menor que la direccional.

Para tener una cobertura de 360º (como una antena omnidireccional) y un largo alcance (como una antena direccional) deberemos instalar o tres antenas sectoriales de 120º ó 4 antenas sectoriales de 80º. Las antenas sectoriales suelen ser más costosas que las antenas direccionales u omnidireccionales.

A continuación podemos ver el diagrama patrón de una antena sectorial:

Combinando varias antenas en un mismo mástil, podemos lograr cubrir un territorio amplio, mitigando el efecto del ruido y ampliando el ancho de banda:

Ejemplo cálculo antenas sectoriales

Para simular un simple ejemplo de cálculo de antenas sectoriales utilizamos el siguiente applet: Applet cálculo antenas sectoriales

Calcularemos los diagramas para la siguiente antena real:

Estudiando la fotografía vemos que el número de elementos es 3, por lo que N=3

Estudiando la fotografía vemos que el número de elementos es 3, por lo que N=3

Por otro lado, para el funcionamiento del Applet necesitamos conocer la distancia d. Esta distancia, es la distancia en mm entre los dos centros de dos antenas contiguas. Esta distancia es por lo tanto una lambda (longitud de onda). Si nos fijamos en nuestro caso d = 0,92*lambda.

Para conocer su fase Beta = K * d , siendo d conocida y K=2*Pi / lambda.

De esta maner vemos que Beta es igual a Beta = 2*Pi*distancia, siendo en nuestro caso Beta=2*Pi*0,92 radianes. En grados Beta= 2*Pi*0,92*Pi / 180 = 0,1º, es decir prácticamente cero.

Para estos parámetros obtenemos el siguiente patrón:


Ingeniería con antenas planas

Efecto del Dieléctrico

La carga dieléctrica de una antena microstrip afecta tanto a la radiación como a su impedancia de ancho de banda.A medida que incrementa la constante dieléctrica del sustrato, el ancho de banda disminuye lo que hace que disminuya también el factor Q y por lo tanto también disminuye la impedancia de ancho de banda.Esto no aparece inmediatamente cuando se utiliza el modelo lineal de transmisión pero si cuando utilizamos el modelo de cavidad.La radiación de una antena microstrip rectangular se puede entender como un par de ranuras equivalentes.Estas ranuras pueden actuar como un array y tener su directividad más alta cuando la antena tiene como dielectrico el aire y disminuye cuando la antena es cargada con material con incremento relativo de la constante dieléctrica del conductor.
Antenas de dipolos

Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. Estas antenas son las más simples desde el punto de vista teórico.

Tipos básicos de antenas de dipolo

Dipolo corto

Un dipolo corto (o también llamado dipolo elemental) es un dipolo con una longitud mucho menor que la longitud de onda con polarización lineal (horizontal o vertical

A 1 MHz de frecuencia la longitud de onda es de 300 m. Por tanto, la mayoría de las antenas se comportan como dipolo corto a frecuencias menores de 1 Mhz.

Dipolo de media onda

Es un dipolo muy similar al dipolo corto pero en este caso la longitud es igual a la mitad de la longitud de onda.
Dipolo doblado

Un dipolo doblado consiste en dos dipolos paralelos cortocircuitados en su extremo. Uno de los dipolos es alimentado en el centro por un generador.

El ancho de banda del dipolo doblado es superior a la del dipolo simple, debido a que las reactancias se compensan y también tiene una mayor impedancia.

Antena Yagi

Una antena Yagi consiste en una antena de dipolo a la cual se le añaden unos elementos llamados "parásitos" para hacerlo direccional. Estos elementos pueden ser directores o reflectores.

Los elementos directores se colocan delante de la antena y refuerzan la señal en el sentido de emisión.

Los elementos reflectores se colocan detrás y bloquean la captación de señales en la dirección opuesta al emisor.

Log periódica

Una antena de tipo log periódica es una antena cuyos parámetros de impedancia o de radiación son una función periódica del logaritmo de la frecuencia de operación. El diseño de estas antenas se realiza a partir de unas ciertas dimensiones como las dimensiones de un dipolo o la separación que se van multiplicando por una constante. Una de los diseños más conocidos es la agrupación logoperiódica de dipolos.

