Receptores de Microondas

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Receptores de Microondas y Ondas Milimétricas con 
Aplicación en Monitoreo de Radiofrecuencias y 
Radiometría 
 
por 
 
M.C. Gustavo Alonso Martínez Escalante 
 
 
Tesis sometida como requisito parcial 
para obtener el grado de 
 
 
DOCTOR EN CIENCIAS EN LA ESPECIALIDAD DE ASTROFÍSICA 
 
en el 
 
INSTITUTO NACIONAL DE ASTROFÍSICA, ÓPTICA Y ELECTRÓNICA 
Octubre, 2013 
Tonantzintla, Puebla 
 
 
 
Supervisada por: 
 
Dr. Celso Gutierrez Martínez y Dr. Alberto Carramiñana Alonso 
 
 
 
© INAOE 2013 
Derechos reservados 
El autor otorga al INAOE el permiso de reproducir y 
Distribuir copias de esta tesis en su totalidad o en partes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen de la tesis 
 
En el presente trabajo se aborda el estudio y caracterización del ambiente 
electromagnético del sitio del Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano 
(GTM) y el estudio de receptores de microondas y ondas milimétricas. Para 
llevar acabo este proyecto se ha propuesto un esquema de mediciones de 
señales de radiofrecuencia en las bandas 0-6 GHz y 18-40 GHz. Éstas han sido 
seleccionadas por estar en la banda de frecuencia intermedia de los receptores 
heterodinos que utiliza el GTM. La integración del esquema de mediciones ha 
requerido del diseño y la construcción de dos monturas altazimutal, el 
desarrollo de la electrónica de control y programas para el control del sistema 
electromecánico, así como la medición de señales de interferencia del sitio. 
 
Se han realizado diversas campañas de medición en el sitio del GTM y los 
resultados obtenidos de esta caracterización han proporcionado información 
de los servicios de telecomunicaciones que ocupan el espectro 
electromagnético alrededor de Sierra Negra. Además, estos resultados han 
permitido la gestión ante la Comisión Federal de Telecomunicaciones 
(COFETEL), para que reconozca y asigne una zona silenciosa de protección 
para el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano. 
 
Una parte importante de este trabajo de tesis ha sido el estudio del 
funcionamiento de los receptores heterodinos, el ruido que generan y sus 
componentes. Se ha integrado un conjunto de receptores en las bandas C (3.7-
4.2 GHz), Ku (11.7-12.2 GHz) y W (90-92 GHz), con los elementos disponibles 
para comprender su funcionamiento. Los receptores desarrollados han sido 
utilizados como radiómetros para medir la radiación del Sol y la Luna en las 
bandas señaladas. Los resultados obtenidos demuestran que la operación de 
estos receptores es adecuada y concuerdan con los resultados obtenidos por 
otros autores utilizando otro tipo de receptores. 
 
El desarrollo de estos receptores representa un esfuerzo local por desarrollar 
instrumentación milimétrica en el INAOE, adicional a la ya existente para el 
GTM. 
 
Agradecimientos 
 
 
 
 
 
 
 
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. 
Por la beca crédito dada para la realización de mis 
estudios de postgrado. 
 
 
 
 
Al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y 
Electrónica. 
 Por la facilidades prestadas durante el transcurso de mis 
estudios. 
 
 
 
A los Drs. Celso Gutiérrez Martínez y Alberto 
Carramiñana Alonso. 
Por su apoyo y compresión durante el desarrollo de este 
trabajo. 
 
Dedicatoria 
 
 
A Dios, 
Por haberme dado la vida y ha estado junto a mi, 
enseñándome con su palabra, como regir mi vida y mis 
acciones. 
 
A mi esposa Kenia y mis Ángeles 
Por su comprensión y ayuda en el desarrollo de este 
trabajo. Asimismo por ser mi motivación para ser cada día 
mejor. 
 
A mis Padres, 
A mi padre por que su ejemplo de vida me inspira a 
luchar por ser justo, honrado, un mejor hombre cada día y 
un ejemplo a seguir. 
A mi madre, por que su amor, dedicación y devoción a 
Dios, inculcaron en mi la fé y el amor a Dios. 
 
A mis hermanos. 
Por su apoyo y compresión. En especial a mi hermano 
Pedro, por su gran apoyo, por sus enseñanzas y por ser 
un ejemplo de lucha, lealtad, valor y honradez. 
 
A mis Amigos, 
Que en momentos difíciles estuvieron a mi lado, 
mostrándome caras nuevas de la vida. 
 
 
- i - 
ÍNDICE 
 
 
Capítulo 1 .....................................................................................................- 1 - 
1.1 Introducción .....................................................................................- 1 - 
1.2 Objetivo general ..............................................................................- 5 - 
1.3 Justificación de esta tesis...............................................................- 5 - 
1.4 Estructura de la tesis ......................................................................- 6 - 
 
Capítulo 2 
 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
2.1 Introducción ....................................................................................- 9 - 
2.2 La radioastronomía y la interferencia electromagnética ......- 11 - 
2.3 Recomendaciones de la Unión Internacional de 
Telecomunicaciones (ITU) y protección del servicio de 
radioastronomía............................................................................- 17 - 
2.4 Importancia del monitoreo de radiofrecuencias ....................- 19 - 
2.5 Diseño conceptual de un sistema de monitoreo de 
radiofrecuencias............................................................................- 21 - 
2.6 Programa de control y adquisición de datos...........................- 23 - 
2.7 Sistema mecánico de posicionamiento de antenas................- 25 - 
2.7.1 Monturas para el sistema mecánico ......................................- 27 - 
2.7.2 Montura para antena Cassegrain en la banda W................- 28 - 
2.8 Integración del sistema de monitoreo de radiofrecuencias .- 30 - 
2.8.1 Monitoreo de Radiofrecuencias.............................................- 30 - 
2.8.2 Bandas VHF (muy altas frecuencias) y UHF (ultra altas 
frecuencias) ................................................................................- 32 - 
2.8.3 Banda 2.5-2.7 GHz.....................................................................- 37 - 
2.8.4 Banda de 5-6 GHz .....................................................................- 38 - 
2.8.5 Banda de 18-40 GHz .................................................................- 40 - 
2.8.6 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM, 12 de 
marzo de 2013.............................................................................- 43 - 
2.9 Protección del GTM contra interferencia ................................- 51 - 
2.10 Potencialidad de desarrollo de receptores de radiofrecuencia 
para monitoreo de RF y radiometría.........................................- 53 - 
2.11 Conclusiones .................................................................................- 53 - 
2.12 Referencias.....................................................................................- 55 - 
 
- ii - 
Capítulo 3 
 Desarrollo de receptores de radiofrecuencia y radiometría 
3.1 Introducción ..................................................................................- 57 - 
3.2 Receptores de radiofrecuencia para radiometría ...................- 58 - 
3.3 Ruido en receptores de radiofrecuencia ..................................- 60 - 
3.3.1 Ruido térmico de una resistencia ..........................................- 60 - 
3.3.2 Temperatura de ruido de una antena....................................- 64 - 
3.3.3 Figura de ruido y temperatura de ruido en un receptor de 
radiofrecuencias ........................................................................- 71 - 
3.3.4 Ruido y temperatura de ruido en un receptor de RF. ........- 73 - 
3.4 Receptor heterodino en la banda milimétrica a 90 GHz. .....- 75 - 
3.5 Conclusiones .................................................................................- 80 - 
3.6 Referencias.....................................................................................- 81 - 
 
Capítulo 4Receptores radiométricos para microondas y ondas milimétricas 
4.1 Introducción ..................................................................................- 83 - 
4.2 Receptor de microondas en banda C........................................- 83 - 
4.2.1 Elementos del receptor radiométrico en banda C ..............- 84 - 
4.2.1.1 Antena receptora - 84 - 
4.2.1.2 Bloque de bajo Ruido (LNB) - 85 - 
4.2.1.3 Filtro Pasa banda - 86 - 
4.2.1.4 Detector de Potencia - 87 - 
4.2.2 Radiometría solar en banda C ................................................- 89 - 
4.2.3 Cálculo de la temperatura de antena del receptor en 
banda C .......................................................................................- 89 - 
4.3 Receptor de microondas de banda Ku .....................................- 91 - 
4.3.1 Elementos del receptor radiométrico en banda Ku............- 92 - 
4.3.1.1 Antena receptora - 93 - 
4.3.1.2 Bloque de bajo ruido (LNB) - 93 - 
4.3.2 Resultados obtenidos con el receptor de potencia total en 
banda Ku (11.7-12.2 GHz)........................................................- 94 - 
4.4 Receptor de RF en frecuencias milimétricas...........................- 97 - 
4.5 Receptor de ondas milimétricas a 90 GHz ..............................- 98 - 
4.5.1 Parámetros de funcionamiento del receptor, temperatura 
de ruido del sistema y fondo de ruido................................- 101 - 
4.5.2 Esquema transmisor-receptor en 90 GHz ................................- 104 - 
4.5.2.1. Pruebas de enlace a 90 GHz - 105 - 
 
- iii - 
4.5.2.2 Caracterización del patrón de recepción de antenas de ondas milimétricas - 
108 - 
4.6 Aplicaciones del receptor de ondas milimétricas de 90 GHz- 112 - 
4.6.1 Mediciones de radiación solar .............................................- 113 - 
4.7 Comparación de los datos obtenidos de los receptores con los 
reportados en la literatura.........................................................- 116 - 
4.8 Instalación del receptor a 90 GHz en la montura de RT1...- 118 - 
4.9 Referencias...................................................................................- 122 - 
 
Capítulo 5 
 Conclusiones y trabajo a futuro 
5.1 Conclusiones ...............................................................................- 125 - 
5.2 Trabajo a futuro ..........................................................................- 129 - 
 
Artículos generados en el desarrollo de este trabajo de tesis........- 131 - 
 
 
 
- iv - 
 
- v - 
Índice de Figuras y Tablas 
 
 Capítulo 2. 
Figura 2.1 Espectro de emisión de las fuentes típicas de radiofrecuencias. 12 
Figura 2.2. Espectros de radiofrecuencias generados por diferentes 
mecanismos de emisión en radio-ondas 
 
12 
Figura 2.3 Ventanas atmosféricas comúnmente utilizadas en la astronomía. 13 
Figura 2.4 Absorción atmosférica en las bandas de radio, milimétrica y sub-
milimétrica debido al contenido del vapor de agua. 
 
