Materiales de apoyo para entrenadores en redes inalmbricasAntenas y Lneas de TransmisinMetas!Entender las propiedades de las antenas, a n de de escoger la antena apropiada para una determinada aplicacin.! Considerar las antenas como la interfaz entre las ondas guiadas en el cable y las ondas no guiadas en el espacio.!Comprobar que los cables requeridos para las frecuencias de radio tienen requerimientos especiales.!Identicar diferentes tipos de conectores y sus aplicaciones especcas.2Lneas de Transmisin y Antenas! una lnea deransmisin es el dispositivo utilizado para guiar la energa de radiofrecuencia (RF)desde un punto a otro (ejemplo de lnea de RF es el cable coaxial).! Una antena es la estructura asociada con la regin de transicin entre una onda guiada a una onda que se desplaza en el espacio libre, por la irradiacin deenerga de RF.3Conexiones de un sistema inalmbrico4radioconectorcable coaxilaantena)))cable coaxialLneas de transmisin coaxiales5Lneas de transmisin coaxiales6La prdida (o atenuacin) de un cablecoaxial depende de la construccin del cable y de la frecuencia de operacin. La prdida total es proporcional a la longitud del cable.Tipo de cable DimetroAtenuacin@ 2.4 GHzAtenuacin@ 5.3 GHzRG-58 4.95 mm 0.846 dB/m 1.472 dB/mRG-213 10.29 mm 0.475 dB/m 0.829 dB/mLMR-400 10.29 mm 0.217 dB/m 0.341 dB/mLDF4-50A 16 mm 0.118 dB/m 0.187 dB/mhttp://www.ocarc.ca/coax.htmImpedanciaTodos losmateriales se oponen al ujo de una corriente alterna en alguna medida. A esta oposicin se le llama impedancia, y es anloga a la resistencia de los circuitos en corriente continua.La mayora de las antenas de telecomunicaciones tienen una impedancia de 50 ohmios, mientras que las antenas y los cables para TV normalmente tienen una impedancia de 75 ohmios.Asegrese de que la impedancia caracterstica del cable entre el radio y la antena es de 50 ohmios. Cualquier desadaptacin de impedancia causar reexiones indeseables y prdidas.7Reflexiones y ROE8RMS voltageVminVmaxRazn de Onda Estacionaria (ROE) =VmaxVminLas desadaptaciones deimpedancia causan reexiones y aumentan la ROE (Razn de Onda Estacionaria) conocida en ingls como VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).Impedancia acoplada = mxima transferencia de potenciaPara mxima transferencia de potencia, el mdulo de la impedancia de carga |ZL|debe ser igual al mdulo de la impedancia de la fuente |ZS|.9transferencia de potencia100%0%impedancia de carga|ZL| = |ZS|Conectores10Los conectores vienen en una gran variedad de formas y tamaos.Adems de los modelos estndares, los conectores pueden tener polaridad inversa (gneros intercambiados) o roscas invertidas.Adaptadores y PigtailsLos adaptadores (transiciones) y pigtails se usan para interconectar diferentes clases de cables y dispositivos. SMA hembra a N machoN macho a N machoN hembra a N hembraSMA macho a TNC machoSMA macho a N hembrapigtail U.FL a N machopigtail U.FL a RP-TNCmacho11Teora: antenas isotrpicasUna antena isotrpica irradia la energa que se le suministra de manera pareja en todas las regiones del espacio. Es slo un modelo ideal y no puede ser fabricada.Las antenas reales se caracterizan por irradiar ms fuertemente en ciertas direcciones que en otras; esto es lo que se denomina la directividad de la antena. Al tomar en cuenta la eciencia de la antena, esta preferencia por la radiacin en una determinada direccin se denomina la ganancia de la antena.12La antenas no aaden potencia. Ellas dirigen la potencia disponible en una determinada direccin. La ganancia de una antena se mide en dBi (decibeles relativos a un radiador isotrpico).dBiDireccional vs. Omnidireccionaldisco parablico14omniCaractersticas de las antenas15! Gama de frecuencias en la que se puede usar (ancho de banda)! Patrn o Diagrama de Radiacin (ancho del haz, lbulos laterales, lbulo trasero, relacin adelante-atrs, ubicacin de los nulos)! Ganancia mxima! Impedancia de entrada (ROE mxima)! Tamao fsico y resistencia al viento! CostoAl comprar una antena, Cules caractersticas debemos considerar?Ancho de bandaEl ancho de banda se reere al rango de frecuencias sobre el cual la antena opera satisfactoriamente.Se debe escoger una antena adecuadalas frecuencias que pretende usar. (por ejemplo, use una antena de 2.4 GHz para 802.11 b/g, y una antena a 5 GHz para 802.11a).banda ancha banda estrechafrecuenciaeciencia16Patrn de RadiacinElpatrn o diagrama de radiacin de una antena es unarepresentacin de la distribucin de potencia de la radiacin recibidao irradiada por la antena en diferentes regiones del espacio. Se suele representar en funcin de ngulos de direccin centrados en la antena.17Patrn de RadiacinEstos son el diagramarectangular y el diagramapolar de la misma antena (en un mismo plano). La representacin mediantecoordenadas polares es mucho ms comn que con coordenadas rectangulares, porque da una mejor representacin visual de las caractersticas de la antena en cada direccin. -5-10-15-20-25-30-35-40-45-50dB-180 -140 -100 -60 -20 20 60 100 140 18018018090 270018090 270-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50dB-180 -140 -100 -60 -20 20 60 100 140 180Ancho del hazEl ancho del haz de unaantena es la medida angular de aquella porcin del espacio en donde la potencia irradiadaes mayor o igual que la mitad de su valor mximo. 