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Como decidir que antena utilizar.
Características de una antena:
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Frecuencia de operación (rango).
Tipo de antena.
Ganancia de la antena en dBi o dBd.
Haz de inclinación.
Polarización.
Ancho de haz, tanto horizontal como vertical.
Definiciones:
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La frecuencia de operación: Es el rango de frecuencias a las cuales se diseño
la antena para que tenga una mejor operación.
Tipo de antena: Existen distintos tipos de antenas como son:
Figura 2. Antena omnidireccional monopolo.
Omnidireccionales y sectorizada o direccional. La primera, tiene dos tipos a su
vez, monopolo o dipolo; la monopolo emana el campo eléctrico en una sola
dirección (vertical u horizontal) y su forma generalmente es como se
muestra en la figura 1 y se usa en VHF; la dipolo es una antena similar en
forma a la monopolo con el agregado de un segundo mástil en su parte
superior (figura 2) y emana un campo uniforme en el plano diseñado.
Figura 2. Antena omnidireccional dipolo.
En cuanto a las antenas direccionadas (deben tener vista directa) existen
distintos tipos:
1. Yagi: esta antena es similar en forma a la omnidireccional dipolo
con el elementos paralelos como se muestra en la figura 3.
Trabaja en frecuencias entre 50MHz y 86MHz generalmente.
Figura 3. Antena Yagi.
2. Parabólica (figura 4): Esta antena como su nombre lo dice tiene
forma de parábola y lo que hace es concentrar la potencia recibida
en un área. Tiene una ganancia alta y se usa para recepción
satelital.
Figura 4. Antena parabólica.
3. Infrarrojo (figura 5.): Este tipo de antena es bastante limitado ya
que su longitud de onda debe ser de la magnitud de los nm y tiene
que tener un ángulo de visión bastante bueno además que no tiene
gran alcance.
Figura 5. Antena infrarroja.
4. Patch antenna: Es una antena suspendida en un plano de tierra y
son hechas con tecnología de microcintas.
5. Helicoidal: Esta antena es hecha por medio de un hilo conductor
que viene embobinado.
6. Microondas Terrestres (figura 6): Estas antenas son para
frecuencias muy altas y requieren de antenas parabólicas para la
recepción.
Figura 6. Antena microondas terrestre.
7. Microondas Satelital: como su nombre lo dice es para enviar y
recibir señales para y de satélites. Su rango de operación es un
poco mas amplia que las terrestres y tienen como ventaja que
sirven para distancias muy extensas aunque sea muy caro.
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Las ganancias de las antenas vienen dadas en dBi y dBd, la primera es la
unidad en decibeles de la ganancia de una antena teórica que irradia una
señal de forma isótropa (uniforme en todas las direcciones). Los dBd es la
potencia en decibeles de una antena que irradia como si fuera una antena
dipolo (de forma similar a una elipse). La relación entre estas dos es
aproximadamente: 2.15dBi=0dBd.
El haz de inclinación
La polarización es el plano en que el campo eléctrico va a ser transmitido el
receptor debe cumplir con la misma característica de polarización. Si la
polarización de la antena emisora es horizontal el campo eléctrico va a ser
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emitido de forma horizontal y para ser recibida la antena receptora debe
tener también polarización horizontal.
Ancho de Haz es el ángulo en cierto plano dado en el cual la potencia esta por
encima del 50% del pico de potencia, en otras palabras donde es efectiva o
buena la señal de la antena.
Decisiones:
Ahora para tomar una decisión con respecto a que antena usar en el diseño de la red
para áreas rurales se debe tener en cuenta:
Topografía
Demografía
Radio u alcance de la señal (potencia)
La topografía se requiere primero, para ver si se coloca en costados del terreno
donde se va proveer el servicio o en el centro, segundo para ver si se ve afectado la
“visibilidad” de la antena en algunos puntos y ver si se puede compensar con mas
potencia o si es mejor desplazar la antena. Luego de definir la posición de la antena
se debe tener en cuenta primero que sea de fácil acceso en cuanto a vehículos para
poder realizar mantenimiento, que tenga acceso a los servicios públicos para la(s)
persona(s) que va(n) a cuidar; luego de definir estos parámetros se puede definir si
dejarlo en esa posición o no, en caso que no se defina esa posición se realiza del
nuevo el análisis en otros puntos del territorio.
Finalmente cuando se tenga un sitio para colocar la estación de la antena se define
que tipo de antena utilizar en caso por ejemplo que sea en un sector central con
respecto al área de cubrimiento se pueden utilizar o arreglos de antenas dipolos por
ejemplo cuando no en todas las direcciones se tiene una distribución uniforme de
población que solicita el servicio o hay problemas topográficos, como una montaña,
en el camino; o en caso que el caso sea ideal que la antena esta en un punto muy
central con respecto al territorio y la demanda es similar en las distintas
direcciones, en este caso seria bueno utilizar una antena omnidireccional ya que
emite una señal con la misma potencia en todas las direcciones con respecto a un
plano.
Debido a que escogeremos un sector que es montañoso alrededor de un valle se
situara la antena sobre las montañas para tener una altura en favor; se escogió como
frecuencia de operación la de Comcel, ya que a esta frecuencia se puede obtener un
mayor alcance con una misma potencia. Ahora, debido a que se escogió una
montaña como sitio para colocar la antena se debería escoger antenas direccionadas
ya que si se usa omnidireccional muchas de las aéreas de cubrimiento serian
desperdiciadas además que suelen tener más potencia las direccionadas con
respecto al precio. Por lo anteriormente mencionado se podría escoger una antena
direcciona con alta potencia y que trabaje en la frecuencia de Comcel como es la
LBV-9012LS-VTM o la DB878G90A-XY [1].
Bibliografía:
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http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Omnidirectional_antenna
http://www.vilchesfm.cl/antena%20dipolo.htm
http://www.ensenadamexico.net/hector/it/reporte_antenas.php
www.ieee.org.ar/downloads/2007-osow-antenas.pdf
http://www.digi.com/support/kbase/kbaseresultdetl.jsp?id=2146
http://antena.iespana.es/teoriaweb/conceptos%20de%20parabolica%201.
html (haz de inclinación)
http://antenasparatodos.blogspot.com/2008/05/polarizacin.html
(polarización)
http://www.javvin.com/wireless/AntennaBeamwidth.html (beamwidht)
http://awapps.commscope.com/catalog/andrew/product.aspx?id=76&page
=3&searchBSA=true (antenas direccionadas)[1]