14 
Figura 2.5 Imagen del VLA en OH/IR a 1612 MHz: (a) sin interferencia y (b) 
con interferencia en la detección. 
 
16 
Figura 2.6 Niveles de umbral de interferencia perjudicial para observaciones 
radioastronómicas de líneas espectrales y de continuo emitidos en 
la recomendación ITU-R RA.769.2 por la Unión Internacional de 
Telecomunicaciones. 
 
 
 
18 
Figura 2.7 Esquema conceptual de un sistema de monitoreo de 
radiofrecuencias. 
 
21 
Figura 2.8 Diagrama del programa de control del sistema de monitoreo. 23 
Figura 2.9 Ventana de ejecución del programa de control. 24 
Figura 2.10 Esquema a bloques del sistema electromecánico. 26 
Figura 2.11 Tarjeta de control del sistema mecánico. 26 
Figura 2.12 Sistema mecánico para antenas 0-40 GHz. 27 
Figura 2.13 Montura para el sistema de RF en la banda 75-110 GHz. 29 
Figura 2.14 Antena y receptor de 90 GHz. 29 
Figura 2.15 Monitoreo de radiofrecuencias, a) en el INAOE y b) volcán Sierra 
Negra. 
 
30 
Figura 2.16 Datos medidos en el sitio del GTM en la banda de 0-3 GHz. 31 
Tabla 1 Servicios asignados por la COFETEL en la banda de frecuencia 0-5 
GHz. 
 
32 
Figura 2.17 Señales en la banda 88-108 MHz (VHF), (a) espectro de potencia y 
(b) la distribución espacial alrededor del VSN. 
 
34 
Figura 2.18 Difusión en las bandas de a) 54-72 MHz de los canales de 2,3 y 4 y 
b) 180-220MHz de los canales del 7 al 13 
 
35 
Figura 2.19 Señales en la banda de 144-146 MHz (VHF). 36 
Figura 2.20 Señales de TV en la banda 535-595 MHz. 36 
Figura 2.21 Señal medida (a) espectro de frecuencia en la banda 1.96-1.98 GHz 
y (b) su distribución espacial en el entorno de VSN. 
 
37 
Figura 2.22 Mediciones en la banda 2.5-2.7 GHz. 38 
Tabla 2 Servicios asignados por COFETEL en la banda de 5-6 GHz. 38 
Figura 2.23 Mediciones realizadas en la banda 5-6 GHz. 40 
Tabla 3 Servicios asignados por COFETEL asignados a la banda de 
frecuencias de 18-40 GHz. 
 
40 
 
- vi - 
Figura 2.24 Mediciones en la banda de frecuencias 18-25 GHz. 42 
Figura 2.25 Mediciones realizadas en la banda de frecuencias 25-30 GHz. 42 
Figura 2.26 Mediciones para la banda de frecuencia 30-40 GHz. 43 
Figura 2.27 Localización de los puntos de medición del espectro de RF en el 
sitio del GTM. 
 
44 
Figura 2.28 Medición del espectro de RF en la banda 0-1 GHz a) 0- 500 MHz y b) 
500 MHz- 1 GHz. Punto 1. 
 
44 
Figura 2.29 Medición del espectro de RF en la banda 0‐3 GHz en el punto 1. 45 
Figura 2.30 Medición del espectro de RF en la banda 4-7 GHz en el punto 1. 45 
Figura 2.31 Mediciones del espectro de RF en la banda de 0-1 GHz en el segundo 
punto de medición. 
 
46 
Figura 2.32 Medición del espectro de RF en el segundo punto de medición, en la 
banda 1- 3 GHz. 
 
47 
Figura 2.33 Medición del espectro de RF en el segundo punto de medición, en la 
banda a) 4-6 GHz y b) 5-7 GHz. 
 
47 
Figura 2.34 Medición del espectro de RF en el tercer punto de medición, en la 
banda 0-1.3 GHz. 
 
48 
Figura 2.35 Espectro de RF del tercer sitio de medición en la banda 1-3 GHz. 48 
Figura 2.36 Medición del espectro de RF en el tercer sitio de medición en las 
bandas: a) 4-6 GHz y b) 6-7 GHz. 
 
49 
Figura 2.37 Espectro de RF en el cuarto punto de medición en la banda de 0-1 
GHz 
 
49 
Figura 2.38 Medición del espectro en la banda 1-3 GHz. 50 
Figura 2.39 Medición del espectro de RF en la banda 4-7 GHz. 51 
Figura 2.40 Mapa de la zona silente de 100 km de radio asignada por la COFETEL 
para la adecuada operación del Gran Telescopio Milimétrico Alfonso 
Serrano. 
 
 
52 
Tabla 4 Resumen de los niveles de potencia medidos en Sierra Negra 54 
 
 Capítulo 3 
Figura 3.1 Diagramas a bloques de receptores radiométricos más utilizados. 59 
Figura 3.2 Resistor conectado a una red pasiva. 61 
Figura 3.3 Circuito equivalente para el análisis de la potencia de ruido 
entregada a una red pasiva. 
 
62 
Figura 3.4 Resistencia conectada en la entrada de antena. 64 
Figura 3.5 Ángulo sólido de una antena 67 
Figura 3.6 Fuente discreta observada por una antena receptora 68 
Figura 3.7 Fuente extendida observada por una antena receptora 68 
Figura 3.8 Espectro de radiación solar. 71 
Figura 3.9 Bloque amplificador de RF. 72 
Figura 3.10 Conexión de N amplificadores en cascada. 74 
Figura 3.11 Esquema de un receptor heterodino para radiometría solar en la 
banda milimétrica. 
 
75 
 
- vii - 
Figura 3.12 Esquema simplificado para determinar el ruido de la antena y el 
amplificador de RF. 
 
76 
Figura 3.13 Diagrama a bloques del amplificador y mezclador para determinar 
la potencia de ruido de los dispositivos. 
 
77 
Figura 3.14 Esquema completo del receptor y las aportaciones de ruido en 
cada etapa. 
 
78 
Figura 3.15 Potencia de ruido generado por el receptor y sus componentes a 
temperatura ambiente. 
 
79 
 
 Capítulo 4 
Figura 4.1 Receptor heterodino en banda C. 84 
Figura 4.2. Antena parabólica utilizada en el esquema receptor en banda 
 C (3.7-4.2 GHz) 
 
85 
Tabla 5 Características del receptor de bandaC. 85 
Figura 4.3 Filtro pasa banda de microondas de líneas acopladas en circuito 
abierto. 
 
86 
Figura 4.4 Respuesta en frecuencia del filtro pasa banda utilizado en el 
receptor de banda C. 
 
86 
Figura 4.5 Detector de potencia basado en el circuito AD8362. 87 
Figura 4.6 Curva de respuesta del detector de potencia integrado en el 
INAOE a 900MHz, 1.2 GHz y 1.4 GHz. 
 
88 
Tabla 6 Características eléctricas del detector de potencia integrado en el 
INAOE 
 
88 
Figura 4.7 Radiación Solar en banda C y datos importantes para determinar 
la temperatura de antena. 
 
90 
Tabla 7 Temperatura del Sol en banda C. 91 
Figura 4.8 Receptor heterodino integrado para mediciones en banda Ku. 92 
Figura 4.9 Antena offset para banda Ku (11.7-12.2 GHz). 93 
Tabla 8 Características eléctricas del LNB para banda Ku 93 
Figura 4.10 Tránsito del Sol medido con el receptor en banda Ku. 95 
Figura 4.11 Tránsito solar medido con el receptor radiométrico de banda Ku. 96 
Figura 4.12 Tránsito lunar detectado con el receptor en banda Ku, utilizando el 
detector desarrollado en el INAOE. 
 
97 
Tabla 9 Mediciones del Sol y de la Luna en banda Ku. 97 
Figura 4.13 Esquema del receptor heterodino de 90 GHz. 99 
Figura 4.14 Algunos componentes utilizados en el receptor de 90 GHz. 99 
Figura 4.15 Antena parabólica tipo Cassegrain utilizada en el receptor de 90 
GHz. 
 
100 
Figura 4.16 Osciladores utilizados en el esquema receptor a 90 GHz. 100 
Figura 4.17 (a) Amplificador de bajo ruido y (b) mezclador. 101 
Tabla 10 Temperatura de ruido del receptor. 103 
Figura 4.18 Esquema transmisor a 90 GHz. 104 
Figura 4.19 Esquema del receptor a 90 GHz para pruebas de enlace y 
 
- viii - 
caracterización de las antenas 104 
Figura 4.20 Enlace de radiofrecuencia a 90 GHz. 105 
Figura 4.21 Esquema transmisor-receptor a 90 GHz instalado en el volcán 
Sierra Negra. 
105 
Figura 4.22 Transmisor de 90 GHz instalado en el volcán Sierra Negra. 106 
Tabla 11 Pérdidas por propagación atmosférica a 90 GHz. 106 
Figura 4.23 Balance de potencia del enlace de radiofrecuencias a 90 GHz. 107 
Figura 4.24 Señal recibida a 90 GHz. 107 
Figura 4.25 Transmisor a 90 GHz y sistema mecánico de movimiento. 109 
Figura 4.26 Receptor a 90 GHz. 109 
Figura 4.27 Patrón de recepción de la antena a 90 GHz. 110 
Figura 4.28 Patrón de radiación de la antena a 90 GHz en 3D. 110 
Figura 4.29 Conjunto de mediciones realizadas para la antena parabólica a 90 
GHz en cada una de la elevaciones realizadas. 
 
