Teo_Intro_Lineas01

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Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 1 
INTRODUCCIÓN 
 
Objetivos: 
 
 Repasar y afianzar los parámetros básicos que definen el comportamiento de las líneas 
de transmisión. 
 Comprender y experimentar la relación entre los parámetros característicos de las 
líneas de transmisión y el comportamiento de las señales en éstas. 
 Comprender y experimentar la formación de ondas estacionarias en las líneas de 
transmisión y las pérdidas de potencia en función del coeficiente de reflexión. 
 Comprender y diseñar los principales métodos de acoplamiento en líneas de 
transmisión en aplicaciones de RF. 
 
De manera general, podemos decir, que este curso nos introduce a las nociones básicas de la 
propagación de ondas por líneas de transmisión y los parámetros o conceptos involucrados 
para su análisis y diseño. El curso aborda los siguientes temas: 
 
 Las líneas de transmisión son estructuras de guiado de energía cuyas dimensiones son 
considerablemente menores frente a la longitud de onda de los campos electromagnéticos. 
Es posible considerar a la línea como una sucesión de cuadripolos (red de 2 puertos) de 
tamaño infinitesimal en cascada. Para cada cuadripolo entonces se puede aplicar la 
aproximación cuasi-estática. Esta descripción circuital se conoce como representación de 
parámetros distribuidos. 
 En el caso de las líneas ideales no existen pérdidas de energía y el cuadripolo exhibe 
solamente elementos reactivos. Resultan ecuaciones de onda para tensión y corriente a lo 
largo de la línea, que queda definida por dos parámetros: la velocidad de propagación de 
las ondas y la impedancia característica, que da la relación entre las ondas de tensión y de 
corriente de una onda progresiva. 
 En el caso de las líneas reales se incorporan las pérdidas en los conductores y en el 
dieléctrico. Esto lleva, en el caso de ondas armónicas, a una constante de propagación 
compleja (que indica la propagación con atenuación “”) y a una impedancia característica 
compleja (Zo). En la práctica y para facilitar los análisis y diseños son de interés las líneas 
de bajas pérdidas (=0). 
 Se presenta una descripción de líneas de uso común como los son el cable coaxial, el par 
trenzado y la fibra óptica. 
 Una línea cargada generalmente presenta reflexión de potencia (pérdidas), y en por lo 
tanto ondas estacionarias las cuales generan un patrón de distribución de energía no 
uniforme a lo largo de la línea de transmisión. 
 En general, modificando la impedancia de carga y la longitud de la línea es posible obtener 
cualquier impedancia a la entrada de la misma (brazos reactivos), lo que permite usar a 
las líneas como elementos de circuito. 
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 Para líneas de transmisión de energía o información, la reflexión de potencia es 
habitualmente perjudicial, y está acompañada de sobretensiones y sobrecorrientes en la 
línea que pueden dañarla. El parámetro que define usualmente la importancia de la 
reflexión es la Relación de Onda Estacionaria (ROE) y el Coeficiente de Reflexión 
(Kr). 
 Se presenta un Coeficiente de Reflexión generalizado que da la relación de la tensión de 
la onda regresiva y la tensión de la onda incidente en cualquier punto de la línea, a través 
del cual puede obtenerse la cantidad de potencia absorbida en la carga y la reflejada hacia 
el generador. 
 Para solucionar los sistemas desacoplados se analizan las técnicas de acoplamiento más 
comunes: a través de circuitos como son las redes acopladoras tipo “L”, “T” y “Pi”, y 
elementos simulados mediante tramos de líneas de transmisión como los Transformadores 
de /4 y /2, Brazos Reactancias (sencillo y doble). 
 Para solucionar los problemas de cálculo y diseño de líneas de transmisión existen algunos 
métodos gráficos los cuales facilitan el cálculo y reducen el tiempo de diseño siendo el 
más común por su versatilidad la Carta de Smith. 
 
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CAPITULO 1 
CONCEPTOS BÁSICOS 
 
1.1 Introducción. 
 
 Todo sistema de comunicación electrónico tiene como función principal el transmitir 
y/o recibir información de manera eficiente, es decir, la mayor cantidad de información en el 
menor tiempo y con el mínimo de error. El esquema básico de un sistema de comunicaciones 
consta de 3 partes fundamentales como se muestra en la Figura 1.1a, un Transmisor el cual 
se encarga de adecuar la señal de información para su óptimo traslado en el canal, es decir, 
acondiciona la señal de información a las propiedades de transferencia del Canal o Medio de 
Comunicación cuya finalidad es guiar la señal con el mínimo de pérdidas al Receptor, siendo 
este el destino de la señal de información, el cual tiene el compromiso de recuperar la señal 
original de la manera más fiel posible. En cada una de estos bloques fundamentales existen 
señales ajenas que degradan la señal de información (Ruido, interferencias etc.). Si analizamos 
los problemas que presentan cada uno de los bloques básicos, en el que se presentan mayores 
inconvenientes es en el medio o canal de comunicación sobre todo en las transmisiones 
inalámbricas (aquellas que NO utilizan un medio físico de transmisión), ya que las señales 
viajan en un medio no guiado y por lo tanto el control sobre ellas es muy ineficiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1 Esquema básico de un sistema de comunicación. 
a) Diagrama a Bloques. b) Circuito Eléctrico. 
 
 
 Existen sistemas en cuya conexión entre el transmisor y receptor hay un medio físico; a 
este medio físico que sirve para transportar o guiar la energía se le denomina guía o línea de 
transmisión cuyo comportamiento viene definido por las características geométricas y 
electromagnéticas de éste, así como por su longitud y frecuencia de la señal (Figura 1.1b). 
 
 
Genera 
 
 
Canal o Medio 
 
Transmisor 
Tx 
 
Receptor 
Rx 
 
Canal 
 
Generador 
 
 Carga R 
 
a)
. 
b)
. 
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 De acuerdo con el modelo electromagnético, sabemos que las cargas y las corrientes 
variables con el tiempo son fuentes de campos y ondas electromagnéticas (OEM). Las ondas 
transportan potencia electromagnética y se propagan en el medio circundante a la velocidad de 
la luz. El efecto de las ondas en un receptor depende, entre otras cosas, de la densidad de 
potencia media de las ondas en el lugar donde se encuentra el receptor. La densidad de 
potencia (potencia por unidad de área) se reduce a medida que se incrementa la distancia entre 
el transmisor y receptor, debido al valor tan grande del área total, por lo que la transmisión de 
potencia desde una fuente electromagnética omnidireccional a un receptor es muy ineficiente. 
 
 Para una transmisión eficiente de potencia es 
necesario guiar las señales del punto de origen a su destino o 
por lo menos realizar el enlace con fuentes electromagnéticas 
direccionales (Antenas Directivas). Una Antena es un 
dispositivo recíproco que actúa como interfase entre el 
transmisor y el medio NO físico (ejemplo: agua, aire) y entre 
este y el receptor; podemos decir que es un “transductor” entre un medio físico (línea de 
transmisión) y uno inalámbrico, el cual nos sirve para lograr la máxima transferencia de señal. 
 
