Post on 15-Mar-2016
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Generalidades:
Función:
Convierten los datos en ondas
EM
Posiblemente el dispositivo
físico más importante en la
red
-Microondas:
Complejo obtener rendimien-
to alto
-Dos tipos: Omnidirecciona-
les y Direccionales
18-08-2013
VOLUMEN 1, Nº 1
la energía. Asimismo,
para poder extraer infor-
mación se ha de ser capaz
de captar en algún punto
del espacio la onda radia-
da, absorber energía de
esa onda y entregarla al
receptor.
Es un dispositivo dise-
ñado con la finalidad de
emitir o recibir ondas
electromagnética, ella
son parte de un sistema
transmisor y receptor. Es
el dispositivo más im-
portante en la red
Su principal función de
la antena es radiar la po-
tencia que se le suminis-
tra con las características
de direccionalidad ade-
cuadas a la aplicación,
su otras función
son transmitir y recibir,
imponiendo cada aplica-
ción condiciones parti-
culares sobre la direccio-
nalidad de la antena, ni-
veles de potencia que
debe soportar, frecuen-
cia de trabajo y otros
parámetros que definire-
mos posteriormente.
Por ejemplo, en radiodi-
fusión o comunicaciones
móviles se querrá radiar
sobre la zona de cober-
tura de forma omnidirec-
cional, mientras que en
radiocomunicaciones
fijas interesará que las
antenas sean direcciona-
les. En general, cada
aplicación impondrá
unos requisitos sobre la
zona del espacio en la
que se desee concentrar
Existen diferentes tipos
de ellas dependiendo del
uso que se le vaya a dar
bien sea para servicios
de radio, telefonía, tele-
visión, repetidoras entre
otras.
Antenas alámbricas:
Se distinguen por estar
construidas con hilos
conductores que sopor-
tan las corrientes que
dan origen a los campos
radiados. Pueden estar
formadas por hilos rec-
tos (dipolo,
V, rómbica), espiras
(circular, cuadrada o de
cualquier forma arbitra-
ria) y hélices. Este tipo
de antenas se caracteri-
zan por corrientes y car-
gas que varían de forma
armónica con el tiempo y
con amplitudes que tam-
bién varían a lo largo de
los hilos.
Antenas y propagación
TECNOLOGIA AL DIA LA GUIA PRACTICA PARA
TODOS
ANTENAS
Ganancias /pérdidas
Se utiliza la unidad dB, defini-
da como: 10 log (G)
0dB --> No ganancia ni pérdi-
da
+3dB --> doble de ganancia
+10 dB --> diez veces más
ganancia
* Ejemplos:
+13 dB = +10dB + 3 dB = 10
* 2 = 20 veces más ganancia
+6 dB = +3dB + 3dB = 2*2 =
4 veces más ganancia
Antenas de apertura y reflectores:
En ellas la generación de la onda
radiada se consigue a partir de una
distribución de campos soportada
por la antena y se suelen excitar
con guías de ondas. Son antenas de
apertura las bocinas (piramidales y
cónicas), las aperturas y las ranu-
ras sobre planos conductores, y las
bocas de guía. Este tipo de antenas
se caracterizan por los campos eléc-
tricos y magnéticos de la apertura,
variables armónicamente con el
tiempo. El empleo de reflectores,
asociados a un alimentador pri-
mario, permite disponer de ante-
nas con las prestaciones necesa-
rias para servicios de comunica-
ciones a grandes distancias, tan-
to terrestres como espaciales. El
reflector más común es el pa-
rabólico.
Agrupaciones de antenas: En ciertas
aplicaciones se requieren carac-
terísticas de radiación que no pue-
den lograrse con un solo elemento;
sin embargo, con la combinación
de varios de ellos se consigue una
gran flexibilidad que permite obte-
nerlas. Estas agrupaciones pueden
realizarse .
Según la directividad de las ante-
nas:
• Direccionales (Directivas): Estas
antenas son capaces de enfocar
toda la energía de la señal en tor-
no a una dirección concreta, con
mayor o menor grado directividad
en función del modelo y caracterís-
ticas. Normalmente estas antenas
se usan para establecer enlaces
punto a punto (direccional contra
direccional) o para enlazar con un
nodo que tenga una antena Omni-
direccional (punto-multipunto).
desde la antena de trans-
misión y sigue la curva-
tura de la tierra. La dis-
tancia depende de la
cantidad de potencia en
la señal: cuanto mayor
es la potencia mayor es
la distancia. La propa-
gación en superficie
también puede tener lu-
Propagación en superfi-
cie: En la propagación
en superficie, la ondas
de radio viajan a través
de la porción mas baja
de la atmósfera, abra-
zando a la tierra. A las
frecuencias mas bajas,
las señales emanan en
todas las direcciones
gar en el agua del mar.