111 
Figura 4.30 Imagen tridimensional del patrón de recepción de la antena 
parabólica (vista lateral). 
 
112 
Figura 4.31 Receptor a 90 GHz. 113 
Figura 4.32 Medición de la radiación solar a 90 GHz. 114 
Figura 4.33 Medición de la radiación del Sol a 90 GHz. 115 
Tabla 12 Resultados obtenidos de las mediciones con el receptor a 90 GHz. 116 
Figura 4.34 Comparación de la temperatura de brillo del Sol obtenida con el 
radiómetro en banda W. 
 
116 
Figura 4.35 Comparación de los datos obtenidos de la temperatura de brillo 
del Sol con los radiómetros en banda C y Ku con los datos 
recopilados por Shimabukuro. 
 
 
117 
Figura 4.36 Montura del radiotelescopio RT1 y el receptor para 90 GHz 
integrado en el laboratorio de microondas del INAOE. 
 
119 
Figura 4.37 Receptor a 90 GHz instalado en la parte posterior de la antena. 119 
Figura 4.38 Medición del Sol utilizando el RT1. 29 de Noviembre de 2011. 120 
Figura 4.39 Medición del Sol a 90 GHz en el RT1. 29 de Noviembre de 2011. 120 
Figura 4.40 Medición de la radiación lunar con el receptor a 90 GHz. 29 de 
noviembre de 2011 
 
121 
Figura 4.41 Medición de la radiación lunar a 90 GHz. 29 de noviembre de 
2011. 
 
121 
 
 
- ix - 
 
- x - 
Capítulo 1 Introducción 
- 1 - 
Capítulo 1 
 
1.1 Introducción 
 
Los avances científicos y tecnológicos de las últimas décadas han permitido 
explorar nuevas bandas del espectro electromagnético. Los sistemas de 
telecomunicaciones por ejemplo han desarrollado una gran variedad de servicios 
redes de área local y personal, enlaces punto a punto, enlaces de microondas, 
enlaces de última milla, entre otros, con los cuales se puede transmitir video, voz, 
datos y ello hace que se requiera un mayor ancho de banda. La radioastronomía es 
un servicio pasivo dedicado al estudio y exploración del universo, y comparte con 
los sistemas de comunicaciones, el medio ambiente que es el canal de transmisión 
y recepción de información. Las señales recibidas por la radioastronomía son 
débiles y al ser recibidas en conjunto con señales interferentes, la relación señal a 
ruido se reduce, así como la capacidad del canal de transmisión. 
 
Para evitar la degradación de las señales astronómicas por causa de la 
interferencia, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), ha desarrollado 
una serie de recomendaciones que son necesarias de tomar en cuenta para 
minimizar los efectos de la interferencia de radiofrecuencias (RFI). Estas 
recomendaciones engloban la selección del sitio, la generación de los marcos 
regulatorios ante los organismos gubernamentales, el establecimiento de zonas 
libres de interferencia, entre otras que pueden ser leídas con más detalle en las 
recomendaciones ITU-R.RA769, ITU-R.RA517, ITU-R.RA611, ITU-R.RA1513, etc. 
 
La selección del sitio es fundamental para la operación óptima de los observatorios 
astronómicos. La ITU recomienda a los radioastrónomos, seleccionar como sitios 
propicios para la instalación de los radiotelescopios, a aquellos lugares que estén lo 
más libres de señales de interferencia. Caso concreto ha sido la selección del sitio 
Capítulo 1 Introducción 
- 2 - 
para The Square Kilometer Array (SKA). El radiotelescopio SKA, es un 
radiotelescopio que tendrá una superficie total de un kilómetro cuadrado. Está 
previsto que opere en la banda de frecuencias desde 100 MHz hasta 25 GHz (Lazio 
T., 2007) y se ha previsto que utilice 3000 antenas de 15 mts de diámetro, 
distribuidas en 5 brazos espirales y se extenderán en una línea de base de al menos 
3000 km (www.skatelescope.org). Para definir el lugar donde va ser instalado el 
arreglo SKA se propusieron dos candidatos Sudáfrica y Australia/Nueva Zelanda 
(CRAF Newsletter No 24, noviembre 2011). Un factor importante para la selección 
del sitio es la información sobre el entorno electromagnético de los sitios y las 
acciones que se tomaran para la protección de la infraestructura científica. En 
respuesta a este cuestionamiento, los candidatos han anunciado el establecimiento 
de zonas silenciosa de radiofrecuencia interferente (ZSRFI) alrededor de los sitios 
principales, nuevas legislaciones a fin de dotar de la protección necesaria al 
radiotelescopio SKA. Entre la información necesaria para la selección del sitio están 
las características de la ZSRFI: la cobertura de frecuencias, los niveles de 
interferencia, la distancia de protección, el tiempo de establecimiento de la misma, 
asimismo información sobre la legislación para la protección, leyes locales, 
nacionales aplicables que se deben cumplir, el mantenimiento y supervisión de la 
ZSRFI, entre otros factores (CRAF Newsletter No 24, noviembre 2011). Los datos e 
información recibida, fueron analizadas por un panel de experto en la materia y 
como resultado se definió la instalación del SKA en ambos sitios. 
 
Las campañas de medición para determinar la presencia de RFI en ambos sitios, 
mostró que son lugares tranquilos en materia de interferencia y propicios para la 
instalación del SKA. Se tendrá que tratar con un poco de RFI procedente de fuentes 
terrestres distantes, así como de emisiones de aviones y satélites. Se mantendrá el 
registro de las mediciones en ambos lugares a fin de proporcionar a los ingenieros 
encargados del diseño de los instrumentos, la información necesaria para crear 
Capítulo 1 Introducción 
- 3 - 
sistemas robustos ante la interferencia de radiofrecuencia y mantener el entornode 
los sitios libres de RFI (CRAF Newsletter No 26, diciembre 2012). 
 
Un factor importante para la selección de los sitios de los radiotelescopios es, sin 
duda, el estudio del medio ambiente electromagnético, así como el establecimiento 
de los marcos legales y las legislaciones pertinentes que permitan la protección de 
la infraestructura científica. Asimismo un monitoreo de RFI permanente permite 
generar estrategias para reducir de la interferencia en los sitios de los 
radiotelescopios y mantenerlos libres de contaminación. 
 
En México se ha iniciado la operación del Gran Telescopio Milimétrico Alfonso 
Serrano. Ubicado en la cima del volcán Sierra Negra (VSN), a 4600 msnm y se 
localiza a 19º norte y 97º longitud oeste, el GTM tiene el acceso al cielo de ambos 
hemisferios. El GTM cuenta actualmente con una antena parabólica de 32 metros 
de diámetro y ha sido diseñado para captar señales de objetos celestes en la banda 
de frecuencias de 75-350 GHz, en la región milimétrica del espectro 
electromagnético, se espera que en poco tiempo, el GTM esté terminado y cuente 
con una antena de 50 metros de diámetro. Un conjunto de instrumentos de primera 
generación como AzTEC (Astronomical Thermal Emission Camera), SEQUOIA, 
Redshift Search Receiver (RSR) System, permitirán al GTM investigar temas tan 
diversos como la constitución de los cometas, las atmósferas planetarias, la 
formación de los planetas extrasolares, el nacimiento y evolución de las estrellas, el 
crecimiento jerárquico de las galaxias y cúmulos de galaxias, en las frecuencias de 
142.8, 214.3 y 272.7 GHz. El GTM estudiará igualmente la distribución de la 
radiación cósmica de microondas y sus irregularidades en cuatro bandas: 2.1 mm 
(142.8 GHz), 1.3 mm (230.7 GHz), 1.1 mm (272.7 GHz) y 0.85 mm (352.9 GHz). 
El desarrollo de la radioastronomía y los avances que han surgido en materia de 
tecnología han permitido la construcción de instrumentos de gran sensibilidad, 
Capítulo 1 Introducción 
- 4 - 
como el GTM; con el objeto de explorar con mayor detalle el Universo que nos 
rodea. La presencia de ondas electromagnéticas que se propagan en el medio 
ambiente, originadas principalmente por sistemas de comunicaciones de 
naturaleza humana, puede interferir con las señales de interés en radioastronomía, 
hasta el punto que sean indetectables debido a que sus niveles de potencia son 
muy inferiores a las señales interferentes de origen humano. Por ejemplo, fuentes 
como Cygnus A emite una potencia de 1038 Watts, sin embargo la densidad 
potencia que llega a la tierra y captada por los receptores es aproximadamente de 
10-17 mW m-2, es decir -170 dBm o en el caso de la línea de recombinación del 
hidrogeno, FH41α = 1.32 x 10-16 mW /m2 o -160.84 dBm, proveniente de M82 a la 
frecuencia de 92.0344 GHz. 
Los factores predominantes para la selección del GTM fueron la alta transparencia 
atmosférica (Meza J. et al, 2003) y las condiciones climáticas, propicias para captar 
señales de radiofrecuencia provenientes del universo hasta 350 GHz (Carrasco E., 
et al 2009), como la temperatura, la velocidad y dirección del viento así como la 
turbulencia atmosférica, sin embargo, un estudio sobre el ambiente 
electromagnético del sitio del GTM no ha sido realizado. Es por ello, que un 
aspecto fundamental para la protección del GTM es conocer la distribución y la 
potencia de señales de radiofrecuencia (RF) en el sitio donde se localiza. Las 
radiofrecuencias presentes en el entorno del GTM podrían interferir con la 
recepción del instrumento. Para detectar, medir y localizar las fuentes de 
radiofrecuencia, se ha desarrollado un sistema de monitoreo de radiofrecuencias 
en la banda de 0-40 GHz, con el objeto de caracterizar el ambiente electromagnético 
del sitio GTM. Con la experiencia adquirida en el desarrollo del sistema de 
monitoreo de RF, en una segunda parte de este trabajo, se han integrado esquemas 
de recepción heterodina en las bandas C (3.7-4.2 GHz), Ku (11.7-12.2 GHz) y W (90 
GHz), con el fin de utilizarlos como radiómetros de microondas y ondas 
Capítulo 1 Introducción 
- 5 - 
milimétricas. Estos primeros radiómetros buscan promover el desarrollo de 
instrumentos radioastronómicos y radiométricos en el INAOE. 
1.2 Objetivo general 
 
Este trabajo se ha desarrollado en dos partes complementarias. El objetivo general 
propuesto es el estudio de esquemas de medición de señales de radiofrecuencia 
que han permitido, en una primera parte, el desarrollo de un sistema de monitoreo 
de radiofrecuencias, con la finalidad de estudiar y caracterizar el ambiente 
electromagnético del volcán Sierra Negra, sitio del Gran Telescopio Milimétrico 
Alfonso Serrano. En la segunda parte de este trabajo, se aprovechan los resultados 
generados en el desarrollo de sistema de monitoreo de radiofrecuencias para 
diseñar e integrar esquemas receptores de radiofrecuencia en la banda C, Ku y W, 
con potencial en sistemas de monitoreo de RF y radiometría. Estos receptores han 
sido integrados y probados como radiómetros para detectar la emisión de RF del 
Sol y la Luna. 
 