 Otra aplicación muy común de las Líneas de Transmisión en muchos Sistemas de 
Comunicación es la interconexión entre partes de un sistema (Figura 1.1.b), las cuales se 
encuentran apartadas unas de otras, un ejemplo sería la conexión entre el Transmisor y la 
Antena o entre la Antena y el Receptor, inclusive entre una etapa y otra como por ejemplo 
entre una etapa moduladora y un amplificador de potencia de RF. 
 
 Entre los diversos sistemas existentes parala distribución de señales de información, 
las Líneas de Transmisión ocupan un lugar preponderante, por la facilidad que tienen, según 
su diseño y número de pares (líneas multipares) de conducir una o varias señales. 
 
 La Línea de Transmisión está formada por dos hilos conductores entre los que se 
establece una diferencia de potencial. Ésta a su vez, junto 
con la corriente que se distribuye sobre la superficie de los 
conductores, transporta la información que se entrega a 
una impedancia de carga. Como los hilos conductores 
llevan la señal de información sobre su superficie, al 
penetrar en la estructura del conductor a una cierta 
profundidad, llamada Profundidad de Penetración o 
Efecto Piel se produce la atenuación de la señal. La 
atenuación de la señal en transmisiones en algunos tipos de 
canales es tan grande que se necesita ubicar repetidores a 
lo largo del canal para regenerar la información, con lo 
que aumenta de manera considerable el costo del sistema. 
 
Una Antena es un 
dispositivo metálico que 
transmite o recibe energía 
electromagnética. 
En corriente continua, la 
densidad de corriente es 
similar en todo el conductor, 
pero en corriente alterna se 
observa que hay una mayor 
densidad de corriente en la 
superficie que en el centro. 
Este fenómeno se conoce 
como Efecto pelicular, Efecto 
Skin (piel) o Efecto Kelvin.* 
* Este fenómeno hace que la resistencia efectiva o de corriente alterna sea mayor que 
la resistencia óhmica o de corriente continua. Este efecto es el causante de la variación 
de la resistencia eléctrica, en corriente alterna, de un conductor debido a la variación 
de la frecuencia de la corriente eléctrica que circula por éste. 
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 Históricamente, la línea de transmisión surge en 1838 cuando Morse descubre el 
telégrafo. A partir de ahí, todas las comunicaciones son conducidas por líneas de transmisión y 
en 1920 comienzan las transmisiones comerciales de radio (Inalámbricas). A partir de 1950, 
las transmisiones se multiplicaron con la utilización de redes terrenas de Microondas. En 
1858, se instala el primer cable submarino en el Atlántico y en 1968 empiezan las 
comunicaciones por Satélite. 
 
 Con la aplicación de las señales Moduladas por Pulsos en Telefonía (PCM  Pulse 
Code Modulation) y la Transmisión de datos, las Líneas de Transmisión parecían llegar a su 
final por ser un sistema de naturaleza analógico y principalmente de baja frecuencia por lo que 
su ancho de banda era limitado lo cual ocasionaba una distorsión considerable de la 
información codificada en pulsos (señal digital). Sin embargo, con el desarrollo de nuevas 
tecnologías de fabricación se lograron líneas capaces de manejar mayores anchos de banda 
superándose dicha etapa, dando paso al diseño y desarrollo de líneas especiales para el manejo 
de señales de alta frecuencia y anchos de banda bastantes significativos como en el caso de la 
fibra óptica. 
 
 La transmisión de señales de información en los diversos sistemas de comunicación en 
las ciudades es mucho más eficaz si se utiliza como medio o canal de comunicación una línea 
de transmisión por ejemplo el coaxial y más recientemente la fibra óptica, estos medios 
atenúan el ruido y la interferencia permitiendo una distribución eficiente de la potencia de la 
señal. Una de las limitantes en este tipo de sistemas es que son comunicaciones punto a punto 
además de la distancia ya que sus pérdidas empiezan a 
ser considerables. Si se pensaran en comunicaciones 
transcontinentales en principio parecería imposible por 
el tendido de la línea debajo del mar, esto dio origen al 
desarrollo de cables submarinos. El cable submarino 
resultó inviable hasta que se encontró una forma de 
proteger de la humedad los hilos eléctricos. La solución 
fue la gutapercha, sustancia semejante a la goma 
producida en Singapur y traída a Europa en 1843. 
 
 En lo relativo al servicio de telecomunicación los primeros cables submarinos, 
destinados al servicio telegráfico, estaban formados por hilos de cobre recubiertos de 
gutapercha, dicho sistema fue desarrollado, en 1847, por el alemán Werner Von Siemens. En 
1850 se tendió un cable telegráfico a través del canal de la Mancha el cual unía al Reino Unido 
y Francia. En 1858 se aprobó el primer cable trasatlántico para unir Europa y América, este 
enlace funcionó por un mes (la longitud del cable era de 3720 Km aprox.) y enlazaba Irlanda 
con Terranova; pero en 1866 se estableció una conexión permanente. 
 
 Las dificultades en el tendido del cable fueron considerables (ver Anexo B para 
procedimiento de instalación del cable submarino), así como su eficiente explotación, debido a 
las elevadas atenuaciones que sufrían las señales como consecuencia de la capacitancia entre 
el conductor activo y tierra, así como por los problemas de aislamiento. En base a lo anterior, 
los cables telefónicos de larga distancia fueron imposibles hasta que se desarrolló un repetidor 
de válvula termiónica para amplificar las señales en determinados intervalos en su recorrido (a 
determinada longitud de cable). El primer cable telefónico trasatlántico, tendido en 1956, con 
En general se denomina cable 
submarino al constituido por 
conductores de cobre o fibras 
ópticas, instalado sobre el 
lecho marino y destinado 
fundamentalmente a servicios 
de telecomunicación. (Ver Anexo B) 
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102 repetidores, admitía 36 conversaciones simultáneas. 
En 1980 se instalaron nuevos cables submarinos entre 
América y Europa con el fin de diversificar las ramas de 
transmisión. Finalmente, los cables submarinos de fibra 
óptica han posibilitado la transmisión de señales digitales 
portadoras de voz, datos, televisión, etc. con velocidades 
de transmisión de hasta 2,5 Gbps, lo que equivale a más de 
30000 canales telefónicos de 64 kbps. 
 
 Aunque los satélites de comunicaciones cubren una parte de la demanda de 
transmisión, especialmente para televisión e Internet actualmente, los cables submarinos de 
fibra óptica siguen siendo la base de la red mundial de telecomunicaciones. Además, ante el 
congestionamiento de las redes de Microondas y el elevado costo de la renta de Satélites para 
Comunicación y sus problemas de Eco, la extensión de Líneas Bifilares, Cables Coaxiales y 
Cables de Fibras Ópticas parecen ser una de las mejores posibilidades para resolver en los 
próximos 20 años el tráfico en las Comunicaciones. 
 
 Podemos resumir que la tarea fundamental de los canales de comunicaciones es la de 
transmitir la información proveniente de una fuente transmisora al receptor de manera 
eficiente, es decir, la mayor cantidad a la mayor velocidad y con el mínimo de distorsión; no 
obstante existen varios problemas desde las diferentes fuentes de ruido, las cuales pueden 
considerarse como internas o externas además de las interferencia y las distancias hasta llegar 
incluso al costo del canal mismo o dispositivos involucrados para la realización del enlace. 
 
