Modo Transversal Electromagnetico

Transversal Electromagnetico 

El modo transversal de un frente de onda electromagnética es el perfil del campo electromagnético en un plano perpendicular (transversal) a la dirección de propagación del rayo. Modos transversales ocurren en las ondas de radio y microondas confinadas en una guía de ondas, como también la luz confinada en una fibra óptica y en el resonador óptico de un láser.
Los modos transversales son debidos a las condiciones de frontera impuestas por la guía de ondas.

Tipos de modos
Los modos transversales son clasificados de la siguiente manera:

• modos TE (Transversal Eléctrico) no existe ninguna componente del campo eléctrico en la dirección de propagación.
• modos TM (Transversal Magnético) no existe ninguna componente del campo magnético en la dirección de propagación.
• modos TEM (Transversal Electromagnético) no existe ninguna componente del campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.
• modos Híbridos son aquellos donde hay componentes del campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.

Debido a las condiciones de frontera incluidas por el material, dentro de una guía de paredes conductoras, rellena de un material homogéneo e isótropo, no se puede propagar ningún modo híbrido. Exceptuando casos como este o de cierta simetría especial, los modos que se propagan en las guías comunes son principalmente del tipo híbrido. Por ejemplo, la luz que viaja en una fibra óptica u otra guía dieléctrica normalmente se compone de modos híbridos. Los modos de una fibra son usualmente referidos como modos LP (polarización lineal, de sus siglas en inglés), que se refiere a una aproximación escalar para el campo, suponiendo que el campo solo tiene una componente transversal (esto es bastante acertado para la fibras comunes donde es muy poca la diferencia entre los índices de refracción).
Tanto una onda plana propagándose por el espacio libre, como los modos generados en un resonador óptico láser, son del tipo Transversal Electromagnético (TEM).

Tipos de Modulacion; Analogica y Digital

Tipos de Modulación

                                      Modulación Analógica: AM, FM, PM

Existen básicamente dos tipos de modulación: la modulación ANALÓGICA, que se realiza a partir de señales analógicas de información, por ejemplo la voz humana, audio y vídeo en su forma eléctrica y la modulación DIGITAL, que se lleva a cabo a partir de señales generadas por fuentes digitales, por ejemplo una computadora.

MODULACIÓN POR AMPLITUD (AM).

Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas. Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud. En otras palabras, la modulación de amplitud (AM) es un tipo de modulación lineal que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir.

MODULACIÓN POR FRECUENCIA (FM).

Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas y es un tipo de modulación exponencial. En este caso 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. En otras palabras, la modulación por frecuencia (FM) es el proceso de codificar información, la cual puede estar tanto en forma digital como analógica, en una onda portadora mediante la variación de su frecuencia instantánea de acuerdo con la señal de entrada.

Como consecuencia de estas características de modulación podemos observar cómo la calidad de sonido o imagen es mayor cuando modulamos en frecuencia que cuando lo hacemos en amplitud. Además al no alterar la frecuencia de la portadora en la medida que aplicamos la información, podemos transmitir señales sonoras o información de otro tipo (datos o imágenes), que comprenden mayor abanico de frecuencias moduladoras, sin por ello abarcar mayor ancho de banda. Éste es el motivo por el que las llamadas “radiofórmulas” utilizan la frecuencia modulada, o dicho de otro modo, el nacimiento de las estaciones que a mediados de los sesenta eligieron este sistema para emitir sus programas con mayor calidad de sonido lo cual dio origen a la radiodifusión musical.

MODULACIÓN POR FASE (PM).

Este también es un caso de modulación donde las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas y es un tipo de modulación exponencial al igual que la modulación de frecuencia. En este caso el parámetro de la señal portadora que variará de acuerdo a señal moduladora es la fase. La modulación de fase (PM) no es muy utilizada principalmente por que se requiere de equipos de recepción más complejos que en FM y puede presentar problemas de ambigüedad para determinar por ejemplo si una señal tiene una fase de 0º o 180º.