1.3 Justificación de esta tesis 
 
Con la infraestructura tecnológica con que se cuenta en el INAOE, en la primera 
parte de esta tesis, se ha trabajado en el desarrollo de un sistema de monitoreo de 
señales de radiofrecuencias, en las bandas del espectro radioeléctrico de 0-40 GHz. 
Esta banda de frecuencias es importante para el GTM, ya que los receptores 
heterodinos que utiliza, SEQUOIA, RSR System y 1 mm SIS Receiver, tienen su 
etapa de frecuencia intermedia entre 0 y 20 GHz, de igual manera la electrónica de 
lectura y procesamiento de los instrumentos opera a bajas frecuencias. En esta 
banda de frecuencias se localizan señales de RF provenientes de sistemas de 
comunicación, radar, sistemas satelitales, sistemas celulares entre otros, las cuales, 
pueden potencialmente interferir con los instrumentos. El esquema desarrollado ha 
Capítulo 1 Introducción 
- 6 - 
sido utilizado para caracterizar el ambiente electromagnético del sitio del GTM. 
Los resultados obtenidos han sido base esencial para solicitar ante la Comisión 
Federal de Telecomunicaciones, la protección del GTM. La COFETEL ha acordado 
la creación de una zona silenciosa alrededor del sitio del GTM. Como resultado del 
desarrollo del sistema de monitoreo de radiofrecuencias, esta tesis ha abordado en 
una segunda parte, el estudio de receptores de radiofrecuencias en las bandas C, 
Ku y W. Esto representa una oportunidad única para sentar las bases teóricas 
necesarias que permitan desarrollar esquemas de monitoreo de radiofrecuencias e 
incursionar en el desarrollo de receptores de RF con uso potencial en radiometría. 
En la parte final de esta tesis se ha trabajado en la integración de un receptor a 90 
GHz, el cual se ha utilizado como radiómetro solar y lunar. 
 
1.4 Estructura de la tesis 
 
El trabajo de tesis se desarrolla en 5 capítulos. En el capítulo 2 se describe el diseño y 
prueba de una estación de monitoreo de radiofrecuencias (RF) para el Gran Telescopio 
Milimétrico. El esquema de monitoreo se ha utilizado para caracterizar el medio 
ambiente electromagnético del sitio del radiotelescopio en la banda de frecuencia 0-40 
GHz. 
 
En el capítulo 3 se presentan los esquemas básicos de receptores utilizados en 
radiometría y se describen de manera breve las bases teóricas del ruido en estos 
dispositivos. 
 
En el capítulo 4 se describe la integración de radiómetros de microondas y ondas 
milimétricas en las bandas C (3.7-4.2 GHz), Ku (11.7-12.2 GHz) y W (90 GHz). Estos 
radiómetros se han utilizado para medir la radiación solar. Se reportan los resultados 
de las mediciones del Sol y la Luna como prueba del funcionamiento de los receptores 
desarrollados. 
Capítulo 1 Introducción 
- 7 - 
 
En el capítulo V, se presentan las conclusiones finales de este trabajo y lostrabajos a 
futuro. 
Capítulo 1 Introducción 
- 8 - 
 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 9 - 
Capítulo 2 
Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
2.1 Introducción 
 
La radioastronomía es una rama de la astronomía que estudia el cosmos y sus 
fenómenos astrofísicos, midiendo la emisión de la radiación electromagnética en la 
región de ondas radio del espectro electromagnético, que va desde 15 MHz hasta 
1.5 THz (Thomas L. et al 2009). Para ello hace uso de grandes antenas parabólicas o 
grupos de antenas, con la finalidad de captar la mayor cantidad de radiación 
posible, proveniente de una región específica del Universo. 
 
La radioastronomía es una ciencia relativamente nueva; sin embargo, durante los 
últimos 30 años, ha tenido un gran impulso en el mundo. El desarrollo y 
crecimiento de ciencias como la electrónica, óptica, mecánica y cómputo se ha 
manifestado en nuevos componentes electrónicos, poderosos sistemas de 
procesamiento de información, antenas receptoras con superficies adaptables e 
instrumentos cada vez más sensibles. 
 
Los avances tecnológicos generados han repercutido de manera positiva en la 
radioastronomía, así como en la sociedad. Por ejemplo, las comunicaciones 
espaciales y satelitales han propiciado el auge de la telefonía celular, la cual ha 
tenido un impacto tan grande, que se ha convertido en un producto de uso masivo, 
con una penetración superior al 90% de la población en países en desarrollo, según 
la ITU, mientras que en países desarrollados, esta cifra es superior. Con estos 
dispositivos, actualmente no solo se pueden realizar llamadas telefónicas, sino que 
también permiten accesar a los servicios de Internet y realizar videoconferencias, 
entre otras aplicaciones. Los sistemas de comunicaciones actuales buscan ofrecer a 
sus clientes una gama de servicios, entre los que se incluyen voz, datos e imagen. 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 10 - 
Los receptores usados en la radioastronomía son extremadamente sensibles a las 
señales provenientes de objetos celestes; por lo general, estas señales son muy 
débiles comparadas con las señales de origen terrestre y pueden ser interferidas 
fácilmente. La interferencia electromagnética es un fenómeno físico capaz de 
degradar y perturbar el funcionamiento de cualquier equipo eléctrico y electrónico. 
Este fenómeno se manifiesta de dos maneras: por conducción (a través de los 
conductores que unen varios circuitos y sistemas, cables de alimentación, señal o 
tierra) y por radiación (a través de campos electromagnéticos generados por los 
sistemas electrónicos y de comunicación). La interferencia electromagnética es un 
aspecto crítico en el campo de las telecomunicaciones, pero lo es más en el dominio 
de la radioastronomía. En México se ha desarrollado el proyecto del Gran 
Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, es el proyecto científico más grande del 
país, así como el telescopio milimétrico más grande en su tipo y recientemente ha 
iniciado su operación. El GTM está ubicado en el estado de Puebla a 4600 m sobre 
el nivel del mar, en la cima del volcán Sierra Negra. El sitio del GTM se encuentra a 
18º 59' 06" latitud Norte y 97º 18' 53" longitud oeste. El GTM es un sistema de 
receptores de ondas milimétricas en la banda de 70-350 GHz, que recibirán señales 
extremadamente débiles desde el espacio. En estas circunstancias es necesario 
monitorear el ambiente electromagnético en la cima del volcán Sierra Negra para 
conocer los niveles de potencia de las señales electromagnéticas que se propagan 
en el sitio del GTM. 
 
En este capítulo se describe el diseño y desarrollo de un sistema de monitoreo de 
señales de radiofrecuencia, su integración y la realización de mediciones de 
radiofrecuencias en el sitio del GTM. Este esquema ha permitido estudiar el 
ambiente electromagnético del sitio del GTM en la banda de 0-40 GHz. 
 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 11 - 
2.2 La radioastronomía y la interferencia electromagnética 
 
La radioastronomía es el estudio del Universo mediante de la recepción y análisis 
de ondas electromagnéticas en la región de radiofrecuencia (RF), provenientes de 
objetos distantes. La radiación emitida por los cuerpos celestes se debe a distintos 
mecanismos, entre los que pueden mencionar 
• Radiación térmica de los planetas del sistema solar y de cuerpos sólidos 
(Thomas L, Wilson et al 2009 y Jim Cohen et al 2005). 
• Radiación térmica debida a gas y polvo en el medio interestelar, con 
temperaturas entre 10 y 20 K. 
• Radiación sincrotón de electrones con velocidades cercanas a la de la luz, 
inmersos en un campo magnético, como se observa en radio galaxias, 
quasares ó en remanentes de supernovas (Jim Cohen et al 2005). 
• Radiación de líneas espectrales de átomos y transiciones moleculares que 
ocurren en el medio interestelar o en las envolventes gaseosas de las estrellas 
(Jim Cohen et al 2005). 
En la figura 2.1 se muestra el espectro de diferentes fuentes de radio que producen 
emisión en las bandas de microondas, ondas milimétricas y submilimétricas, y en 
la figura 2.2 se muestra el espectro de emisión de diversos mecanismos asociados 
con fuentes de radiofrecuencia. 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 12 - 
 
Figura 2.1 Espectro de emisión de las fuentes típicas de radiofrecuencias. Los flujos 
corresponden a las fuentes mas intensas conocidas. 1Jy = a -230dBm m-2Hz-1. [1] 
 
Figura 2.2. Espectros de radiofrecuencias generados por diferentes mecanismos de 
emisión en radio-ondas. [1] 
La radiación emitida por los cuerpos celestes se ve afectada por el medio en el que 
viaja, (refracción, dispersión y absorción de la radiación), debido a los elementos y 
moléculas constituyentes que generalmente absorben la energía electromagnética. 
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-210 
 
 
 
 
 
-220 
 
 
 
 
 
-230 
 
 
 
 
 
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Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 13 - 
La atmósfera terrestre absorbe casi toda la radiación ultravioleta, rayos X y rayos 
gamma y permite el paso de las bandas de radiación en las ventanas UV-Visible-IR 
cercano (300-900 nm), IR entre H2O y O2 (1-5 µm), IR (8-20 µm), submilimétrica 
(0.35, 0.45 y 0.8 mm), milimétrica (1.1-1.8 mm), centimétrica-milimétrica (1.9 mm-
1.3 cm) y la de radio (2 cm-10 m). Las ventanas de paso de la radiación se muestran 
en la figura 2.3. 
 