 Es por eso que en el mercado actual podemos encontrar una gran variedad de tipos de 
canales, los cuales como todos tienen sus ventajas y desventajas. El costo es uno de los 
factores que más ha incidido en el desarrollo de canales más eficientes tecnológicamente a 
sabiendas de que en cuanto más perfeccionada es la tecnología más se incrementa su valor. 
 
 A continuación se describirán las características que los actuales canales de 
comunicación poseen no olvidando también sus ventajas y desventajas de unos con otros. 
 
 
1.2 Clasificación de los Canales de Comunicación. 
 
El Canal de Transmisión o Canal de Comunicaciones es el enlace electromagnético 
entre el transmisor y el receptor, siendo el puente de unión entre la fuente y el destino. Este 
medio puede ser físico como unpar de alambres, un cable coaxial, o no físico, utilizando el 
espacio aéreo como medio de propagación de la señal (ionósfera, tropósfera), a la 
comunicación que ocupa este medio de propagación normalmente se le denomina inalámbrica 
o wireless. 
 
Pero sin importar el tipo, todos los medios o canales de transmisión se caracterizan por 
presentar cierta atenuación la cual es intrínseca al medio e imposible de eliminar, 
presentándose como una disminución progresiva de la potencia de la señal conforme aumenta 
la distancia o longitud del canal. 
 
No obstante, también existen 
cables submarinos destinados 
al transporte de energía 
eléctrica, aunque en este caso 
las distancias cubiertas 
suelen ser relativamente 
pequeñas. 
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 El canal de comunicaciones puede dividirse para su estudio, en un canal físico y un 
canal de información. Ambos canales tienen un mismo objetivo, transmitir la máxima 
cantidad de información libre de errores. 
 
Canal Físico.- Es el relacionado con las características físicas y eléctricas del sistema de 
comunicaciones. Es decir con las técnicas de la ingeniería de 
comunicaciones. 
 
 Algunas de las características de los canales físicos son: 
 
 Está relacionado con los parámetros internos del medio de transmisión. 
 Se ocupa de los fenómenos relativos a la transmisión de señales. 
 Usa como criterio de eficiencia, la calidad de la señal recibida, ocupándose además de 
preservar la integridad y fidelidad de las señales, así mismo, busca minimizar el efecto 
que producen los fenómenos de ruido y distorsión. 
 Pueden estar constituidos por diferentes medios de comunicación. 
 
 Las características generales de una línea de telecomunicaciones están determinadas 
principalmente por sus propiedades eléctricas tales como la resistencia(R), conductancia(G), 
inductancia(L) y capacitancia(C), estos cuatro parámetros producen dos fenómenos 
denominados atenuación (producido por las componentes resistivas de la línea  R y G) y 
distorsión (producido por las componentes reactivas de la línea  L y C). 
 
Canal de Información .- Está relacionado con las especificaciones externas del sistema de 
comunicaciones, es decir, con las técnicas relacionadas con la 
teoría de la información y de la codificación. 
 
 Mencionando ciertas características del canal de información tenemos: 
 
 Se ocupa de evaluar y permitir administrar adecuadamente los recursos del canal 
físico. 
 Usa como criterio de eficiencia la velocidad de transmisión de la información y la 
calidad con que ésta es transportada. 
 Tiene como objetivo fundamental preservar la integridad de la información, 
mediante el uso adecuado de los medios de codificación y la introducción del 
concepto de redundancia en la transmisión misma. 
 
 El canal es el medio físico de enlace entre el transmisor y el receptor y puede ser una 
línea, un cable coaxial, el aire, el vacío, el agua, etc. En él se presentan la mayoría de los 
problemas en la transmisión de información, ya que en su viaje por éste cambia el contenido 
de información de la señal al modificar su forma. Estos cambios en la señal se dan 
fundamentalmente por las siguientes razones: 
 
1. El comportamiento desde el punto de vista espectral de un canal de comunicaciones no es 
ideal en el sentido de que: 
a) No puede responder a variaciones de la señal por encima de determinado límite de 
frecuencia (limitación de ancho de banda). 
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b) Su respuesta en frecuencia no es igual para todo el contenido espectral de la señal (la 
ganancia o atenuación no es constante). 
c) La velocidad a la que viajan los distintos componentes espectrales de la señal es 
diferente (los retardos no son constantes). 
 
2. En su viaje por el canal se agregan señales adicionales (de información o no) en el mismo 
rango espectral de la señal; estas señales pueden ser: 
 
a) Ruido generado en el sistema o fuera de él, con diferentes orígenes: térmico, 
atmosférico, etc. Este ruido normalmente es de magnitud pequeña pero puede ser 
importante cuando la señal, debido a la atenuación en el canal, llega a ser pequeña. El 
problema fundamental con el ruido es que, como está en el mismo rango espectral de la 
señal, no es posible separarlo de la señal misma. 
b) Interferencias debidas a otras señales de información transmitidas a través del mismo 
canal y en el mismo rango espectral, las cuales, en general, no se pueden separar de la 
señal. 
c) Interferencias generadas por el mismo canal como resultado de alinealidades en su 
respuesta y que producen modificaciones en el espectro original de la señal. Estas 
interferencias consisten en armónicos de la señal original o frecuencias suma y 
diferencia de armónicos (productos de intermodulación). 
 
 Resumiendo algunas características de los medios físicos y no físicos: 
 
a) Físicos (alámbricos)  Factores: 
 Existe un Medio Físico entre el Transmisor y el Receptor.  Conexión Física 
 Generalmente a mayor Ancho de Banda (BW) superior es la velocidad de 
transferencia de datos, es decir, presenta un Ancho de Banda Limitado. 
 La atenuación y las interferencias limitan el alcance de los canales o medios de 
transmisión. 
 Los receptores producen atenuación y distorsión. 
 Medios o Canales Físicos: 
1) Líneas bifilares. 
2) Líneas coaxiales. 
3) Microcintas. 
4) Fibra óptica. 
5) Guía de ondas. 
 
b) No físicos (inalámbricos “wireless”)  Factores: 
 Sin Conexión Física, Ancho de Banda ilimitado. 
 Transmisión y Recepción por medio de una antena. 
 En transmisión direccional las antenas deben estar alineadas. 
 En transmisión omnidireccional la señal se propaga en todas direcciones cubriendo 
menores distancias. 
 De 30 Mhz a 1 Ghz. 
 Omnidireccionales. 
 Empleo de Ondas Electromagnéticas  Comunicaciones de Radio (R.F.) 
 
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 De 2 a 40 GHz. 
 Direccional. 
 Microondas. 
 Satélites.  Comunicaciones Vía Satélite. 
 De 300 GHz a 200.000 GHz 
 Infrarroja  Comunicaciones Ópticas. 
 Medios o canales No Físicos: 
1) Aire. 
2) Agua (Comunicaciones Submarinas). 
3) Vacío. 
 
 En los medios guiados el medio de transmisión establece los límites en la transmisión. 
En los medios No guiados el transmisor (la frecuencia fundamentalmente) determina la 
característica de la transmisión (Señales omnidireccionales y direccionales). En la Figura 1.2 
se muestra un espectro electromagnético con la ubicación de los diferentes canales o medios 
de comunicación. 
 
