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Ingeniería de radiofrecuencia

La ingeniería de radiofrecuencia (RF) es un subconjunto de la ingeniería eléctrica que implica la aplicación de principios de líneas de transmisión , guías de ondas , antenas , radares y campos electromagnéticos al diseño y aplicación de dispositivos que producen o utilizan señales dentro de la banda de radio , el rango de frecuencia de aproximadamente 20  kHz hasta 300  GHz . [1] [2] [3]

Se incorpora a casi todo lo que transmite o recibe ondas de radio , lo que incluye, entre otros, teléfonos móviles, radios, Wi-Fi y radios bidireccionales. La ingeniería de RF es un campo altamente especializado que generalmente incluye las siguientes áreas de especialización:

  1. Diseño de sistemas de antena para proporcionar cobertura radiativa de un área geográfica específica mediante un campo electromagnético o para proporcionar una sensibilidad específica a un campo electromagnético que incide en la antena.
  2. Diseño de estructuras de acoplamiento y líneas de transmisión para transportar energía de RF sin radiación.
  3. Aplicación de elementos de circuitos y estructuras de líneas de transmisión en el diseño de osciladores, amplificadores, mezcladores, detectores, combinadores, filtros, redes de transformación de impedancia y otros dispositivos.
  4. Verificación y medición del rendimiento de dispositivos y sistemas de radiofrecuencia. [4]

Para producir resultados de calidad, el ingeniero de RF debe tener un conocimiento profundo de las matemáticas , la física y la teoría electrónica general , así como una formación especializada en áreas como la propagación de ondas, las transformaciones de impedancia, los filtros y el diseño de placas de circuito impreso de microbanda. [ cita requerida ]

Electrónica de radio

La radioelectrónica se ocupa de los circuitos electrónicos que reciben o transmiten señales de radio .

Por lo general, estos circuitos deben funcionar a niveles de potencia y frecuencia de radio , lo que impone restricciones especiales a su diseño. Estas restricciones aumentan en importancia a frecuencias más altas. En frecuencias de microondas , la reactancia de las trazas de señal se convierte en una parte crucial de la disposición física del circuito.

Lista de temas de radioelectrónica:

Deberes

Diagrama de los campos eléctricos (azul) y magnéticos (rojo) radiados por una antena dipolo (barras negras) durante la transmisión.

Los ingenieros de radiofrecuencia son especialistas en su campo respectivo y pueden asumir muchas funciones diferentes, como diseño, instalación y mantenimiento. Los ingenieros de radiofrecuencia requieren muchos años de amplia experiencia en el área de estudio. Este tipo de ingeniero tiene experiencia con sistemas de transmisión, diseño de dispositivos y colocación de antenas para un rendimiento óptimo. La descripción del trabajo del ingeniero de RF en una instalación de transmisión puede incluir el mantenimiento de los transmisores de transmisión de alta potencia de la estación y los sistemas asociados. Esto incluye energía de emergencia del sitio del transmisor, control remoto, ajustes de la línea de transmisión principal y de la antena , enlaces STL / TSL de retransmisión de radio por microondas y más.

Además, un ingeniero de diseño de radiofrecuencia debe poder comprender el diseño de hardware electrónico, el material de la placa de circuito, la radiación de la antena y el efecto de las frecuencias de interferencia que impiden el rendimiento óptimo dentro del equipo que se está desarrollando.

Matemáticas

Existen muchas aplicaciones de la teoría electromagnética a la ingeniería de radiofrecuencia, utilizando herramientas conceptuales como el cálculo vectorial y el análisis complejo . [5] [6] Los temas estudiados en esta área incluyen guías de ondas y líneas de transmisión , el comportamiento de las antenas de radio y la propagación de ondas de radio a través de la atmósfera terrestre. Históricamente, el tema jugó un papel importante en el desarrollo de la dinámica no lineal . [7]

Véase también

Referencias

  1. ^ AA Ghirardi, Curso de Radiofísica , 2ª ed. Nueva York: Rinehart Books, 1932, pág. 249
  2. ^ Cuerpo de Señales del Ejército de los Estados Unidos, Principios que subyacen a la comunicación por radio, 2.ª ed. Washington, DC: USGPO, 1922, pág. 191
  3. ^ Manual técnico TM 11-665: Transmisores y receptores de radio CW y AM. Departamento del Ejército, Oficina de Imprenta del Gobierno de los EE. UU., 1952, pág. 2.
  4. ^ "Cómo medir los requisitos de los equipos de RF". 30 de enero de 2018.
  5. ^ Blaunstein, Nathan; Christodoulou, Christos; Sergeev, Mikhail (14 de octubre de 2016). Introducción a la ingeniería de radio. CRC Press . ISBN 9781315350080.
  6. ^ Räisänen, Antti V.; Lehto, Arto (2003). Ingeniería de radio para aplicaciones de sensores y comunicaciones inalámbricas. Casa Artech . ISBN 9781580536691.
  7. ^ Israel, Giorgio (2004). "Innovación tecnológica y nuevas matemáticas: van der Pol y el nacimiento de la dinámica no lineal". Conceptos tecnológicos y modelos matemáticos en la evolución de los sistemas de ingeniería modernos (PDF) . Birkhäuser , Basilea. pp. 52–77. doi :10.1007/978-3-0348-7951-4_3. ISBN . 9783034896337.

Enlaces externos