 
Figura 2.3 Ventanas atmosféricas comúnmente utilizadas en la astronomía. [2] 
De acuerdo con la figura 2.3, las longitudes de onda del espectro visible pasan 
prácticamente sin atenuación por la atmósfera, permitiendo la práctica de la 
astronomía óptica; sin embargo, se ve afectada por la presencia de nubes, la luz de 
Sol y contaminación de luz proveniente de ciudades cercanas y del medio 
ambiente. Las ondas de radio enfrentan problemas de absorción por vapor de agua 
en los sitios de observación, como se muestra en la figura 2.4, e interferencia 
electromagnética; esta última, originada por la actividad humana. 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 14 - 
 
Figura 2.4 Absorción atmosférica en las bandas de radio, milimétrica y 
submilimétricas debido al contenido de vapor de agua en la atmósfera en 
Chajnantor, Chile [12]. 
Las señales estudiadas en radioastronomía son hasta 200 magnitudes más débiles, 
encomparación con las generadas por los sistemas de telecomunicaciones. Es por 
ello que se requiere la protección del servicio de radioastronomía, buscando 
minimizar de la interferencia electromagnética en el entorno donde se localizan los 
radiotelescopios. 
 
La interferencia electromagnética es la degradación de las señales que se procesan en 
un dispositivo, un equipo, un canal de transmisión o sistema, causado por la 
combinación con señales externas que se captan o se inducen en el canal de 
transmisión o en los circuitos mismos. Las fuentes de interferencia 
electromagnética se clasifican en naturales es decir independientes de la actividad 
humana, y en artificiales producidas por el hombre. Entre las fuentes naturales de 
interferencia, se consideran el ruido térmico, las tormentas eléctricas, la radiación 
solar, el campo magnético terrestre y las auroras boreales, entre otras. 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 15 - 
Por otro lado, las fuentes artificiales de interferencia electromagnética se dividen 
en fuentes permanentes y fuentes transitorias. Como fuentes de interferencia 
electromagnética permanentes se consideran a las emisoras de radio, los satélites 
de comunicaciones, los sistemas de aeronavegación, las fuentes de energía, entre 
otros y ocupan un ancho de banda relativamente estrecho, desde 150 KHz hasta 30 
MHz aproximadamente. Las fuentes de interferencia electromagnética transitorias 
son aquellas producidas por fallas de balanceo en líneas de potencia, picos de 
voltaje o corriente, caídas y pulsaciones en fuentes de alimentación, arranque de 
motores, interrupciones de corriente en circuitos reactivos, descargas 
electrostáticas, pulso electromagnético nuclear, entre otras y ocupan un ancho de 
banda grande, superior a 30 MHz. 
Las señales de radiofrecuencias astronómicas pueden ser interferidas por señales 
producto de la actividad humana, lo que, ocasiona interpretaciones erróneas de los 
datos obtenidos. Un ejemplo de interferencia electromagnética en la 
radioastronomía se ilustra en figura 2.5. La figura 2.5 (a), muestra la imagen de una 
estrella rodeada por un maser de hidroxilo (OH), detectada por el VLA, en la 
frecuencia de 1612 MHz. La presencia de una fuente de radiación extraña, 
interfiere con los datos medidos por el VLA, ocasionando que la imagen de la 
estrella y el maser de OH se distorsionen, como se observa en la figura 2.5 (b). 
A nivel internacional, la Unión Internacional de Telecomunicaciones emite 
recomendaciones de alcance mundial para disminuir el impacto de la interferencia 
electromagnética en los sitios de los radiotelescopios. En el marco de las 
recomendaciones de la ITU, la radioastronomía tiene asignadas a título primario, 
un cierto número de bandas de frecuencias para el estudio del universo. Lo que 
permite a los radioastrónomos realizar observaciones del espacio, utilizando 
equipos de recepción muy sensibles. Sin embargo, los transmisores terrestres o 
espaciales, que operan en frecuencias cercanas a las bandas de la radioastronomía, 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 16 - 
pueden interferir con las señales detectadas por los radiotelescopios. Lo anterior 
ocurre cuando la señal radiada por los transmisores, invade las bandas de la 
radioastronomía, como consecuencia de ocupar un ancho de banda amplio o 
debido a sus frecuencias armónicas. 
 
Figura 2.5. Imagen del VLA en OH/IR a 1612 MHz: (a) sin interferencia y (b) con 
interferencia en la detección [3]. 
Existen diversos métodos, técnicas y recomendaciones que ayudan minimizar los 
efectos de la interferencia electromagnética en los radiotelescopios: blindaje 
electromagnético, técnicas de correlación en receptores multihaz, técnicas 
computacionales para extracción y eliminación de interferencia, entre otros 
(Gustavo Martínez, 2006). 
 
(a) (b) 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 17 - 
2.3 Recomendaciones de la Unión Internacional de 
Telecomunicaciones (ITU) y protección del servicio de 
radioastronomía 
 
Muchos de los descubrimientos astronómicos fundamentales, realizados durante 
las últimas cinco décadas, se han llevado acabo mediante la radioastronomía: 
descubrimiento de radio galaxias, cuásares, pulsares, mediciones de hidrógeno 
neutro, etc. Estos avances han contribuido con la generación de conocimientos para 
comprender mejor el Universo. La radioastronomía permite observaciones desde la 
superficie terrestre, detectando y analizando radiofrecuencias entre 13 MHz y 1000 
GHz. Los radiotelescopios utilizan esencialmente antenas individuales o arreglos 
interferométricos de alta ganancia y gran sensibilidad, así como las mayores 
resoluciones angulares posibles. La interferometría de alta resolución espacial en 
radioastronomía utiliza líneas de base muy largas, que pueden extenderse a 
diversos países, continentes y hasta estaciones espaciales; como el proyecto 
internacional Very Long Base Interferometry (VLBI), el cual utiliza de manera 
simultánea radiotelescopios situados en diversas lugares alrededor del mundo. 
 
Las señales de interés en la radioastronomía portan información de composición 
química, densidad, temperatura, etc., de los objetos celestes. Las observaciones 
astronómicas requieren de tiempos de adquisición de datos que van de unos 
cuantos minutos hasta varias horas. Cuando se realizan mediciones de líneas 
espectrales, los tiempos de observación pueden abarcar varios días consecutivos. 
 
La protección contra la interferencia es esencial para el funcionamiento eficiente de 
los radiotelescopios. La mayoría de las señales de interferencia se reciben por los 
lóbulos laterales de los radiotelescopios y conducen a la degradación de los datos 
astronómicos (ITU-R RA.769-2). La interferencia en radioastronomía puede ser 
causada por transmisiones terrestres y espaciales. La radiación terrestre se refleja o 
dispersa por la atmósfera; y la radiación espacial es emitida por aeronaves y 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 18 - 
satélites artificiales. Las transmisiones desde aeronaves, equipos móviles, equipos 
electrónicos y de comunicaciones pueden inducir interferencia y distorsionar las 
señales radioastronómicas. 
 
Para promover la protección de la radioastronomía, la Unión Internacional de 
Telecomunicaciones, emitió la recomendación ITU-R RA.769, que establece 
 
1. Los radioastrónomos deben buscar minimizar los efectos de la interferencia, 
seleccionando el sitio de los observatorios en lugares libres de ella. 
 
 
Figura 2.6 Niveles de umbral de interferencia perjudicial para observaciones 
radioastronómicas de líneas espectrales y de continuo emitidos en la recomendación 
ITU-R RA.769.2 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. 1 Jansky 
corresponde a -260 dBW/m2Hz. 
 
2. Los organismos reguladores del espectro electromagnético y las 
administraciones deben proporcionar toda la protección posible y practicable 
a las frecuencias y sitios usados por los radioastrónomos en sus países; así 
como planear sistemas globales tomando en cuenta los niveles de 
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Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 19 - 
interferencia perjudicial. En la figura 2.6 se presentan de manera gráfica los 
umbrales de interferencia para la detección de líneas espectrales y medición 
del espectro continuo. 
 
3. Las administraciones deben buscar proteger las observaciones 
radioastronómicas, haciendo uso de todas las medidas practicables para 
reducir al mínimo posible las emisiones indeseadas que caen dentro de las 
bandas protegidas para la radioastronomía;particularmente, de las emisiones 
provenientes de aeronaves, satélites, naves espaciales y globos 
meteorológicos. 
 
2.4 Importancia del monitoreo de radiofrecuencias 
 
La interferencia electromagnética es un fenómeno que puede afectar de manera 
crítica a la radioastronomía. La interferencia electromagnética, debido a sistemas 
de comunicación y equipos electrónicos, ubicados en regiones cercanas a los 
radiotelescopios, pueden perjudicar gravemente la información proveniente del 
cosmos. 
La potencialidad de interferencia electromagnética ha generado la necesidad de 
proteger los sitios radioastronómicos. Para la operación óptima de un 
radiotelescopio, es conveniente realizar estudios de interferencia en los sitios 
donde se localizan, con el objeto de determinar la ocupación del ambiente 
electromagnético. Esta información permitirá generar técnicas electrónicas y/o 
computacionales que permitan disminuir los efectos de la interferencia 
electromagnética, así como para fundamentar la solicitud para que las 
administraciones concedan y decreten zonas silenciosas libres de interferencia. 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 20 - 
Los observatorios radioastronómicos como el Observatorio Nacional de 
Radioastronomía (NRAO) en Estados Unidos, el radio telescopio Mauritius de la 
Universidad de Mauritius, el Observatorio de Arecibo, el radio observatorio de 
Owens Valley, entre otros, se enfrentaron a la necesidad de conocer y estudiar los 
efectos de las ondas electromagnéticas generadas por la actividad humana y por 
fuentes naturales con el fin de aminorar sus efectos y solicitar la protección 
adecuada. 
En otros casos, se crearon grupos como, el Grupo de Protección Contra la 
Interferencia de Green Bank (The Green Bank Interference Protection Group), cuyo 
propósito es minimizar las interferencias en radiofrecuencias en las observaciones 
radioastronómicas, promoviendo la creación de zonas silenciosas como West 
Virginia Radio Astronomy Zone (WVRAZ) y National Radio Quiet Zone (NRQZ). 
Asimismo, este grupo ha realizado el monitoreo y estudio de señales de 
interferencia en Chajnantor, Chile; sitio del Proyecto ALMA en la banda de 10 
MHz-18 GHz (Carla M. Beaudet, 2003) 
Con los argumentos anteriores, en el INAOE se ha considerado indispensable el 
estudio del ambiente electromagnético en el volcán Sierra Negra (VSN), sitio del 
Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano. Para el estudio, en la primera parte 
de éste trabajo se reporta el desarrollo de un esquema de monitoreo de 
radiofrecuencias en las bandas de 0-6 GHz y 18-40 GHz. También se ha planteado 
la necesidad de analizar el intervalo inicial de operación del GTM (75-110 GHz), 
con el fin de detectar los niveles de interferencia electromagnética que pudieran 
existir en el entorno. Los datos del monitoreo de radiofrecuencias ha sustentado la 
solicitud de protección del GTM, ante la Comisión Federal de Telecomunicaciones 
(COFETEL) y la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 21 - 
2.5 Diseño conceptual de un sistema de monitoreo de 
radiofrecuencias 
 