 Las señales eléctricas portadoras de mensajes, son transmitidas a distancia empleando 
una diversidad de medios de transmisión (canales de 
comunicación), los cuales van desde un par de 
alambres hasta el empleo de fibras ópticas, esto 
dependiendo de la naturaleza de las señales así como 
de la aplicación y en algunas ocasiones hasta del 
costo. Una señal eléctrica es una forma de onda 
electromagnética con cierta frecuencia y longitud de 
onda. Algunos ejemplos de ondas electromagnéticas 
son la luz del sol, el láser, una señal radiotelegráfica, 
etc. todas con diferentes frecuencias. Ésta gran 
diversidad de frecuencias dan origen a un espectro 
electromagnético el cual a su vez es dividido en 
varias bandas. Estas bandas son determinadas 
principalmente por frecuencias con similares 
características de transmisión (la banda de voz, de 
radio, de luz visible, del infrarrojo etc.). 
 
 Conforme avanzamos en el espectro y aumenta la frecuencia, aumenta también la 
energía del campo electromagnético, lo que lleva directamente a relacionar los efectos que 
puede producir el campo electromagnético con su frecuencia. No es lo mismo estar expuesto a 
un campo de radiofrecuencias, como el de la radioAM, que estar expuesto a rayos X. 
 
La oscilación o la aceleración de 
una carga eléctrica cualquiera 
genera un fenómeno físico 
integrado por componentes 
eléctricos y magnéticos, conocido 
como espectro de radiación de 
ondas electromagnéticas. 
Este espectro se puede ordenar* 
a partir de ondas que poseen 
frecuencias muy bajas hasta 
llegar a ondas de frecuencias 
muy altas denominándose 
espectro electromagnético. 
* La única diferencia existente entre un grupo de ondas y otras dentro del espectro 
electromagnético es su frecuencia en hertz (Hz), su longitud en metros (m) y el nivel 
de energía que transmiten en joule (J). Podemos decir que las 3 características que 
constituyen las ondas del espectro electromagnético son: Amplitud (A), Frecuencia (f) 
y Longitud de Onda (). A mayor frecuencia mayor ancho de banda y mayor 
capacidad para transportar información. 
 
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 A continuación se da una clasificación más específica de las líneas más utilizadas 
como canales de comunicación en los sistemas electrónicos con algunas de sus características 
más importantes así como sus ventajas y desventajas. 
 
Par Trenzado. 
 
 Los cables trenzados son medios físicos que permiten propagar señales de información 
y se utilizan preferentemente para la transmisión de frecuencias de voz. Es uno de los más 
comunes y económicos, consta de dos conductores (generalmente de cobre), aislados entre sí, 
los cuales son trenzados de modo que cada uno esté expuesto a la misma cantidad de ruido 
inductivo proveniente del exterior, el ruido se agrega a la señal de información y al estar el par 
trenzado, este efecto se reduce sin llegar a eliminarse. 
 
 Algunos problemas que presenta el empleo 
del par trenzado son: Escasa inmunidad a la 
interferencia electromagnética, Diafonía, una fuerte 
impedancia capacitiva, ésta dada principalmente por 
el diámetro de los conductores. Por otra parte, la 
resistencia del par, disminuye cuanto mayor sea el 
diámetro del mismo, por lo tanto, es conveniente para 
la transmisión de señales en banda base a velocidades 
elevadas. En algunos casos los pares trenzados se 
construyen blindados para evitar la interferencia 
externa (recubiertos por una capa metálica entre 
aisladores).Con esto aumenta su rendimiento, aunque 
también su costo. Éste tipo de construcción tiene la 
posibilidad de transmitir datos digitales a grandes 
velocidades (hasta 2 Mbps en algunos cientos de metros). 
 
 Cuando se agrupan varios pares trenzados, se les denomina Cable Multipar, los cuales 
permiten propagar señales con datos y son utilizados preferentemente en las comunicaciones 
de voz. Contienen desde 6 pares, hasta un número variable del orden de miles de pares; esto 
depende de las normas de construcción que se utilicen. Es muy frecuente su uso en 
aplicaciones telefónicas, se utilizan para llegar desde las centrales telefónicas hasta el abonado 
y también permiten interconectar centrales telefónicas urbanas entre sí. 
 
Cable Coaxial. 
 
 Para las frecuencias más altas, los pares de alambres y los multipares no son 
adecuados, debido a que presentan una resistencia eléctrica muy alta (debido al efecto 
pelicular), y sufren una pérdida de energía debido a la radiación de los alambres. En 
frecuencias altas resulta apropiado un cable coaxial, ya que elimina los problemas antes 
mencionados. Además, virtualmente no existen cruzamientos de voz entre varios cables 
coaxiales que se encuentren juntos dentro de un cable mayor, esto se debe a que la corriente en 
cada uno de los cables coaxiales se concentra en el interior de la capa exterior y en el exterior 
del conductor interno, creándose un efecto de blindaje. Por esta misma razón, los cables 
coaxiales son mucho más inmunes al ruido y al cruzamiento de voz o diafonía. 
Se define la Diafonía (también 
llamada comunmente CrossTalk), 
como la transferencia de toda o 
parte de la potencia de la señal 
proveniente de cierta fuente a una 
trayectoria (receptor) distinta de 
la deseada. Es un término 
empleado principalmente en 
sistemas telefónicos y es propio 
de los medios de transmisión que 
utilizan líneas de transmisión 
metálicas SIN blindaje. 
 
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 El cable coaxial está constituido por dos conductores, uno interno ó central por el que 
se propagan las señales y otro exterior que lo rodea totalmente. Éste tipo de cable es muy 
empleado en: Los sistemas de transmisión de señales de televisión por cable (CATV) y redes 
de área local (computadoras). 
 
Algunas ventajas que presenta el cable coaxial con respecto al par trenzado son: 
 
 Menor atenuación por Km. 
 Mejor respuesta en frecuencia, debido al blindaje exterior, esto permite lograr 
velocidades mayores de transmisión. 
 Mayor inmunidad al ruido a causa del blindaje. 
 
 Una desventaja que se puede nombrar es el costo más elevado. 
 
Fibra Óptica. 
 
 La fibra óptica es un fino filamento de vidrio o plástico, que permite transportar luz, 
dicha luz es modulada convenientemente para transmitir señales de información entre dos o 
más puntos. La banda óptica es solo una extensión del espectro de radio y de las microondas. 
Éste medio de transmisión, presenta ventajas importantes respecto a los anteriores medios 
vistos (par trenzado, multipar y coaxial), entre las cuales podemos nombrar: 
 
 Baja atenuación por Km cuando la comunicación corresponde a las ventanas de 
transmisión (longitudes de onda 800 nm, 1300 nm, 1500 nm). 
 Total inmunidad al ruido y a las interferencias electromagnéticas, ideal para 
ambientes ruidosos. 
 Uso de potencias del orden de los W, en comparación con otros medios 
empleados en las telecomunicaciones que requieren potencias mayores. 
 Dimensiones reducidas y fácil instalación. 
 