Propagación en superficie: En la propagación en
superficie, la ondas de radio viajan a través de la
porción mas baja de la atmósfera, abrazando a la
tierra. A las frecuencias mas bajas, las señales
emanan en todas las direcciones desde la antena de
transmisión y sigue la curvatura de la tierra. La
distancia depende de la cantidad de potencia en la
señal: cuanto mayor es la potencia mayor es la dis-
tancia. La propagación en superficie también pue-
de tener lugar en el agua del mar.
ra incluye una capa de máxima
altitud denominada estratosfera) y
contiene aquello en lo que noso-
tros generalmente pensamos como
el aire. Las nubes, el viento, las
variaciones de temperatura y el
clima en general ocurren en la tro-
posfera, al igual que los viajes en
avión. La ionosfera es la capa de
la atmósfera por encima de la tro-
posfera pero por debajo del espa-
cio. Esta mas allá de lo que noso-
tros denominamos atmósfera y
contiene partículas libres carga-
das eléctricamente (de aquí el
nombre).
FORMA DE PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
La tecnología de radio conside-
ra que la tierra está rodeada por
dos capas de atmósfera: la tro-
posfera y la ionosfera. La tro-
posfera es la poción de la
atmósfera que se extiende hasta
aproximadamente 45 km desde
la superficie de la tierra (en ter-
minología de radio, la troposfe-
TECNOLOGIA AL DIA
ANTENAS
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Propagación troposférica:
La propagación troposférica
puede actuar de dos formas. O
bien se puede dirigir la señal en
línea recta de antena a antena
(visión directa) ó se puede ra-
diar con un cierto ángulo hasta
los niveles superiores de la tro-
posfera donde se refleja hacia la
superficie de la tierra.
La propagación troposférica
(onda espacial) con frecuencias
f >30MHz. A través de la tropos-
fera. Ej: radio enlaces del servi-
cio fijo (visión directa), telefonía
móvil, difusión de televisión te-
rrestre y por satélite.
Onda Directa: enlaza transmisor
con receptor directamente.
Onda Reflejada: enlace a través
de una reflexión en el suelo
Ondas de Multitrayecto: varias
reflexiones de la señal alcanzan
el receptor.
Onda de Dispersión Troposféri-
ca: con frecuencias f >30MHz.
Por reflexiones difusas en dis-
continuidades. Alcanza una dis-
tancia más allá del horizonte.
Propagación Ionosférica:
En la Propagación Ionosférica,
las ondas de radio de más alta
frecuencia se radian hacia la
ionosfera donde se reflejan de
nuevo hacia la tierra. La densi-
dad entre la troposfera y la io-
nosfera hace que cada onda de
radio se acelere y cambie de di-
rección, curvándose de nuevo
hacia la tierra. Este tipo de
transmisión permite
cubrir grandes distan-
cias con menor poten-
cia de salida. La pro-
pagación ionosférica,
con frecuencias
3<f<30MHz. La onda
se refleja en las capas
ionizadas de la atmós-
fera (ionosfera). Gran
alcance con poca esta-
bilidad. Ej: Radioaficionados, comu-
nicaciones militares
Propagación por visión directa: En
la Propagación por visión directa,
se trasmite señales de muy alta fre-
cuencia directamente de antena a
antena, siguiendo una línea recta.
Las antenas deben ser direccionales,
estando enfrentadas entre si, y/o
bien están suficientemente altas ó
suficientemente juntas para no verse
afectadas por la curvatura de la tie-
rra. La propagación por visión dire-
cta es compleja porque las transmi-
siones de radio no se pueden enfocar
completamente. Las ondas emanan
hacia arriba y hacia abajo así como
hacia delante y pueden reflejar so-
bre la superficie de la tierra o partes
de la atmósfera. Las ondas refleja-
das que llegan a la antena receptora
mas tarde que la porción directa de
la transmisión puede corromper la
señal recibida.
Propagación por el espacio:
La Propagación por el espacio utili-
za como retransmisor satélites en
lugar de la refracción atmosférica.
Una señal radiada es recibida por
un satélite situado en órbita, que la
reenvía devuelta a la tierra para el
receptor adecuado. La transmisión
vía satélite es básicamente una
transmisión de visión directa como
un intermediario. La distancia al
satélite de la tierra es equivalente a
una antena de súper alta ganancia e
incremente enormemente la distan-
cia que puede ser cubierta por una
señal.
La propagación por el medio at-
mosférico produce a veces proble-
mas de transmisión provocados
por agentes meteorológicos (lluvia,
nieve, radiación solar,...). Cuanto
mayor es la frecuencia de la
señal que se emite más sensible es la
propagación a este tipo de proble-
mas.
En redes de área local inalámbricas
se usan frecuentemente las microon-
das por onda espacial
directa (visión directa) o dispersión
troposférica. Las microondas con
frecuencias del orden de Ghz, ya que
permite trabajar con portadoras al-
tas con lo que el ancho de banda es
más elevado que en otras frecuen-
cias más bajas
PÁGINA 3 VOLUMEN 1, Nº 1
Parámetros de una antena:
• Rango de frecuencias: El ran-
go de frecuencias determina las
frecuencias que la antena es ca-
paz
de emitir o recibir. El tamaño de
las antenas está relacionado con
la longitud de onda de la señal
de radiofrecuencia transmitida o
recibida, debiendo ser, en gene-
ral, un múltiplo o submúltiplo
exacto de esta longitud de onda.