Un sistema de monitoreo de radiofrecuencias para estudiar el sitio GTM, se 
muestra en la figura 2.7 y se describen a continuación. 
 
Figura 2.7. Esquema conceptual de un sistema de monitoreo de radiofrecuencias. 
Los elementos que conforman el sistema de monitoreo son: 
• Antenas planares. El esquema de monitoreo cuenta con antenas planas 
directivas que permiten analizar las bandas de 0-10 GHz. 
• Antenas parabólicas. Un par de antenas tipo Cassegrain son utilizadas para el 
monitoreo de señales de RF en la banda de 18-40 GHz. 
• Antenas de corneta. Conjunto de 2 antenas tipo corneta y una antena 
Cassegrain para explorar la banda de 75-110 GHz. 
• Módulos electrónicos para integrar un sistema de recepción de señales de 
radiofrecuencia. 
Antena y sistema 
mecánico 
Almacenamiento y 
análisis de los datos 
Amplificadores de 
bajo ruido y 
analizador de espectro 
Módulo de control 
del sistema mecánico 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 22 - 
• Analizador de espectros. Equipo de alta sensibilidad, el cual permite la 
medición de señales de RF en la banda de 40 MHz a 50 GHz. El instrumento 
tiene un rango de detección de 130 dB y un error de medición aproximado de 
0.1 dBm. Un mezclador externo permite analizar la banda W (75-110 GHz). Las 
señales captadas por las antenas son recibidas por el analizador de espectros. 
Las señales de medición son adquiridas por medio de una interfase GPIB 
(General-Purpose Instrumentation Bus) integrado al programa de control de la 
estación de monitoreo. Los datos adquiridos son almacenados en archivos de 
texto para su análisis posterior. 
• Programa de control. El programa configura el analizador de espectros, 
adquiere los datos de los espectros medidos, almacena la información, 
sincroniza las acciones entre la tarjeta de control y el analizador de espectros, 
así como fija los parámetros para la exploración espacial de manera manual o 
automática. 
• Sistema electromecánico de posicionamiento de antenas. El desarrollo e 
integración del sistema de monitoreo de radiofrecuencias requiere de la 
construcción de un sistema electromecánico para el posicionamiento y 
orientación de las antenas. Se propuso el desarrollo de una montura de alta 
precisión. El sistema mecánico desarrollado permite orientar las antenas, tanto 
en azimut como en elevación. La montura desarrollada presenta un error de 
posición menor a 0.005º en ambos ejes. Un módulo electrónico permite 
controlar el movimiento de un conjunto de motores de paso que generan el 
movimiento del sistema mecánico. El módulo de control es manejado por un 
programa de cómputo especialmente desarrollado para ese propósito. 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 23 - 
Programa de control y 
adquisición de datos de 
la estación de monitoreo 
de radiofrecuencias. 
Configuración y control del 
sistema mecánico Configuración y control de 
instrumentos. 
Configuración de puertos de 
comunicación. 
• Configuración de la
precisión de movimiento. 
• Configuración de la
velocidad de movimiento. 
• Rutinas de movimiento y
control de cada uno de los ejes
de la montura. 
• Rutinas de movimiento
alternas a la operación. 
• Configuración de analizador 
de espectros. 
• Adquisición de datos. 
• Almacenamiento de datos en 
archivos. 
• Establecimiento de las 
secuencias de captura de datos 
y movimiento durante el 
modo de operación continúo. 
Establecimiento de los 
protocolos de comunicación 
con los diferentes puertos de 
comunicaciones que se 
utilizan, como son el GPIB y 
el RS232 o puerto serial. 
 
2.6 Programa de control y adquisición de datos 
 
El programa de control y adquisición de datos del sistema de monitoreo de 
radiofrecuencias realiza de tres funciones básicas: configuración y control del 
sistema mecánico; configuración y control de instrumentos y configuración de 
puertos. La figura 2.8 ilustra el diagrama a bloques de este subsistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.8. Diagrama del programa de control del sistema de monitoreo. 
 
El programa de control está diseñado en el ambiente de programación Visual 
Basic. Este programa es una interfaz de control amigable y de fácil manejo para 
realizar las funciones siguientes: 
• Permite el control y la interacción entre los elementos del sistema de la 
estación de monitoreo. 
• Establece la comunicación con la tarjeta de control del sistema mecánico. 
• Controla y orienta las antenas por medio del sistema mecánico. 
• Configura el sistema de control del sistema mecánico. 
Capítulo 2Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 24 - 
• Establece comunicación por medio de interfase GPIB con el analizador de 
espectros. 
• Configura el analizador de espectros. 
• Adquiriere y almacena los datos medidos por el instrumento. 
• Establece la secuencia de ejecución de cada una de las etapas durante el 
monitoreo en modo automático. 
 
En la figura 2.9 se muestra el panel de ejecución del programa de control y 
adquisición de datos, el cual está dividido en dos secciones: control del sistema 
mecánico y control de instrumentos. 
 
Figura 2.9. Ventana de ejecución del programa de control. 
 
Control del sistema 
mecánico 
 
Control de instrumentos 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 25 - 
El control del sistema mecánico permite conectar el mecanismo de la montura y 
configurar el movimiento mecánico, en modo manual o automático, fijando la 
velocidad de los motores para la orientación de las antenas del sistema de 
monitoreo de RF. 
 
El control de instrumentos se encarga de establecer la comunicación con el 
analizador de espectros por medio de la interfase GPIB. Las opciones de 
configuración son la selección de la carpeta donde se almacenarán los datos, el 
nombre del archivo y la unidad de almacenamiento, las frecuencias inicial y final 
del monitoreo, la adquisición y almacenamiento de los datos. 
 
La configuración de puertos de comunicación se encarga de habilitar y establecer 
los parámetros óptimos para la operación de los puertos de comunicación. Esta 
sección del programa de control y adquisición de datos, configura el puerto serie y 
la interfase GPIB, que son los medios de establecer la comunicación con el sistema 
de control y el analizador de espectros respectivamente. 
 
El modo automático se encarga de ejecutar un proceso preestablecido en el 
programa de control, utilizando los parámetros previamente configurados. 
 
2.7 Sistema mecánico de posicionamiento de antenas 
 
El sistema electromecánico del sistema de monitoreo de radiofrecuencias está 
constituido por tres elementos principales: sistema mecánico de precisión, tarjeta 
de control del sistema mecánico y programa de control residente en la 
computadora. En la figura 2.10, se muestra un esquema a bloques del sistema 
mecánico y su control. 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 26 - 
Figura 2.10. Esquema a bloques del sistema electromecánico. 
 
El programa de control de movimiento de las antenas establece la comunicación 
con la tarjeta de control por medio de la interfase serie RS-232. La tarjeta de control 
del sistema mecánico, figura 2.11, maneja el movimiento de los motores de pasos 
para fijar la elevación y el azimut de las antenas del sistema de monitoreo de RF. 
 
Figura 2.11. Tarjeta de control del sistema mecánico. 
 
El programa residente en la tarjeta de control transforma las instrucciones 
recibidas en una secuencia de comandos para operar los motores. Estos comandos 
son transmitidos a la etapa de potencia, donde son acondicionados en voltaje y 
corriente hacia los devanados del motor de pasos para generar el movimiento. Los 
 
Tarjeta de control del 
sistema mecánico. 
Computadora 
 
Programa de control y 
adquisición de datos. 
Puerto serie 
 
Sistema mecánico 
8.6 cm 
13.5 cm
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 27 - 
detalles de la arquitectura y los esquemas eléctricos de la tarjeta de control, se 
describen en el Anexo A de esta tesis. 
 
2.7.1 Monturas para el sistema mecánico 
 
El sistema mecánico para el posicionamiento de las antenas del sistema de 
monitoreo de radiofrecuencias es un dispositivo electromecánico basado en una 
montura de tipo azimutal. Estas monturas son utilizadas ampliamente debido a su 
gran estabilidad mecánica. En la figura 2.12 se muestra el sistema mecánico, 
diseñado para permitir la orientación de una antena. La montura consiste de dos 
ejes alineados perpendicularmente para permitir el posicionamiento en azimut y 
elevación. Este mecanismo ha sido desarrollado por Marco de Jesús Ortiz, jefe del 
taller mecánico. La construcción se ha realizado de manera íntegra en las 
instalaciones del taller mecánico del INAOE (Anexo F). 
 