La ventaja de la antena logarítmica sobre la Yagui es que ésta no tiene un elemento excitado, sino que recibe alimentación en todos sus elementos. Con esto se consigue un ancho de banda mayor y una impedancia pareja dentro de todas las frecuencias de trabajo de esta antena.

Funcionamiento: La receptora de la señal o su región activa cambia continuamente dependiendo de la frecuencia, donde en la frecuencia más baja de operación, el elemento largo es el resonante y el resto de elementos actúan como directores. En la frecuencia más alta, el elemento más corto resuena y los otros elementos (más largos) actúan como reflectores en el centro de la banda de frecuencia.

Antena banda ancha: con dipolos resonando en diferentes frecuencias estrechas, en una misma antena, conseguimos abrir el ancho de banda de la antena. Antena multibanda: con dipolos resonando en diferentes bandas, podemos obetener una antena capaz de ser multibanda.

Estas antenas pueden proveer hasta 10 dB más de ganancia que una antena de 1/4 de onda, a la vez que pueden atenuar hasta 30 dB fuentes de interferencia provenientes de otras direcciones. La longitud del elemento horizontal y el número de elementos transversales determinan el ancho de banda y la direccionalidad de la antena.

Se utilizan principalmente para transmitir señales de TV, FM y para comunicaciones militares.


Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
Secc 2

ANTENA

Una antena es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.


Existe una gran diversidad de tipos de antenas, dependiendo del uso a que van a ser destinadas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio comercial o una estación base de teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia en una dirección y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces). También es una antena la que está integrada en la computadora portátil para conectarse a las redes Wi-Fi.
Antena para Comunicaciones por satélite en banda-C de 15 m de diámetro.

Parámetros de una antena

Diagrama de radiación (Patrón de radiación)

Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena, en función de la dirección (coordenadas en azimut y elevación). Lo más habitual es representar la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase. Atendiendo al diagrama de radiación, podemos hacer una clasificación general de los tipos de antena y podemos definir la directividad de la antena (antena isotrópica, antena directiva, antena bidireccional, antena omnidireccional,…) Dentro de los diagramas de radiación podemos definir diagrama copolar aquel que representa la radiación de la antena con la polaridad deseada y contrapolar al diagrama de radiación con polaridad contraria.

Diagrama de radiación

Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son:

* Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. Directividad y Ganancia.
* Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación.
* Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor inferior al principal.
* Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma un valor de 3dB por debajo del máximo. Es decir, la dirección en la que la potencia radiada se reduce a la mitad.
* Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.
* Relación delante-atrás (FBR): Es el cociente en dB entre el valor de máxima radiación y el de la misma dirección y sentido opuesto.
Ancho de banda

Es el margen de frecuencias en el cual los parámetros de la antena cumplen unas determinadas características. Se puede definir un ancho de banda de impedancia, de polarización, de ganancia o de otros parámetros.

Ganancia

Se define como la ganancia de potencia en la dirección de máxima radiación. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación.

G = 10log[4pi * U(max) / P(in)]


La unidad de Ganancia (G) de una antena es el dB al ser una unidad de potencia.

Anchura de haz

Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. Se puede definir el ancho de haz a -3dB, que es el intervalo angular en el que la densidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima (en la dirección principal de radiación). También se puede definir el ancho de haz entre ceros, que es el intervalo angular del haz principal del diagrama de radiación, entre los dos ceros adyacentes al máximo.

Clasificación clásica de las antenas

Antenas de Hilo

Las antenas de hilo son antenas cuyos elementos radiantes son conductores de hilo que tienen una sección despreciable respecto a la longitud de onda de trabajo.[1] . Las dimensiones suelen ser como máximo de una longitud de onda. Se utilizan extensamente en las bandas de MF, HF, VHF y UHF. Se pueden encontrar agrupaciones de antenas de hilo. Ejemplos de antenas de hilo son:

* El monopolo vertical
* El dipolo y su evolución, la antena Yagi
* La antena espira
* La antena helicoidal es un tipo especial de antena que se usa principalmente en VHF y UHF. Un conductor describe una hélice, consiguiendo así una polarización circular.

Las antenas de hilo se analizan a partir de las corrientes eléctricas de los conductores.

Antenas de apertura

La antenas de apertura son aquellas que utilizan superficies o aperturas para direccionar el haz electromagnético de forma que concentran la emisión y recepción de su sistema radiante en una dirección. La más conocida y utilizada es la antena parabólica, tanto en enlaces de radio terrestres como de satélite. La ganancia de dichas antenas está relacionada con la superficie de la parábola, a mayor tamaño mayor colimación del haz tendremos y por lo tanto mayor directividad.

