microondas, antenas, trasmisión y zona de fresnel

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  1. 1. Microondas, Antenas , Trasmisin y Zona de Fresnel
  2. 2. El IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, el Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos, una asociacin tcnico-profesional mundial dedicada a la estandarizacin, entre otras cosas). Define una Antena como aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseada especficamente para radiar o recibir ondas electromagnticas.
  3. 3. La misin de una Antena es radiar la potencia que se le suministra con las caractersticas de direccionalidad adecuadas a la aplicacin.
  4. 4. La intensidad de radiacin es la potencia radiada por unidad de ngulo slido en una determinada direccin.
  5. 5. Un diagrama de radiacin es una representacin grfica de las propiedades de radiacin de la antena, en funcin de las distintas direcciones del espacio, a una distancia fija.
  6. 6. La directividad D de una antena se define como la relacin entre la densidad de potencia radiada en una direccin, a una distancia dada, y la densidad de potencia que radiara a esa misma distancia una antena istropa que radiase la misma potencia que la antena
  7. 7. Una antena capta de una onda incidente sobre ella, parte de la potencia que transporta y la transfiere al receptor.
  8. 8. La antena extrae potencia del frente de onda incidente, por lo que presenta una cierta rea de captacin o rea efectiva Aef=Pl /r Aef=areaefectiva PI=3.1416 R=radio
  9. 9. La vibracin o frecuencia de resonancia de una antena es comparable a la vibracin de una cuerda o varilla
  10. 10. La alimentacin del emisor a la antena y de la antena al receptor, se hace en un vientre de intensidad.
  11. 11. En las antenas verticales la radiacin o captacin de ondas directas y reflejadas, es la misma en todos los sentidos. En las antenas horizontales, la combinacin de ondas directas y reflejadas no es la misma Se trata de una antena direccional.
  12. 12. Se utilizan cuando el nivel de la seal es demasiado elevado y existe peligro de bloqueo o saturacin de la imagen.
  13. 13. Una onda electromagntica es una perturbacin del campo elctrico y magntico que se propaga en cierta direccin a lo largo del tiempo. Las microondas son ondas electromagnticas igual que las de radio, pero de longitud de onda mucho ms pequea. Son ondas de radio de alta frecuencia y por consiguiente de longitud de onda muy corta.
  14. 14. Las microondas estn situadas entre los rayos infrarrojos (cuya frecuencia es mayor) y las ondas de radio convencionales.
  15. 15. Su longitud de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm.
  16. 16. El rango de las microondas incluye las bandas de radiofrecuencia de UHF (0.3-3 GHz), SHF (3-30 GHz) y EHF (30-300 GHz).
  17. 17. Se reflejan fuertemente en el agua y en estructuras metlicas. No son reflejadas en la ionosfera como sucede con las seales a baja frecuencia. Al trabajar a frecuencias de microondas se cuenta con mayor ancho de banda, debido a que el espectro de 300 MHz y 300 GHz tiene miles de canales. La fase de las seales de microondas vara rpidamente con la distancia.
  18. 18. Tienen muchas aplicaciones: radio y televisin, radares, meteorologa, comunicaciones va satlite, medicin de distancias, investigacin de las propiedades de la materia o cocinado de alimentos. Se usan en comunicaciones (WIFI, Bluetooth, telefona mvil, TV) , sensores (radares, telescopios) y navegacin (GPS) y algunas otras aplicaciones puntuales.
  19. 19. En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusin, ya que estas pasan fcilmente a travs de la atmsfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. Tambin hay ms ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio.
  20. 20. rea en donde se difunde una onda luego de ser emitida por una antena. Mientras menos obstculos haya en esta rea, mejor ser transmitida la onda. En los sistemas inalmbricos que se manejan en la frecuencia de 2.4 GHz, la zona Fresnel es muy importante, pues debe mantenerse limpia de obstculos que detengan la seal. Por ejemplo, los rboles suelen detener mucho ms esas seales que las paredes, por su alto contenido en agua.
  21. 21. Lo ideal es que la zona de Fresnel no este obstruida, pero normalmente es suficiente despejar el 60% del radio de la zona para as tener un enlace satisfactorio.
  22. 22. La Zona de Fresnel es la altura ideal(radio) en la cual se deben posicionar el NODO para poder realizar un enlace confiable dependiendo de la frecuencia y la distancia: La constante de Fresnel establece lo siguiente: * r = radio en metros * D = distancia total del enlace en kilmetros * f = frecuencia del enlace en GHz (2.4, 5.8Ghz, etc.)
  23. 23. De esta manera, para un simple enlace de 3km, aplicando la frmula, necesitaremos un radio de 9.68mts, por lo que el NODO y el CPE se deberan encontrar al menos a 10mts de altura. En el caso de que la altura del nodo sea significativamente mayor (40mts por ejemplo) necesitaremos menor altura en el CPE para poder realizar el radioenlace.
  24. 24. En el ejemplo 2 y 3 de la imagen anterior, notamos obstculos de por medio, por lo que el radio de 9.68mts calculado ser a partir del obstculo mas alto de por medio. Ej.: Si en nuestra lnea de visin se encuentra un rbol de 5mts de altura, las distancias ideal para nuestro radioenlace ser de 5mts + 9.68mts = 14.68mts. Les recuerdo que estos clculos son todos para conexiones ideales, se estima que con respetar el radio de Fresnel en al menos un 66% se puede lograr un enlace estable. Convirtiendo los 9.68mts en 6.4mts y la altura con un obstculo de 5mts de 14.68 en 9.7mts aprox.
  25. 25. Practica Zona de Fresnel Identificacin de Antenas