19potencia mitad-3dBRelacin adelante-atrsLarelacin adelante-atrs (f/b) de una antena directiva es el cociente entre la directividad mxima a su directividad en sentido opuesto. -5-10-15-20-25-30-35-40-45-50dB-180 -140 -100 -60 -20 20 60 100 140 180frontback20018090 270frontbackEn este ejemplo la relacin f/b es: 0 dB - (-25 dB) = 25 dBPolarizacin! Las ondas electromagnticas tienen componentes elctricos y magnticos.! La polarizacin de las antenas transmisoras y receptoras DEBE SER LA MISMA para optimizar la comunicacin.direction of propagationmagnetic eldelectric eld21 Polarizacin de las Antenas?VerticalHorizontal22ReciprocidadLas caractersticas de la antena como ganancia, rango de frecuencias, ancho del haz, eciencia, polarizacin e impedancia son independientes del rol de la antena como transmisora o receptora.Esto se suele expresar diciendo que las las caractersticas de transmisin y recepcin de una antena obedecen al principio de reciprocidad.2324Antena Parablica conRadomeAntena ParablicaGrilladaAntenaSectorialResistencia al vientoEfectos del vientogrilla parablicagrilla parablica(recubierta de nieve)25Impermeabilizacin de las antenas 26La mayor parte de los problemas de las antenas son causador por agua que penetra en los conectores del cable coaxial que se aojan debido a la vibracin, permitiendo la penetracin de humedaden la interfaz del conector.Proteja contar la humedad todas las conexiones externas. Tipos de Antenas27OmnidireccionalDipoloMonopoloGuaondaRanuradaColinealDireccionalPatchSectorialPlatoBocinaBiquadYagiDipolo de media onda28! Dos elementos de1/4 "! Muy fcil de construir en una gran gama de frecuencias! Omnidireccional en elplano perpendicular a los elementos! Ganancia de 2.15 dBi! Impedancia de entrada de 72 ohmios muy prxima a los 50 ohmios del cablecoaxialMonopolo o antena Marconi29! Elemento vertical de 1/4 "! Se requiere un buen plano de tierra! Omnidireccional en el plano horizontal! 5.14 dBi! ~ 36 !de impedanciaAntena Patch30Tipos de Antenasreector parablico antenas de panel31Reflector de construccin caseraUsted puede construir este reector usando chapa de aluminio, papel de aluminio y cartn, tijeras y cola adhesiva. 32Reflectores parablicos!Plato o grilla parablica. Los reectores de esquina (dos planos) tambin funcionan bien.!Ganancia =~ (D / ")2!Ancho del haz =~ " / D!Debe tener el iluminador (alimentador) apropiado, colocado en en el punto focal del reector!Los iluminadores excntricos (muy usados para recepcin deTV) son ms difciles de alinear33Antena de guaonda (cantenna)Se pueden construir antenas econmicas y muy efectivas con latas comunes como las que se usan para alimentos o bebidas. 341.The radio creates an electrical current oscillating at high frequency.2.The wave is guided down a coaxial cable.3.The wave arrives at a bare wire, and induces an electromagnetic wave radiating in free space. 351. El radio crea una corriente elctrica oscilante a alta frecuencia2. La onda resultante es guiada por el cable coaxial3. La onda llega al alambre desnudo donde se transforma en una onda electromagntica que se transmite en el espacio libre1.The radio creates an electrical current oscillating at high frequency.2.The wave is guided down a coaxial cable.3.The wave arrives at a bare wire, and induces an electromagnetic wave radiating inside a waveguide.4.The wave leaves the waveguide and radiates mostly in one direction.361. El radio crea una corriente elctrica oscilante a alta frecuencia2. La onda resultante es guiada por el cable coaxial3. La onda llega al alambre desnudo donde se transforma en una onda electromagntica que se transmite en el espacio libre4. La onda sale de la gua de ondas y se irradia prcticamente en todas direcciones4.La onda sale de la gua de ondas y se irradia hacia el reector2.The wave is guided down a coaxial cable.1.The radio creates an electrical current oscillating at high frequency.3.The wave arrives at a bare wire, and induces an electromagnetic wave radiating inside a waveguide.5.The wave bounces off of the reector, and radiates through space even more tightly directed.4.The wave leaves the waveguide and radiates towards a reector.372.La onda resultante es guiada por el cable coaxial3.La onda llega al alambre desnudo donde se transforma en una onda electromagntica que se transmite en el interior de la gua onda1.El radio crea una corriente elctrica oscilante a alta frecuencia5.La onda rebota en el reector y se irradia en el espacio libre con mayor directividad.Conclusiones!Las antenas are son la interfaz entre las ondas guiadas y las no guiadas. !Las antenas tienen muchas formas y tamaos.!El tamao de la antena debe ser al menos una fraccin de la longitud de onda que utiliza.!La impedanciade la antena debe acoplarse a la de la lnea de transmisin. !No existe una antena ptima para cada aplicacin, la escogencia es siempre un compromiso entre alcanzar grandes distancias o servir grandes reas.!Use antenas de lata ganancia para largas distancias y omnis o sectoriales para cubrir grandes reasPara ms detalles sobre los tpicos presentados en esta charla, vaya al libro Redes Inalmbricas en los Pases en Desarrollo, de descarga gratuita en varios idiomas en:http://wndw.net/Gracias por su atencin