El elemento radiante es el alimentador, el cual puede iluminar de forma directa a la parábola o en forma indirecta mediante un subreflector. El alimentador está generalmente ubicado en el foco de la parábola. El alimentador, en sí mismo, también es una antena de apertura (se denominan antenas de bocina) que puede utilizarse sin reflector, cuando el objetivo es una cobertura más amplia (e.g. cuando se pretende cubrir la totalidad de la superficie de la tierra desde un satélite en órbita geoestacionaria).

Se puede calcular la directividad de este cierto tipo de antenas, D_0\,, con la siguiente expresión, donde S, es el área y L, es la longitud de onda:

Do= 4Pi*S/L^2

Hay varios tipos de antenas de apertura, como la antena de bocina, la antena parabólica, la antena parabólica del Radar Doppler y superficies reflectoras en general.

Reflectores parabólicos

Antenas de Array

Las antenas de array están formadas por un conjunto de dos o más antenas idénticas distribuidas y ordenadas de tal forma que en su conjunto se comportan como una única antena con un diagrama de radiación propio.

La característica principal de los arrays de antenas es que su diagrama de radiación es modificable, pudiendo adaptarlo a diferentes aplicaciones/necesidades. Esto se consigue controlando de manera individual la amplitud y fase de la señal que alimenta a cada uno de los elementos del array.


Antena de Array

Atendiendo a la distribución de las antenas que componen un array podemos hacer la siguiente clasificación:

* Arrays lineales: Los elementos están dispuestos sobre una línea.

* Arrays Planos: Los elementos están dispuestos bidimensionalmente sobre un plano.

* Arrays conformados: Los elementos están dispuestos sobre una superficie curva.


A nivel de aplicación los arrays de antenas se utilizan para la construcción de antenas inteligentes.

Una definición básica de un sistema de antenas inteligentes es cualquier configuración adaptativa de múltiples antenas que mejoran el rendimiento de un sistema de comunicaciones inalámbricas.


Las características de las antenas inteligentes con unos haces de radiación con una mayor directividad (es decir, mayor ganancia y mayor selectividad angular), proporcionan múltiples ventajas:

* Incremento de la zona de cobertura: Dado que la ganancia es mayor que en el caso de antenas omnidireccionales o sectorizadas.

* Reducción de la potencia de transmisión: La mayor ganancia de la antena permite incrementar la sensibilidad.

* Reducción del nivel de interferencia: La mejor selectividad espacial de la antena permitirá al receptor discriminar las señales de usuarios interferentes a favor de la señal del usuario deseado. Incluso se pueden utilizar antenas inteligentes con configuración antena principal y secundarias donde las secundarias anulan las interferencias.

* Reducción de la propagación multitrayecto:Debido a la menor dispersión angular de la potencia radiada, se reduce el número de trayectorias que debe seguir la señal antes de llegar al receptor.

* Mejora de la seguridad: Gracias a que la transmisión es direccional, hay una probabilidad muy baja de que un equipo ajeno intercepte la comunicación.

* Introducción de nuevos servicios: Al poder identificar la posición de usuarios se puede aplicar a radiolocalización, tarificación geográfica, publicidad en servicios cercanos.


Carlos A. Chacon A.
CI 18762874
EES
Secc 2

El Laboratorio de RF de Alta Potencia estrena su nueva sede en Valencia

El laboratorio especializado de la Agencia Espacial Europea (ESA) para el estudio de los efectos asociados a la operación de sistemas de radiofrecuencia de alta potencia en el espacio ha reabierto sus puertas en su nueva sede en Valencia, España. Este laboratorio, previamente basado en ESTEC (el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la ESA en los Países Bajos), es un centro de excelencia para el estudio de los efectos asociados a la operación de sistemas RF de alta potencia en el espacio. 

La alcaldesa de Valencia, Rita Barberá Nolla, el presidente de la Generalitat Valenciana, Francisco Camps, y el consejero regional de Educación, Alejandro Font de Mora, recibieron al Director de Gestión Técnica y de Calidad de la ESA, Michel Courtois, junto a otros representantes de la Agencia Espacial Europea.