 Una fibra óptica está compuesta por dos capas de vidrio, cada una con distinto índice 
de refracción. El núcleo tiene un índice de refracción mayor que el revestimiento debido a la 
diferencia de índices, la luz transmitida se mantiene y se propaga a través del núcleo, es decir 
existe una reflexión total interna. 
 
 Para poder manipular la fibra óptica, es necesario protegerla e incorporarla a una 
estructura que asegure la no modificación de sus características ópticas y mecánicas, 
formándose así un cable óptico. Los cables de fibra pueden presentar numerosas 
configuraciones en función del tipo de empleo, número de fibras etc. Para dar solidez al cable, 
se emplean elementos como alambres y/o cuerdas de acero, hilados sintéticos, fibras de vidrio 
etc. 
 
 Un sistema optoelectrónico es la combinación de dispositivos ópticos y electrónicos 
con la idea de formar un sistema de comunicaciones, la información se transmite mediante un 
haz de luz a través de un medio de comunicación como el que representa la fibra óptica. 
 
 
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 Para transmitir la información mediante el uso de luz, es necesario disponer de 
emisores de luz (Led´s) y láser, tales dispositivos convierten una señal eléctrica en fotones, los 
cuales viajan por la fibra. Para detectar esa luz es necesario agregar en el otro extremo de la 
fibra un dispositivo fotodetector ejemplo de algunos de estos dispositivos fotodetectores son: 
APD, PIN o PIN-FET. 
 
 
Radiocomunicaciones ( Wireless Communication ). 
 
 A frecuencias aún más altas, la radiación de ondas electromagnéticas a través del 
espacio libre llega a ser atractiva debido a las reducidas dimensiones de las antenas. La energía 
que se radia por una antena transmisora puede alcanzar la antena receptora a través de 
cualquiera de varias posibles vías de propagación. La radiocomunicación es la técnica que 
permite el intercambio de información entre dos puntos geográficos, mediante la transmisióny 
recepción de ondas electromagnéticas. Éstas se propagan a la velocidad de la luz debido al 
fenómeno de radiación electromagnética. Los sistemas de radio tienen diversos usos, el cual 
está en función de la frecuencia de trabajo. 
 
 Cuando se aplica una potencia de radiofrecuencia a una antena, los electrones 
contenidos en el metal del cual son parte constituyente, comienzan instantáneamente a oscilar. 
Estos electrones en movimiento, constituyen una corriente eléctrica que produce la aparición 
de un campo magnético concéntrico al conductor (antena) y un campo electrostático cuyas 
líneas de fuerza son perpendiculares a las líneas de fuerza del campo magnético. El 
conocimiento de la longitud de onda de las señales de radio () es importante dado que las 
dimensiones finales de las antenas están directamente relacionadas con la longitud de onda de 
la frecuencia que sobre ellas se aplican. Las ondas de radio tienen diversas formas de 
propagación las cuales son: Propagación por onda terrestre, Propagación en línea de vista 
(LOS  Line Of Sight), Propagación por onda espacial. 
 
 La propagación por onda terrestre se refiere a las ondas que mantienen contacto 
permanente con la superficie de la tierra desde la antena transmisora hasta la receptora siendo 
la forma de propagación de las bajas frecuencias (LF, MF). Su movimiento sobre el terreno 
provoca la aparición de corrientes eléctricas que debilitan la onda original a medida que la 
misma se aleja de la antena transmisora. A medida que la longitud de onda disminuye, las 
corrientes inducidas en el terreno debilitan tanto la onda terrestre, que la pérdida total de 
energía provoca la desaparición de la onda. 
 
 La propagación en línea de vista se caracteriza porque la onda emitida desde la antena 
transmisora, viaja en forma directa a la antena receptora sin tocar el terreno de la ionósfera. 
Éste tipo de radiación se utiliza principalmente en bandas de frecuencia muy elevadas (VHF) 
y ultraelevadas (UHF ). Un ejemplo práctico de ésta forma de radiodifusión son los servicios 
de televisión (TV) y los de frecuencia modulada (FM). En este tipo de propagación, las alturas 
de las antenas transmisoras y receptoras así como la distancia entre las mismas tienen una 
importancia fundamental en la eficiencia del sistema. 
 
 
 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 13 
 Excepto para algunas comunicaciones locales, que pueden realizarse por onda terrestre, 
la mayoría de las comunicaciones comprendidas en la banda de frecuencia (3 a 30 Mhz) se 
efectúan por onda espacial. Éste tipo de onda de radio emitida desde una antena transmisora, 
es refractada por la ionósfera y retorna a la tierra. Estas transmisiones son inestables pues 
dependen del comportamiento de la ionósfera. La ionósfera es una zona de la atmósfera 
afectada por la radiación ultravioleta del sol, rayos cósmicos, materiales etc. lo cual nos 
origina diferentes ondas electromagnéticas formándose diferentes capas o regiones entre las 
que podemos mencionar las capas: D, E, F1 y F2). 
 
 
Comunicaciones por Satélite. 
 
 Las comunicaciones por satélite son aquellas radiocomunicaciones que utilizan un 
dispositivo en órbita como repetidor, inicialmente solo existía la órbita geoestacionaria (GEO). 
Actualmente tenemos orbitas medias (MEO) y bajas (LEO), con un punto medio para lograr la 
reflexión de las ondas electromagnéticas, generadas por una estación transmisora para enviarla 
a una receptora, situadas ambas en puntos geográficos distantes, generalmente sin alcance 
visual. 
 
 Un satélite de comunicación proporciona una forma de repetidor de microondas, ya 
que se encuentra ubicado a una distancia considerable (fuera de la atmósfera terrestre) y su 
alcance de línea visual es mucho mayor, por lo tanto, refleja las señales provenientes de una 
estación terrena con una cobertura bastante amplia ya que a mayor altura se tiene una mejor 
cobertura visual. Un satélite consta principalmente de un cuerpo en el cual se alojan todos los 
circuitos y sistemas necesarios para la operación y empleo del satélite, un sistema de 
estabilización el cual puede ser mediante grandes cilindros estabilizados por rotación o con un 
sistema triaxial de estabilización, otra parte importante es su sección de potencia la cual cuenta 
con paneles de celdas solares alrededor de la parte exterior del cilindro o en paneles 
extendidos, las cuales suministran la energía necesaria para el funcionamiento del satélite 
además de un banco de batería para asegurar la operación aún en las horas de obscuridad. La 
potencia generada por estos paneles, puede alcanzar los 2,200 Watts, como ocurre en los 
sistemas Intelsat VI. 
 
 Un inconveniente del enlace por satélite es el largo retardo en la propagación 
ocasionado por las grandes distancias entre las estaciones terrestres y el satélite 
geoestacionario (36000 Km) . Para un canal de un sentido, éste retardo es de unos 270 ms. 
Así, en una conversación telefónica de dos sentidos, se presenta un intervalo de más de medio 
segundo entre la emisión y la recepción de una respuesta. A causa de éste retardo es necesario 
utilizar supresores de eco. 
 