La forma de las señales de modulación de frecuencia y modulación de fase son muy parecidas. De hecho, es imposible diferenciarlas sin tener un conocimiento previo de la función de modulación. Por lo tanto los espectros de frecuencias de la modulación de fase tienen las mismas características generales que los espectros de modulación de frecuencia.                                                             Modulación Digital Ventajas de la modulación digital. - Inmunidad frente al ruido. - Fácil de multiplicar. - Codificado, encriptación. - Modulación-Demodulación con DSPs. CARACTERÍSTICAS DE LA MODULACIÓN DIGITAL    Filtrado del canal: Una particularidad del espectro en la transmisión digital es que en un instante de tiempo todo el espectro transmitido le corresponde al mismo bit (canal de información). El espectro de la señal digital antes del modulador es recortado mediante un filtro pasabajos; luego del modulador se filtra mediante un filtro pasabanda. Modulación Coherente: Donde no ocurre variación de fase de la portadora para dígitos del mismo valor. Si la fase de la señal permanece, es decir no se experimenta un cambio brusco de ésta, el método se denomina Modulación de Frecuencia Coherente. Modulación No Coherente: Donde puede ocurrir variación de fase de la portadora para dígitos del mismo valor. TIPOS DE MODULACIONES DIGITAL Modulación PSK: Consiste en un procedimiento de la onda portadora en función de un bit de dato (0 , 1). Un bit 0 corresponde a la fase 0; en cuanto al bit 1, corresponde a la fase g.  Por tanto, este ángulo está asociado con un dato al ser transmitido y con una técnica de codificación usada para representar un bit. Se caracteriza porque la fase de la señal portadora representa cada símbolo de información de la señal moduladora, con un valor angular que el modulador elige entre un conjunto discreto de "n" valores posibles. Esta modulación también se denomina “por desplazamiento” debido a los saltos bruscos que la moduladora digital provoca en los correspondientes parámetros de la portadora. Un modulador PSK representa directamente la información mediante el valor absoluto de la fase de la señal modulada, valor que el demodulador obtiene al comparar la fase de esta con la fase de la portadora sin modular. Modulación DPSK: La modulación por desplazamiento diferencial de fase (DPSK, que viene de differential phase shift keying), es una alternativa para la modulación digital, donde la información binaria de la entrada está compuesta en la diferencia entre las fases de dos elementos sucesivos de señalización, y no en la fase absoluta. Modulación BPSK: Es lo más sencilla de todas, puesto que solo emplea 2 símbolos, con 1 bit de información cada uno. Es también la que presenta mayor inmunidad al ruido, puesto que la diferencia entre símbolos es máxima (180º). Dichos símbolos suelen tener un valor de salto de fase de 0º para el 1 y 180º para el 0. En cambio, su velocidad de transmisión es la más baja de las modulaciones de fase. La descripción matemática de una señal modulada BPSK es la siguiente: s(t) = Am(t)cos(2πfct) ,donde m(t) = 1 para el bit 1 y m(t) = − 1 para el bit 0, A es la amplitud de la portadora y fc su frecuencia. Modulación MPSK (Multi-PSK): En este sistema la fase de la señal portadora puede tomar secuencialmente N valores posibles separados entre sí por un ángulo definido por Este es un caso de transmisión multinivel, donde la portadora tomará los N valores posibles de acuerdo a los niveles de amplitud de la señal moduladora.

Señales Analógicas y Ddigitales

Señales Analógicas y Digitales

Las señales periódicas se repiten con un  periodo, mientras las señales aperiódicas o no periódicas no se repiten .Podemos definir una función periódica mediante la siguiente expresión matemática, donde t puede ser cualquier número y   es una constante positiva:  

 f(t) = f(T+t)

Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continúa en la que es variable su amplitud y periodo en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura y mecánicas.

 

La señal digital es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés).

Referido a un aparato o instrumento de medida, se dice que el aparato es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala.

Señales electromagnéticas

 Señales Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. 

• Los campos producidos por las cargas en movimiento puden abandonar las fuentes y viajar a través del espacio ( en el vacio) creándose y recreándose mutuamente.

• Las radiaciones electromagnéticas se propagan en el vacio a la velocidad de la luz "c". 

• Los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre si ( y perpendiculares a la dirección de propagación) y están en fase: alcanzan sus valores máximos y mínimos al mismo tiempo y su relación en todo momento está dada por E=c· B

• El campo eléctrico procedente de un dipolo está contenido en el plano formado por el eje del dipolo y la dirección de propagación. El enunciado anterior también se cumple si sustituimos el eje del dipolo por la dirección de movimiento de una carga acelerada

• Las ondas electromagnéticas son todas semejantes ( independientemente de como se formen) y sólo se diferencian e n su longitud de onda y frecuencia. La luz es una onda electromagnética

• Las ondas electromagnéticas transmiten energía incluso en el vacio. Lo que vibra a su paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibración puede ser captada y esa energía absorberse.

• Las intensidad instantánea que posee una onda electromagnética, es decir, la energía que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie, colocada perpendicularmente a la direción de propagación es: I=c· e_oE². 

• La intensidad de la onda electromagnética al expandirse en el espacio disminuye con el cuadrado de la distancia y como "I "es proporcional a E² y por tanto a sen²Q . Por lo tanto existen direcciones preferenciales de propagación