El Consorcio Espacial de Valencia (VSC), una organización sin ánimo de lucro constituida por la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad de Valencia, el gobierno regional y el ayuntamiento de la ciudad, acogerá este centro en sus instalaciones en la capital de la comunidad valenciana.

"Las operaciones del Laboratorio de RF de Alta Potencia se realizarán en colaboración entre la ESA y el VSC", explicó esta mañana Michel Courtois. "El interés suscitado por la instalación de este laboratorio en Valencia es una muestra de la importancia de la tecnología espacial para el progreso y la innovación. (VSC) Valencia Space Consortium reune hoy los requisitos de competencia, dedicación y entusiasmo para hacer de este laboratorio una referencia para el futuro".

El laboratorio principal está ubicado en la Universidad Politécnica de Valencia, complementándose con una instalación para el análisis de materiales en la Facultad de Física de la Universidad de Valencia. Está previsto que estos dos laboratorios se fusionen en un futuro edificio plenamente dedicado a la investigación espacial.
     
Las actividades del Laboratorio continuarán desarrollándose como hasta la fecha, dando prioridad al apoyo a las misiones de la Agencia. El equipo de técnicos que trabaja en el centro valenciano está supervisado por el mismo director que cuando el centro se encontraba ubicado en ESTEC. El uso del Laboratorio para atender a las necesidades de la industria espacial europea continuará sujeto a las mismas reglas que cualquier otro laboratorio técnico de la ESA.

Al mismo tiempo, la nueva ubicación del centro abrirá las puertas a nuevas oportunidades de investigación: las instalaciones valencianas cuentan con varias cámaras de vacío térmico, con una cámara anecoica y con múltiples equipos de RF de alta potencia que podrán ser utilizados por becarios de investigación y por doctorandos de toda Europa.

"Ningún otro laboratorio está estudiando en detalle estos fenómenos de RF, que suponen un riesgo potencial para las misiones espaciales. Simplemente se trata de un problema que no afectaba a los primeros satélites, cuyos sistemas de RF operaban a tan sólo unos pocos vatios; que se vuelve crítico en los actuales satélites de telecomunicaciones, navegación o radar, que incorporan sistemas de RF miles de veces más potentes", explicó David RAboso, Director del centro.

"Por este motivo, cada vez recibimos más solicitudes de apoyo a distintos proyectos de la ESA para buscar formas de mitigar estos efectos antes de que pongan en riesgo la misión – no se trata ya sólo de interferencias electromagnéticas, sino de que a estas potencias pueden aparecer fenómenos como calentamientos puntuales, daños superficiales, erosión estructural o incluso descargas eléctricas".

El Laboratorio estudia tres fenómenos de especial interés: El efecto 'multipactor', que se produce cuando los potentes campos eléctricos que actúan en los sistemas RF aceleran a los electrones que se encuentran libres en el espacio, forzando a la estructura del sistema RF a liberar más electrones, iniciando una peligrosa reacción en cadena.
El efecto 'corona' está causado por la ionización de los vestigios de gas que se puedan encontrar en el entorno del sistema RF, muchas veces procedentes de la degasificación de los materiales del satélite o del aire que ha quedado atrapado en el interior de su estructura. Este gas ionizado provoca una degradación de la señal RF.

Finalmente, la 'intermodulación pasiva' se produce cuando la potente emisión de una antena produce interferencias sobre otros receptores instalados en el satélite. 

Morales R. Karelis
Ci 18089995
CAF

El GPS ya es una realidad en Colombia pero pocos saben bien como funciona.

El GPS, o sistema de posicionamiento global, está alcanzando tal importancia en el mundo que se está convirtiendo en un accesorio básico para los automóviles. Ya no se compran mapas en los aeropuertos, ya no ofrecen guías o acompañantes turísticos en los puntos de información, ya no vale la pena parar en las esquinas y preguntar por la ubicación exacta de un lugar. Ahora es con el GPS es que "se llega a Roma".

Estos sistemas cuentan con toda la información necesaria para sobrevivir en una ciudad desconocida, donde no se hable el mismo idioma. Incluso, están conectados a los sensores y la tecnología del carro y le sirven de ayuda a los conductores hasta para detectar el hambre o el sueño y ayudarlo a evitar un accidente. 