NOTA.- Para tener una cobertura global (cubrir toda la tierra) se necesitan 3 satélites 
ubicados en la orbita geostacionaria y su velocidad de traslación es de 24 HRs, es 
decir, tienen la misma velocidad que la de rotación de la tierra por lo que parecen estar 
estáticos de ahí su nombre. A medida que disminuimos la distancia de la órbita a la 
tierra el número de satélites y su velocidad de traslación alrededor de la tierra 
aumenta. 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 14 
 
Microondas. 
 
 Los sistemas de comunicación por microondas son aquellos que utilizan un haz 
radioeléctrico entre dos estaciones terrestres, como si fuera un rayo de luz. Ambas estaciones 
deben de estar en una misma línea visual o en otro caso se utilizan estaciones repetidoras 
intermedias. La curvatura de la tierra o la topografía del lugar limita el alcance del haz directo. 
Sin embargo, empleando repetidores a distancias adecuadas, se llegan a obtener enlaces de 
varios miles de kilómetros. Por otra parte, éste haz de frecuencias muy elevadas, permite 
obtener centenares de canales de comunicación. 
 
 La transmisión de microondas (SH ) a distancias más allá del horizonte óptico puede 
lograrse por medio del mecanismo de la dispersión troposférica (reflexión y refracción 
troposférica). La microonda (junto con el cable coaxia ) se utiliza para la transmisión 
voluminosa. Las microondas de acuerdo al tipo de señal que transportan se pueden clasificar 
en: Microondas Analógicas y Digitales. 
 
 Las microondas analógicas tienen la finalidad de transmitir canales telefónicos y de 
televisión. Con el surgimiento de la transmisión de datos, surgió la necesidad de adecuar las 
microondas a la transmisión de señales digitales. Para ello se utilizaron métodos de 
modulación, adecuados para señales que solo tienen dos estados posibles (cero y uno). 
Algunos de los métodos de modulación para señales digitales son: 2 PSK, 4 PSK, 8 PSK, 16 
QAM, 64 QAM. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.2 Ubicación espectral de Canales o Medios de Comunicación. * 
 
• Señales de Potencia. 
• Señales de Voz. 
• Radio. 
• Microondas. 
• Satélites 
VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 
3 k 30 k 300 k 3 M 30 M 300 M 3 G 30 G 300 G 
Líneas Bifilares 
Líneas Coaxiales 
Guias de Onda 
Microcinta 
Fibra Óptica 
Infrarrojo 
Canales Físicos 
Microondas 
Satélites 
Radio Frecuencia 
Canales NO Físicos 
• Rayos X. 
• Rayos Gama. 
• Rayos Cósmicos. 
• Infrarojo. 
• Luz Visible. 
• Ultravioleta. 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 15 
Figura 1.3 Distribución de los 
campos eléctrico, magnético y 
trayectoriade propagación en una 
Línea de Transmisión. 
 
 
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN MEDIO FÍSICO vs NO FÍSICO 
 
 Ventajas. 
 Mayor calidad en la transmisión. 
 Menor efecto a las condiciones atmosféricas. 
 
 Desventajas. 
 Comunicación punto a punto. 
 Costo. 
 Diafonía (Cross-Talk). 
 Movilidad (portabilidad). 
 
 En bajas frecuencias es común emplear el 
termino de guía de ondas para denominar al medio o 
canal empleado para transportar la energía 
electromagnética y/o información de un sitio a otro. 
A estas frecuencias es posible utilizar un análisis 
cuasiestático (parámetros concentrados). Para 
frecuencias más elevadas la aproximación 
cuasiestática deja de ser válida y se requiere un 
análisis en términos de campos electromagnéticos 
(parámetros distribuidos), que es de mayor 
complejidad. Este estudio se realiza en Teoría de 
Líneas de Transmisión. 
Se define a la longitud de onda () como la distancia que recorre el pulso mientras un 
punto realiza una oscilación completa. El tiempo que tarda en realizar una oscilación 
se llama periodo ( T ) y la frecuencia ( f ) es el número de oscilaciones (vibraciones) 
que efectúa cualquier punto de la onda en un segundo. 
 
 = Vmedio / fSeñal (Unid. De Long.) 
 
 
* A mayor frecuencia mayor ancho de banda y mayor cantidad para transportar 
información. 
VLF  Frecuencias Muy Bajas (Very Low Frequency). 
 LF  Frecuencias Bajas (Low Frequency). 
 MF  Frecuencias Medias (Médium Frequency). 
 HF  Frecuencias Altas (High Frequency). 
VHF  Muy Altas Frecuencias (Very High Frequency). 
UHF  Ultra Altas Frecuencias (Ultra High Frequency). 
 SHF  Super Altas Frecuencias (Super High Frequency). 
 EHF  Extremadamente Altas Frecuencias (Extremely High Frequency). 
 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 16 
 
 Se puede pensar en una línea de transmisión como un par de electrodos (Figura 1.3) 
que se extienden en forma paralela por una longitud infinita (en relación con la longitud de 
onda ) en una dada dirección, lo cual ocasiona una cierta oposición o pérdidas debido a la 
resistividad del material y su longitud formando una resistencia distribuida (R/m). El par 
de electrodos se hallan cargados con distribuciones de carga (variables a lo largo de la línea) 
iguales y opuestas, formando un capacitor distribuido (C  F/m), el dieléctrico entro estos 
electrodos al no ser perfecto forma una conductancia distribuida (GMho/m). Al mismo 
tiempo circulan corrientes opuestas (variables a lo largo de la línea) de igual magnitud, 
creando un campo magnético que puede expresarse a través de una inductancia distribuida (L 
 H/m). La potencia fluye a lo largo de la línea distribuyéndose uniformemente si el sistema 
está acoplado o balanceado (Impedancias terminales y de la línea iguales  Zo= ZL 
*ver nota
). 
 
Los ejemplos más importantes de líneas de transmisión son el par bifilar, el coaxial, la 
microcinta, la guía de onda y la fibra óptica. Podemos decir, que el medio o canal de 
transmisión es la piedra angular en un sistema de comunicaciones o el factor limitante del 
rendimiento de cualquier proceso de comunicación; sin él prácticamente no existirían 
problemas significativos. 
 
 
 
1.3 Definición y Características de una Línea de Transmisión. 
 
 Una Línea de Transmisión se puede definir como un dispositivo o medio para 
transmitir, conducir, transportar o guiar energía de un punto a otro. Las Líneas de Transmisión 
están en todas partes y son de una variedad infinita, pero independientemente del tipo, 
longitud y construcción, todas funcionan de acuerdo a los mismos principios básicos. 
 
 La Energía puede ser luz (como en la fibra óptica), calefacción para desarrollar un 
trabajo o puede estar en forma de información (Voz, Imágenes, Música, Datos etc.). 
Básicamente, una Línea de Transmisión tiene dos terminales en las que se alimenta la señal y 
dos extremos en donde se recibirá la señal. Así pues, una Línea de Transmisión se puede 
considerar como un dispositivo de 4 terminales (2 puertos). Las Líneas de Transmisión se 
utilizan para Transmitir energía eléctrica y señales de un punto a otro. 
 