 
Figura 2.12. Sistema mecánico para antenas 0-40 GHz. 
Corona 
Tornillo 
sin fin 
Motores de 
pasos 
Soporte para 
las antenas 
Diámetro =25 cm 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 28 - 
Cada eje de movimiento cuenta con un mecanismo formado por una corona y un 
tornillo sin fin; ambos acoplados a un motor de pasos. Estos mecanismos aseguran 
una alta precisión en el apuntado y minimiza el error de posición. 
El sistema mecánico permite una resolución espacial de 0.01º y un error de 
posición de 0.005º; la velocidad máxima de rotación es de 20º por minuto. La 
estructura y los soportes de la montura han sido construidos en aluminio, mientras 
que la corona y el tornillo sin fin de los mecanismos se construyeron en bronce y 
acero inoxidable, respectivamente. El diseño cuidadoso y los materiales utilizados 
en su fabricación, aseguran que el sistema mecánico pueda trabajar bajo diversas 
condiciones climáticas (baja temperatura, lluvia, calor, etc.); así también, su diseño 
liviano permite su fácil transportación y uso en cualquier tipo terreno. 
 
2.7.2 Montura para antena Cassegrain en la banda W 
 
En la figura 2.13 se muestra la montura que se ha diseñado para el posicionamiento 
de un receptor de ondas milimétricas a 90 GHz. Está montura fue rediseñada y 
adaptada para orientar en elevación y azimut una antena Cassegrain de 30 cm de 
diámetro, diseñada para operar en la banda de 75-110 GHz. 
 
Como se puede apreciar en la figura 2.13, la montura está basada en la mecánica de 
corona y tornillo sin fin. El diseño mecánico para el posicionamiento de la antena 
Cassegrain es una montura balanceada en rotación y elevación. El espacio 
posterior a la antena, figura 2.14, permite la colocación del receptor de 90 GHz. 
 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 29 - 
 
Figura 2.13. Montura para el sistema de RF en la banda 75-110 GHz. 
 
 
Figura 2.14. Cara posterior de la antena y receptor de 90 GHz. 
Corona del eje 
de elevación Soporte de la 
antena 
Antena Cassegrain para 
banda W 
Módulos de 
radiofrecuencia 
Diámetro =30 cm 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 30 - 
2.8 Integración del sistema de monitoreo de radiofrecuencias 
 
El sistema de monitoreo de radiofrecuencias, figura 2.15, se integró con base en los 
subsistemas descritos en las secciones anteriores. Ha sido probado en el INAOE y 
en la cima del volcán Sierra Negra. El sistema completo fue utilizado para realizar 
monitoreo y medición de las diferentes bandas, entre 0 y 40 GHz, con objeto de 
determinar la ocupación del espectro. 
 
 
Figura 2.15. Monitoreo de radiofrecuencias, a) en el INAOE y b) volcán Sierra Negra. 
 
2.8.1 Monitoreo de Radiofrecuencias 
 
El esquema de monitoreo de radiofrecuencias fue utilizado esencialmente para 
realizar mediciones del ambiente electromagnético en el volcán Sierra Negra, sitio 
de ubicación del GTM. Se realizaron 6 campañas de mediciones del 2006 al 2008 en 
a) b) 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 31 - 
las bandas de 0-6 GHz y 20-40 GHz, con el propósito de determinar la ocupación 
del espectro de radiofrecuencias en esta zona. El intervalo entre 6 y 18 GHz no fue 
medido debido a la indisponibilidad de antenas receptoras en dicha banda. Como 
resultado de las mediciones, en los párrafos siguientesse reporta la ocupación de 
las bandas de radiofrecuencia analizadas. Los datos obtenidos han sido medidos a 
0º de elevación y de 0º a 360º en rotación, en incremento de 10º. Los datos fueron 
medidos utilizando la función Max Hold del analizador de espectros, la cual 
permite medir el valor de potencia máximo de la señal. En la figura 2.16 se muestra 
el espectro medido en la banda de 0-3 GHz, durante la campaña del 29 de junio de 
2007. En esta banda se identifican servicios de radio AM y FM, televisión en las 
bandas de UHF y VHF y telefonía celular analógica y digital. 
 
 
Figura 2.16. Datos medidos el 29 de junio de 2007 en el sitio del GTM en la banda de 0-3 
GHz. 
Canales 21 al 36 
de televisión. 
Telefonía Celular
Radiolocalización 
y radio 
navegación 
Canales de TV del 7 al 13. 
Radiodifusión en FM y 
canales de TV 5 y6. 29 de junio de 2007 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 32 - 
2.8.2 Bandas VHF (muy altas frecuencias) y UHF (ultra altas 
frecuencias) 
 
Los servicios que contempla la COFETEL para estas bandas son: radio navegación, 
radio difusión sonora de AM y FM, radio aficionados, radio difusión de televisión 
de los canales 2-36, servicios de comunicación fija y móvil, que incluye los servicios 
de comunicación personal (PCS), móvil satelital, radio localización, servicios de 
televisión y radio satelital, entre otros. En la tabla 1, se presenta un extracto de los 
servicios del cuadro nacional de asignación de frecuencias para la banda de 0-5 
GHz. La COFETEL contempla en el cuadro de asignación de frecuencias, tabla 1, 
diversas bandas asignadas al estudio de la radioastronomía, las cuales, son 
utilizadas para estudiar el Sol y los planetas, monitoreo interplanetarios, estudio 
de líneas espectrales de moléculas como la del hidrógeno, hidróxilo (OH), radical 
metilo CH, Metano CH4, Formaldehído H2CO, entre otras, que pueden ayudar a 
comprender la naturaleza de la estructura galáctica y extragaláctica. 
 
Tabla 1. Servicios asignados por la COFETEL en la banda de frecuencia 0-5 GHz. 
Banda de Frecuencias Servicios asignado por COFETEL 
0-13.36MHz Radionavegación, radiolocalización, radiodifusión sonora AM. 
13.36-13.41 MHz 
25.55-25.67 MHz 
Radioastronomía: observaciones de radiación decamétrica para el 
planeta Júpiter y para el Sol1 
25.67-37.5 MHz Radionavegación, radiolocalización, radiodifusión, aficionados por 
satélite, operaciones por satélite, meteorología 
37.5-38.25 MHz 
Radioastronomía: Principalmente para el estudio de Júpiter, 
siendo el único planeta observable a estas frecuencias su estudio 
permite el desarrollo de modelos teóricos para la emisión de 
radio de otros planetas1 
38.35-50 MHz Fijo, móvil, radiodifusión, aficionados, investigación espacial, 
50-72MHz 50-54 MHz — Radio aficionado (banda 6 metros). 54-72MHz---- 
Canales de TV 2, 3 y 4. 
73-74.6 MHz 
Radioastronomía: monitoreo del clima de la estructura 
interplanetaria por la red internacional de instrumentos que 
miden el centelleo interplanetario.1 
74.6-76MHz Radionavegación aeronáutica 
76-120MHz 76-88MHz---Canales de TV 5 y 6. 88-108MHz—Radiodifusión 
sonora FM 
120-144 MHz Móvil aéreo, investigación espacial, operaciones espaciales, 
meteorología por satélite, radiolocalización. 
144-170MHz 
144-146MHz—Radioaficionado (banda de 2 metros). 148-
174MHz—Banda concesionada a servicios de radiocomunicación 
privada 
150-153 MHz Radioastronomía: para observaciones de pulsos y observaciones 
solares 1 
180-220MHz Radiodifusión de televisión; canales 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 13 
220-322 MHz Radiodifusión, móvil marítimo, radioaficionados, operaciones 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 33 - 
espaciales, móvil por satélite. 
322-328.6 MHz 
Radioastronomía: Estudio de la estructura de radio galaxias, línea 
espectral del deuterio a 327.4 MHz, relacionado al problema del 
origen del universo y la síntesis de elementos.1 
328.6-406.1 MHz 
Radionavegación aeronáutica, móvil por satélite, radionavegación 
por satélite, frecuencias patrón y señales horarias por satélite, 
investigación espacial, ayuda meteorológica, operaciones 
espaciales, investigación de la tierra por satélite. 
406.1-410 MHz 
Radioastronomía: Es una banda importante para la 
radioastronomía sin embargo esta limitado su uso debido a la 
interferencia producida por los transmisores de los globos 
aerostáticos que operan de 400.15-406 MHz, de la ayuda 
meteorológica.1 
410-512 MHz Radionavegación aeronáutica, móvil por satélite, aficionados, 
radiolocalización, investigación de la tierra por satélite. 
512-608MHz Radiodifusión de TV; canales 21 al 36. 
608-614 MHz Radioastronomía: Esta banda es de especial valor para 
observaciones con el VLBI.1 
614-1330 MHz 
Radiodifusión, móvil aeronáutico, aficionados, radionavegación 
aeronáutica, radionavegación por satélite, exploración de la tierra 
por satélite, investigación espacial. 
1330-1400 MHz 
Radionavegación, radiolocalización aeronáutica, radionavegación 
por satélite. 
Radioastronomía: esta banda es necesitada para observaciones 
importantes de la radiación del corrimiento Doppler del 
hidrogeno.1 
1400-1427 MHz 
Esta es la banda más importante para el estudio de la línea de 
hidrógeno y para observaciones del continuo. Ha sido utilizada 
para estudiar la materia fría interestelar , la dinámica, la cinética 
y la distribución del gas, la rotación y para estimar la masa de 
nuestra galaxia y de otras galaxias. 1 
1427-1610.6 MHz 
Radionavegación aeronáutica, móvil por satélite, radionavegación 
por satélite, investigación espacial, operaciones espaciales, 
investigación de la tierra por satélite, radiodeterminación. 
1610.6- 1613.8 MHz 
1660-1660.5 MHz 
1660.5-1668 MHz 
1668-1668.4 MHz 
Radioastronomía: Estudio del radical OH y moléculas en el 
espacio. La línea de OH ha sido observada en diversas regiones 
de nuestra galaxia. Ha sido observada en la dirección de muchas 
nubes interestelares. Es posible que la radiación este asociada 
con la formación de proto-estrellas, lo cual podría generar pistas 
importantes de las etapas iniciales de la formación de estrellas.1 
1668.4-1718 MHz Ayuda a la meteorología, meteorología por satélite, móvil por 
satélite. 
1718-1772.2 MHz Radioastronomía: Esta banda esta considerada para 
observaciones de la línea de OH a 1720.530 MHz.1 
1772.2- 1850 MHz Meteorología por satélite. 
 