El GPS se ha convertido en el mejor copiloto de los conductores. Este es un elemento que además de ayudarlo a ubicarse, también mejora el tránsito pues pueden brindar información sobre el tráfico, trancones, obras en la vía, calles cerradas,  parqueaderos, entre otras muchas cosas. Incluso en países desarrollados los mismos policías de tránsito cuentan con un GPS como parte de su equipo personal.

Cuentan con la información almacenada que le permitirá avisar hasta cuando se aproxima un detector de velocidad, ayudan a ubicar dónde fue que dejó el carro parqueado, pues el GPS funciona dentro y fuera del carro, y hasta en moto o bicicleta, pues existen equipos que resisten a la intemperie.

"Modernamente los hay capaces de recibir instrucciones por voz, identificar puntos críticos en la ruta (accidentes geográficos, radares, retenes, etc.) y enlazados con un sistema de telefonía móvil celular, realizan contacto con restaurantes, hoteles, etcétera, al tiempo que calculan la ruta a ellos. - Explican los especialistas del Centro de  Experimentación y Seguridad Vial de Colombia, Cesvi -. Algunos cuentan con programas de asistencia en conducción ecológica y dan pautas para ahorrar combustible".

Y ¿en Colombia si sirven?

Aunque, por el estado de las vías y carreteras de Colombia, por el atraso en tecnología que sufre el país y por las complicaciones del tránsito en Colombia, parecía imposible que los navegadores con sistemas de posicionamiento global comenzaran a funcionar en forma y sirvieran como herramienta para los conductores, es otra la realidad. 
Además, los colombianos todavía le tienen desconfianza a esta tecnología, pues no s conocen sus beneficios y no saben que su funcionamiento es muchísimo más fácil que interpretar un mapa de navegación y una brújula.

"En Colombia la tecnología funciona, tanto así que ya las marcas de autos y motos presentes en el país ofrecen estos dispositivos como gancho de venta - especifica Cesvi -. Esto es posible porque hay acceso libre global a la radiofrecuencia GPS, cualquier dispositivo con recepción funciona en cualquier parte del mundo, hay enorme disponibilidad de equipos y mapas de las principales regiones del país."

Solo falta, y esta tarea puede demorarse mucho tiempo, que las entidades del estado y la policía también cuenten con tecnología para brindar información de estado de las vías y el tránsito y esta se convertirá en una de las herramientas más eficientes para mejorar el tráfico de las ciudades.

¿QUÉ ES UN SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL?

El GPS o sistema de posicionamiento global, por sus siglas en ingles, es como su nombre lo indica un sistema el cual mediante al trabajo de una red de 32 satélites  (28 operativos y 4 de refuerzo) permite la ubicación de un objeto, lugar o persona en el mundo. Y gracias a la tecnología incorporada, a aplicaciones y un software, traza automática e inteligentemente una o más trayectorias desde el punto de ubicación hasta la meta.

¿Cómo funciona? Los 32 satélites ubicados en la orbita de la tierra, están sincronizados para cubrir toda la superficie. Al activar un GPS, se conecta a por lo menos tres de los satélites, de los cuales recibe una señal de su identificación y de la hora en la que local de cada uno de ellos.

Al recibir esta información, el navegador automáticamente se sincroniza con su hora local y con esta información mide la distancia a la que están de los satélites, mediante triangulación. Con esta distancia traza las coordenadas desde su punto y se ubica en un lugar casi exacto. Se dice que el margen de error de un GPS es de 6 metros.

Dependiendo de varios factores, después de sincronizarse y de recibir la solicitud de su portador, el GPS ubica de la misma manera el lugar de destino y la ruta para llegar. Estas rutas pueden variar dependiendo de la actualización del sistema y de los mapas, de los cambios en las vías y del gusto del consumidor.

Un GPS puede trazar un trayecto largo, por entre pueblos o corto, por autopistas, para llegar a un mismo destino. Incluso, puede dar información sobre lugares turísticos, hoteles, restaurantes, entre otras cosas. Esta información depende de los proveedores de los mapas, que en su mayoría se descargan por Internet conectando el navegador al computador.

Por esto, si entre sus planes está viajar lleve su GPS entre el equipaje, pues este le puede servir en el lugar a donde vaya, solo descargando los mapas  de la ciudad o país que piensa visitar.´

Morales R. Karelis
CI 18089995
CAF