 Algunos principios básicos de las Líneas de Transmisión son: 
 
 Las Líneas de Transmisión y las Guías de Onda proveen una estructura para guiar las 
ondas electromagnéticas (OEM) de un lugar a otro. (Medio Guiado). 
 Se caracterizan por tener 2 (o más) conductores, los cuales proveen un lazo cerrado de 
corriente. 
* NOTA.- Zo = ZL  cuando las impedancias involucradas son puramente resistivas, 
en caso de tener parte reactiva es necesario que estas sean conjugadas es decir Zo=ZL
* o 
ZL=Zo
*
, con la finalidad de que estas partes reactivas se cancelen y las reales sean 
iguales. 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 17 
 Tienen un parámetro muy importante, la Impedancia característica (Zo), ésta es el 
cociente de cualquier onda simple de voltaje con respecto a la corriente. Podemos decir 
que es la impedancia medida a la entrada de la Línea cuando su longitud se considera 
infinita (NO esta en función de su longitud). 
 Otro parámetro importante de las Líneas de transmisión es su Velocidad de 
Propagación, la cual es siempre menor a la velocidad de la luz debido al factor de 
propagación de la línea. 
 Su propósito fundamental es guiar o conducir una señal, del transmisor (Tx) al receptor 
(Rx) con el menor porcentaje de pérdidas, es decir, de manera eficiente. 
 Usualmente se desea que la energía sea transportada con un máximo de eficiencia, 
haciendo las pérdidas por calor o por radiación lo más reducidas posible. 
 
Un canal de comunicación actúa en parte como un filtro, para atenuar la señal y 
distorsionar su forma de onda. La longitud del canal incrementa la atenuación, y ésta varía 
desde un pequeño porcentaje para distancias cortas hasta alcanzar magnitudes importantes 
cuando se realizan comunicaciones interplanetarias. La distorsión en la forma de onda es 
debida a los diferentes porcentajes de atenuación y de corrimiento de fase que experimentan 
las distintas componentes de frecuencia de la señal (armónicos), originándose en algunas 
ocasiones, distorsiones bastante considerables al grado de perder las características principales 
de la señal. Por ejemplo, un pulso cuadrado puede ser redondeado o ampliado, dando origen 
quizá a una forma de diente de sierra. En la siguiente figura se trata de ejemplificar la 
diferencia entre atenuación y distorsión. 
 
EFECTOS EN LAS LÍNEAS. 
 
 Toda señal que se entrega a una línea de transmisión puede descomponerse en una 
suma de señales sinusoidales (teorema de Fourier) para las cuales es relativamente sencillo 
analizar el comportamiento de la señal a través de la línea. Es por esto que para estudiar las 
líneas de transmisión siempre se modela la señal de entrada como una señal sinusoidal con una 
amplitud y fase determinada. Las fuentes de señal, que pueden ser muy diversas (desde un 
micrófono, hasta un amplificador o un módem) se ven desde la línea de transmisión como un 
circuito equivalente de Thévenin que se modela como un generador ideal (Vg o Vs) y una 
impedancia en serie (Zg o Zs). 
 
 Por regla general se busca que la impedancia equivalente del equipo que entrega la 
señal tenga el valor conjugado de la impedancia característica de la línea (cuando la 
impedancia característica toma un valor real, se concreta en que Zs = Zo), al objeto de evitar 
que existan reflexiones en el principio de la línea que supongan pérdidas en la señal entregada 
al final de la línea. Analizando la ecuación general de las líneas de transmisión (ecuación 1.7) 
podemos deducir 2 efectos principales en las señales en función de las características de la 
línea los cuales son: 
 
1. Atenuación.- La señal disminuye su amplitud al transportarse a través de la línea y 
se producepor las pérdidas resistivas intrínsecas en el material de la línea. El valor 
resistivo está en función de los parámetros primarios R y G, por lo que si podemos 
definir una línea de baja perdida aquella cuyo valor de R  1 /unidad de longitud 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 18 
y G   (   0). Este efecto puede compensarse empleando amplificadores, por 
lo que se dice que proporciona información acerca de la ubicación de los 
repetidores en las líneas (Figura 1.4). 
 
2. Distorsión.- La señal es modificada en su forma original mientras viaja a través de 
la línea de transmisión, esto es debido a los efectos reactivos de la línea los cuales 
están en función de los componentes inductivos y capacitivos, es decir, los 
parámetros L y C. Este efecto es nocivo ya que cambia a la señal de forma la cual 
no puede restablecerse con amplificadores por lo nos sirve para determinar los 
límites técnicos en función de las componentes en frecuencia de la señal es decir, 
nos proporciona información acerca de la determinación del ancho de banda 
(Figura 1.4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.4 Ubicación espectral de Canales o Medios de Comunicación. 
 
 Las líneas de transmisión tienen un comportamiento distinto según sea su geometría, y 
los materiales utilizados para los conductores y dieléctrico. Así mismo, la frecuencia de la 
señal determina también en parte el comportamiento que tendrá la línea de transmisión. Estas 
propiedades determinan los valores de R, L, G y C, denominados parámetros concentrados de 
la línea o parámetros primarios. 
 
1.4 Clasificación de las Líneas de Transmisión. 
 
 Las ondas planas uniformes (O.P.U.), son ejemplos de propagación de ondas sin guías 
(inalámbricas  Wireless), en el sentido de que una vez que se han propagado en una 
dirección, dentro de un bloque infinito de material, continúan propagándose en la misma 
dirección. De acuerdo con lo anterior, las líneas de transmisión (al igual que las guías de onda) 
se utilizan para guiar la propagación de la energía de un punto a otro. 
 
 Las líneas de transmisión pueden ser de muchas formas y tamaños por lo cual pueden 
clasificarse de muchas maneras. Una manera conveniente de clasificarlas es en base a las 
configuraciones de sus campos eléctrico (E) y magnético (H), es decir, en base a los modos 
que pueden transmitir. De esta manera, las líneas de transmisión se pueden dividir en dos 
grupos principales: 
 
1) Las que tienen Modos Electromagnéticos Transversales (TEM), del cual se 
desprenden las O.P.U. y las que tienen Ondas Espaciales Electromagnéticas 
Transversales (cómo en las antenas de radio). 
( efectos de L, C ) 
( efectos de R, G ) 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 19 
 
2) Las que tienen Modos de Orden Superior. Como las Guías de Onda y la Fibra 
Óptica. 
 
 En las TEM tanto el Campo Eléctrico “E” como el Magnético “H” son enteramente 
transversales a la dirección de propagación (Figura 1.5), es decir, no existe ningún 
componente del campo eléctrico ni del magnético en la dirección de transmisión o 
propagación por ejemplo: Las Líneas Bifilares, Las Líneas Coaxiales. Por ejemplo, si la 
dirección de transmisión es en Z, entonces las únicas posibilidades para la dirección de E y de 
H serían Ex y Hy ó Ey y Hx. La única diferencia con las O.P.U. es que en el modo TEM, E y H 
no necesariamente son independientes de su posición en el plano formado por XY (el cual es 
transversal a Z). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.5 Representación de una Onda TEM. 
 
 
Mientras que en las O.P.U., E Y H sí deben ser independientes de su posición en estos 
planos (esto es la característica de uniformidad). Los modos de más alto orden siempre tienen 
al menos una componente, de alguno de los campos en la dirección de transmisión. 
 