1850-1990MHz 
Banda destinada a servicios de comunicación fija y móvil, 
incluyendo los servicios de comunicación personal (PCS). 
2.4-2.7GHz 
Móvil satelital, investigación espacial, radiolocalización, 
radionavegación, etc. 
2.5-2.69GHz —Servicio de televisión y radio. 
2690-2700 MHz 
Radioastronomía: esta banda es considerada para el estudio de la 
emisión de continuo de radio fuentes. Esta banda de frecuencias 
es para estudios galácticos de nubes de hidrogeno ionizado y la 
radiación difusa general de la galaxia.1 
 
Comparte la banda con: investigación espacial (pasivo), 
exploración de la tierra por satélite (pasivo). 
2700-3100 MHz Radionavegación, radionavegación aeronáutica, radiolocalización, 
exploración de la tierra por satélite, investigación espacial. 
3100-3400 MHz 
En esta banda de frecuencia se ha detectado tres líneas 
moleculares de CH. El estudio de la molécula CH es considerada 
extremadamente importante para entender la química del 
material interestelar. La presencia de CH, sugiere la existencia de 
moléculas de metano (CH4), la cual es considerada una molécula 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 34 - 
básica para el estado inicial de la formación de la vida.1 
3400- 3700 MHz Fijo por satélite (espacio tierra), radiolocalización, aficionados. 
3700 MHz-4200 MHz Fijo por satélite, Banda C de telecomunicaciones via satelital 
4200-4800 MHz Radionavegaciónaeronáutica, Fijo, Móvil, Fijo por satélite. 
4800-5000 MHz 
Radioastronomía: esta banda ha sido utilizada con el fin de 
estudiar de manera detallada la distribución de brillo de objetos 
galácticos y extragalácticos. Asimismo, la mayor importancia del 
uso de esta banda es para estudiar las nubes interestelares de 
formaldehído (H2CO) a 4829.66 MHz. L a distribución de las 
nubes de formaldehído pueden dar evidencia independiente de 
la distribución del material interestelar y pueden ayudar a 
entender la estructura de nuestra galaxia. 1 
1 Son las bandas de frecuencias asignadas para radioastronomía en acuerdo con la ITU, COFETEL e 
IAU. 
En la figura 2.17 (a) se presentan el espectro de frecuencias para la medición 
realizada en la banda de 88-108 MHz, durante la campaña de mediciones del 21 de 
marzo de 2007. De acuerdo con la tabla 1, el servicio asignado por la COFETEL a 
esta banda de frecuencias corresponde a radio difusión en frecuencia modulada. 
En la figura 2.17 (b), se presenta la distribución espacial de la señal medida 
alrededor del volcán Sierra Negra, utilizando una gráfica polar. Se aprecia que la 
potencia de esta señal en el sitio del GTM es uniforme en todas las direcciones. La 
potencia medida de esta señal alrededor del sitio varía entre -55 y -60 dBm. El 
ruido instrumental es -80 dBm. 
 
Figura 2.17. Señales en la banda 88-108 MHz (VHF), (a) espectro de potencia y (b) la distribución 
espacial alrededor del VSN. 
N 
(b) 
Tehuacán 
Cd. Serdán 
Puebla 
Perote, Teziutlán Xalapa 
Córdoba 
(a)
Orizaba 
21 de marzo de 2008 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 35 - 
En la figura 2.18(a), se muestra, por medio de un diagrama polar, la distribución de 
la señal recibida en la banda de 54-72 MHz, correspondiente a la radio difusión de 
los canales de televisión 2, 3 y 4. Se aprecia también que la señal incrementa de 
intensidad en dirección de la Cd. de Puebla y Cd. Serdán. El nivel de potencia 
medido varia entre -55 y -60 dBm. En la figura 2.18 (b), se presenta el 
comportamiento de las señales detectadas en la banda de 180-220 MHz, de acuerdo 
con la tabla 1, esta banda de frecuencias corresponde a la transmisión de los 
canales de televisión del 7 al 13. La distribución de la señal alrededor del sitio del 
GTM es uniforme y la potencia medida varía entre -73 y -77dBm. 
 
La presencia de señales en la banda de 144-146 MHz en el sitio del GTM se muestra 
en la figura 2.19. El nivel de potencia de la señal medida varía entre -72 dBm y -
82dBm. La potencia medida en esta banda de frecuencias presenta una distribución 
espacial preferencial. La grafica polar representada en la figura 2.19, muestra que 
la señal es más intensa en dirección de la Cd. de Puebla. En la tabla 1, se indica que 
en esta banda de frecuencias, la COFETEL, asignó el servicio de radio aficionado 
(Banda de 2 m). 
a) b)
Figura 2.18. Difusión en las bandas de a) 54-72 MHz de los canales de 2,3 y 
4 y b) 180-220MHz de los canales del 7 al 13 
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdán 
Puebla 
Tehuacán 
Perote, 
Teziutlan 
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdán 
Puebla 
Tehuacán 
Perote, 
Teziutlán 
 N N
29 de junio de 2007 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 36 - 
 
En la figura 2.20, se muestra la distribución espacial de la potencia de la señal 
medida en la banda de 535-595 MHz. De acuerdo con la tabla 1, la señal detectada 
en esta banda corresponde a la radiodifusión de televisión para los canales del 21 
al 36. El nivel máximo de potencia encontrado está en dirección de Cd. Serdán y la 
Cd. de Puebla. 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.20. Señales de TV en la banda 535-595 MHz. 
 N
Figura 2.19. Señales en la banda de 144-146 MHz (VHF).
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdán 
Puebla 
Tehuacán 
Perote, 
Teziutlán 
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdán 
Puebla 
Tehuacán 
Perote, 
Teziutlán 
29 de junio de 2007 
29 de junio de 2007 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 37 - 
 
Figura 2.21. Señal medida (a) espectro de frecuencia en la banda 1.96-1.98 GHz y (b) su 
distribución espacial en el entorno del sitio del GTM. 
La gráfica que se muestra en la figura 2.21 (a) presenta el espectro de la señales en 
la banda 1.96-1.98 GHz. De acuerdo con la tabla 1, el servicio asignado a esta banda 
de frecuencias es telefonía móvil, que incluye a los servicios de comunicación 
personal (PCS). La figura 2.21 (b) se muestra la distribución de la potencia de la 
señal alrededor del VSN. Asimismo se observan la dirección preferente de esta 
señal indicando que proviene del oeste, en dirección a Cd. Serdán y a la Cd. de 
Puebla. 
 
2.8.3 Banda 2.5-2.7 GHz 
 
En la figura 2.22 se presentan las mediciones en la banda de 2.5-2.7 GHz. De 
conformidad con COFETEL (tabla 1), esta banda corresponde a servicios de 
televisión y radio. La gráfica mostrada en la figura 2.22, permite identificar de 
manera clara que, la señal detectada proviene del noreste del sitio GTM, en 
dirección de Xalapa, Veracruz. 
(a) (b) 
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdán 
Puebla 
Tehuacan 
Perote, 
Teziutlán 
21 de marzo de 2007 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 38 - 
 
Figura 2.22. Mediciones en la banda 2.5-2.7 GHz. 
 
2.8.4 Banda de 5-6 GHz 
 
Los servicios de telecomunicaciones satelitales y las bandas de uso para radio 
astronomía asignados por COFETEL en la banda de 5-6 GHz se presentan en la 
Tabla 2. 
 
Tabla 2. Servicios asignados por COFETEL en la banda de 5-18 GHz. 
Banda de Frecuencias Servicios Asignados por COFETEL 
5000-5150 MHz Radionavegación Aeronáutica y por Satélite. 
5150-5250 MHz Radionavegación y Exploración de la tierra por satélite. 
5250-5460 MHz Exploración de la tierra por satélite, Radiolocalización, 
Investigación espacial. 
5460-5570 MHz. Radionavegación, exploración de la tierra por satélite e 
investigación espacial. 
5570-5850 MHz Radionavegación marítima y Radiolocalización. 
5850-6000 MHz Aficionados por satélite, fijo por satélite (espacio tierra) 
(tierra espacio). 
Orizaba 
Córdoba 
Xalapa 
Cd. Serdan 
Puebla 
Tehuacan 
Perote, 
Teziutlan 
29 de junio de 2007 
Capítulo 2 Monitoreo de radiofrecuencias en el sitio del GTM 
- 39 - 
6000-6650MHz Fijo por satélite (espacio-Tierra) 
6650-6675.2 MHz 
Radioastronomía: Esta banda es importante para 
observaciones de metanol (CH3OH), asociado a regiones 
de formación de estrellas masivas.1 
6675.2 MHz- 10.6 GHz 
Radiolocalización, aficionados por satélite (espacio-Tierra), 
investigación espacial, Fijo por satélite (Tierra-espacio), 
exploración de la tierra por satélite (activo), Investigación 
espacial (activo), radionavegación aeronáutica y 
radionavegación marítima. 
10.6-10.68 GHz Radioastronomía: Estudio de la variabilidad de los 
cuásares.1 
10.68-14.47 GHz 
Fijo por satélite (espacio- Tierra), radiodifusión por satélite, 
fijo por satélite (Tierra-espacio), Investigación espacial 
(espacio lejano) (espacio-Tierra), Exploración de la tierra 
por satélite (activo), Radionavegación, Investigación 
espacial (activo), Frecuencias patrón y señales horarias por 
satélite (Tierra- espacio), radiolocalización, entre otros 
14.47-14.50 GHz 
Radioastronomía: línea importante del formaldehído, la 
cual ha sido observada en dirección de muchas fuentes 
galácticas, con ello se estudia las condiciones físicas del 
medio interestelar en la frecuencia de 14.4885 GHz.1 
14.50-15.35 GHz Fijo y móvil satelital, exploración de la tierra por satélite 
(pasivo), investigación espacial (pasivo). 
15.35- 15.4 GHz 
Radioastronomía: Esta es una banda de radioastronomía 
importante, sin embargo al estar cercana a los servicios 
satelitales corre