Por eso, a medida que se van
utilizando frecuencias mayores,
las antenas disminuyen su tama-
ño.
• Densidad de po-
tencia radiada: La
densidad de po-
tencia radiada se
define como la
potencia por
unidad de superfi-
cie en una deter-
minada dirección.
Las unidades son
watios por metro
cuadrado.
• Diagrama de radiación (patrones
de radiación): El diagrama de ra-
diación de una antena se define co-
mo la representación gráfica de
las características de radiación en
función de la dirección
(coordenadas polares r,θ,Ф).
se toma como antena de referencia.
Ganancia: La ganancia de una an-
tena se define como la relación en-
tre la densidad de potencia radiada
en una dirección y la densidad de
potencia que radiaría una antena
isotrópica, a igualdad de distancias
y potencias entregadas a la antena.
En la definición de Directividad se
habla de potencia radiada por la
antena, mientras que en la defini-
ción de ganancia se habla de po-
tencia entregada a la antena. La
diferencia entre ambas potencias es
la potencia disipada por la antena,
debida a pérdidas (rendimiento).
El dBi expresa la ganancia relativa
de una antena, con respecto a una
antena isotrópica (i).
• Polarización: La polarización de
una antena se refiere solo a la
orientación del campo eléctrico
radiado desde ésta. Una antena
puede polarizarse en forma lineal
(por lo general, polarizada hori-
zontal o vertical), en forma elípti-
ca o circular. (En la página
http://mecfunnet.faii.etsii.upm.es/
difraccion/PolElipt.html
puedes observar una animación
que ilustra los conceptos de pola-
rización lineal, circular y elípti-
ca).
• Área Efectiva de una antena re-
ceptora: El área efectiva se define
como la relación entre la
potencia recibida y la densidad de
potencia incidente en una antena.
La antena debe estar adaptada a
la carga, de forma que la potencia
transferida sea la máxima.
ANTENAS
El HPBW o Ancho de haz princi-
pal a 3 dB (anchura de banda de
potencia mitad) expresa en gra-
dos (ángulos) la apertura entre
los dos puntos del lóbulo princi-
pal que se encuentran a – 3dB
del máximo.
Análogamente se define el Ancho
de haz entre nulos.
Directividad: La Directividad de
una antena se define como la re-
lación entre la densidad de po-
tencia radiada en una dirección,
a una distancia, y la densidad de
potencia que radiaría a la misma
distancia una antena isotrópica,
a igualdad de potencia total ra-
diada.
Una la antena isotrópica, que es
una antena ideal que radia uni-
formemente en todas direcciones.
Evidentemente no existe tal ante-
na pero, matemáticamente, es
muy fácil calcular el campo elec-
tromagnético que produciría una
antena de ese tipo, de forma que
TECNOLOGIA AL DIA
SIN OLVIDAR LOS PARÁMETROS PARA LAS ANTENAS
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Otras Clasificación de Antenas:
Según el entorno en el que se ubi-
quen y las características am-
bientales que soportan:
• Interiores (Indoor), ubicadas en
el interior de edificaciones.
Exteriores (Outdoor), ubi-
cadas en el exterior de edi-
ficaciones (radiación solar,
lluvia, nieve, cambios tem-
peratura, rayos....).
Onmidireccional: Estas
antenas son capaces de emi-
tir senal en todas las direc-
ciones
Según el propietario:
• Colectiva: Aquella mediante dis-
tribuidores y
amplificadores
permite que va-
rios usuarios la
empleen.
• Individual.
forma de concentrar la
emisión y recepción de
su
sistema radiante en una
dirección. Ejemplo de
antena de apertura
De apertura. La ante-
nas de apertura son
aquellas que utilizan
superficies o aperturas
para
direccionar el haz elec-
tromagnético como de
MAS TIPOS...
longitud física total. Ejemplos de
antenas lineales son:
El monopolo vertical (necesita el
plano de tierra).
El dipolo.
SEGÚN SU FORMA
Según la forma y disposición de
los elementos de las antenas:
• Las antenas lineales. Son ante-
nas cuyos elementos radiantes
son lineales, es decir, los
conductores que las forman tie-
nen una sección de grosor des-
preciable respecto a la longitud
de
onda de trabajo y respecto a su
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ANTENAS
HELICE
Ejemplos de antenas usadas en Redes
de Área Local:
http://www.trendware.com/sp/products/TEW-AI75O.htm
http://www.distcomantenas.com/
antenas_wifi.htm
http://www.wimo.de/framesetp_s.html (sección WLAN)
http://www.dlink.es (sección Productos/Antenas)
http://www.firstwave.ch/produkte/outdoorantennen.es.html
http://www.paramowifix.net/antenas/EnlacesAntenas.html
CREADOR:
JUAN RIVERO
C.I 21.431.320
SISTEMAS DE COMUNI-
CACIONES II
PROF. ING. HEDDY LU
JIMENEZ