 Todas las líneas de dos conductores como el cable coaxial o el cable de dos hilos son 
ejemplos de líneas que transmiten el modo TEM o simplemente de líneas TEM; mientras que 
las guías de onda huecas o fibras ópticas, líneas de un solo conductor, son ejemplos de líneas 
de modos más altos. En resumen: 
 
1) Línea modo TEM.- E y H son totalmente transversales a la dirección de transmisión. 
Ejemplos: todas las líneas de dos conductores (Coaxiales, Bifilares). 
 
2) Línea modo de más alto orden.- E ó H ó ambos tienen componentes en la dirección 
de transmisión. Ejemplos de modos de más alto orden son el modo TM, el modo TE. 
Ejemplos de este tipo de líneas de transmisión son las guías de onda huecas de un solo 
conductor o las líneas trifásicas. Como por ejemplo: Guías de Onda, Varillas 
Dieléctricas, Fibras Ópticas. 
 
Otra manera común de clasificar a las líneas de transmisión es en función del flujo de 
corriente en sus conductores originándose la siguiente clasificación: 
 
Dirección de 
Propagación 
z 
x 
y 
Campo Eléctrico E 
Campo Magnético H 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 20 
1) Líneas Balanceadas.- Es aquella en la que circula la misma corriente en los 
dos conductores (respecto a un nivel de referencia). Aquí ningún conductor está 
referido a tierra. El ejemplo más común son las líneas bifilares. (Figura 1.6) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.6 Esquema básico de una Línea Balanceada. 
a).- Circuito eléctrico. b).- Vista Frontal vs Plano de Referencia. 
 
 
2) Líneas No Balanceadas.- Es aquella donde cada uno de los conductores 
poseen corrientes distintas, dado que uno de ellos está referido a tierra. Ejemplo 
de estas líneas son los cables coaxiales. (Figura 1.7) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.7 Esquema básico de una NO Línea Balanceada. 
a).- Circuito eléctrico. b).- Vista Frontal vs Plano de Referencia. 
 
 
 Las antenas son sistemas balanceados. Actualmente se conectan con líneas no 
balanceadas y se adaptan con un Balun, 
 
 
Tx 
 
 Rx R 
I1 
I1 = I2 
 
 
Conductor 1 
Conductor 2 
I2 
I1 = I2 + I3 
 
 
I2 
 
Tx 
 
 Rx 
I1 
Conductor 1 
Conductor 2 
I3 
Conductores 
Plano de 
Referencia 
d1 = d2 
R 
C
o
n
d
u
c
t
o
r
e
s 
Plano de 
Referencia 
d1  d2 d1 
d2 
Los BALUN son dispositivos empleados para adaptar un sistema balanceado a uno 
NO balanceado o desbalanceado; o viceversa, de ahí su denominación Balance-
Unbalance. 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 21 
 Otra forma de clasificar a las líneas de transmisión, es en base a su aplicación como a 
continuación se muestra: 
 
1. En función de su temple y construcción, los alambres y cables desnudos de cobre 
pueden usarse como aisladores en líneas aéreas de distribución eléctrica, en neutros de 
subestaciones, en conexiones de puesta a tierra de equipo y de sistemas eléctricos. Los 
conductores de cobre son resistentes a la corrosión. Los cables de aluminio encuentran 
su principal aplicación en las líneas aéreas de subtransmisión de energía eléctrica a 
grandes distancias. Entre otros factores, el bajo peso del aluminio, en comparación con 
conductores eléctricos de otros metales, permite reducir el costo del manejo, herrajes, 
postes, tiempo de instalación y mano de obra. 
 
2. Podemos clasificarlos también en líneas de alta y baja tensión en función del potencial 
eléctrico que maneje. Se consideran de baja tensión todos aquellos conductores 
eléctricos cuya tensión de operación sea igual o menor a 600 V. 
 
3. Otra subdivisión importante son los cables control, los cuales encuentran su principal 
aplicación en la alimentación de circuitos de energía en plantas industriales y 
estaciones de control, así como para la conexión de equipos de protección, señalización 
y control. Pueden instalarse en ductos, en charolas,en tubería conduit, en instalaciones 
subterráneas y en lugares húmedos o secos. 
 
4. Se tienen los empleados en circuitos y equipos electrónicos. Los cables para 
electrónica son productos de precisión cuya función principal es transmitir señales 
eléctricas en un rango de frecuencia entre 1 a 4,000 MHZ, en este rango quedan 
incluidas desde las frecuencias de radio (RF) hasta las microondas y las de radar, 
pasando por las de TV y de FM. Con el diseño de estos cables se obtiene: 
 Mínima interferencia por radiación electromagnética desde y hacia el cable. 
 Bajas pérdidas de la señal transmitida. 
 Poca distorsión de la señal transmitida. 
 Facilidad de manejo e instalación. 
 
5. Y por último los empleados en los sistemas de comunicación, siendo el teléfono el que 
cuenta con la mayor infraestructura instalada, por lo que se diseñan un gran número de 
líneas de transmisión para cubrir esta aplicación específica. El rango de los cables 
telefónicos va desde cables sencillos de acometida interior y exterior hasta cables 
multipares de 3,900 pares para enlazar centrales telefónicas; cuentan con aislamiento 
sólido (foam skin); con núcleo de aire o relleno (jelly filled); con pantallas de aluminio 
lisa o corrugada; con armaduras de acero y cubiertas plásticas exteriores para 
diferentes aplicaciones, en calibres 26, 24, 22, 19 y 18 AWG (American Wire Gauge); 
para instalaciones aérea y subterránea, en ductos o directamente enterrados (Tabla 1.1). 
 
En el ámbito electrónico el término "línea" o "línea de transmisión" usualmente se 
utiliza únicamente para hacer referencia a los dispositivos que pueden transmitir modo 
TEM, mientras que el término "guía" o "guía de onda" se utiliza para hacer referencia 
a los dispositivos que pueden transmitir modos de orden superior o altos. 
 
Teoría Básica de Líneas de Transmisión 
M.C. Luis Héctor Porragas Beltrán 22 
1.1 Tabla de Conversión mm y Pulgadas a AWG (conductores sólidos). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Entre más grande sea el valor AWG menor 
será el grosor o diámetro del conductor. El 
conductor 18 tiene más grosor que el cable 40, 
por ejemplo. Los primeros 5 cables [de izquierda 
a derecha] son sólidos y los últimos dos son 
hilados o trenzados (stranded). 
 
Diametro mm 
Diametro 
pulgadas 
AWG 
0.254 0.010 30 
0.330 0.013 28 
0.409 0.016 26 
0.511 0.020 24 
0.643 0.025 22 
0.812 0.032 20 
1.020 0.040 18 
1.290 0.051 16 
1.630 0.064 14 
2.050 0.081 12 
2.590 0.102 10 
American Wire Gauge, estándar norteamericano usado en la designación del calibre 
(Diámetro) de los alambres y cables eléctricos. B&S Gauge Nombre original del 
estándar AWG. Circular MIL Unidad para medir la sección transversal de los 
conductores eléctricos, en el sistema AWG. Un Circular Mil corresponde al área de un 
círculo que tiene por diámetro una milésima de pulgada.