presentacion antenas

CONCEPTOS BASICOS

Presentado por: Ing. Roberth MendozaDirigida a: Personal de Operacin y Mantenimiento Quito, Enero del 2014

DECIBELIO (dB): Unidad utilizada para medir la ganancia o atenuacion de un cuadripolo.

dBp=10 log(P2/P1)dBt=20log(V2/V1)dBp=dBt-10log(Z2/Z1) Cuando Z2=Z1 entonces dBp=dBt.dBp=dBt+10log(Z1/Z2)

NEPER(Np): Unidad de expresa relaciones de voltajes o corrientes.Np=Ln(V2/V1)Si Z2=Z1 entonces: Np=1/2 (Ln(P2/P1)).Si los niveles de potencia se miden en dBm entonces la potencia es referida a 1mW.

dBWNumrico (P2/P1)dBmNumrico (P2/P1) 301000 W301000mW20100 W20100mW1010 W1010mW64 W6 4mW32 W32mW01 W01mW-30,5 W-30,5 mW-100,1 W-100,1 mW-200,01 W-200,01 mW -300,001 W-300,001 mW-400,0001 W-400,0001 mW

Para una eficiente emisin o recepcin de una onda electromagnetica se debe lograr acoplamiento.El dispositivo emisor o receptor (antena) debe ser una porcin se la longitud de onda.Relacin seal a ruido:

Parmetro que mide la calidad de un sistema de comunicacin (S/N)(S/N)dB=10 log (Potencia de la seal/ Potencia del ruido).A mayor relacion S/N la calidad de la seal mejora.Alta fidelidad de TX se habla de S/N de 55 a 60 dB.La voz apenas intangible de 5 a 10 dB de S/N.

Velocidad de Transmisin (Bits por segundo):Es la velocidad de transferencia de informacion en bits por unidad de tiempo (seg)Tb: tiempo de bit o periodo de bit, Vt=1/Tb.

Impedimentos en la transmisin:Atenuacin, Ruido, Interferencia, Distorsin.ATENUACION: No constituye una contaminacin de la seal, la amplitud de la seal disminuye con la distancia. Para medios guiados la atenuacin es una funcin logaritmica, para medios no guiados es una funcin mas compleja.DISTORSION: Las diferentes componentes de frecuencia viajan en un medio de tx con distintas velocidades, la distorsin por retardo es la causa fundamental del fenmeno conocido como ISI (las componentes de un bit interfieren con los de bits cercanos). RUIDO El ruido es inherente al canal de transmisin, es una seal aleatoria producida por causas internas o externas al sistema.Ruido impulsivo: Pulsos de muy alta amplitud y muy corta duracion (Lmparas fluorescentes, motores, ruido solar), insignificante para freq mayores a 20 MHzRuido Trmico, Blanco o de Jhonson: Tiene origen en el movimiento trmico de los electrones en un medio de conduccin:Potencia de ruido=K*T*AB, K=1,38x10-3 J/K

INTERFERENCIA: Es una seal ajena o externa que contamina nuestra seal.

Diafonia o Crosstalk: Constituye un acoplamiento indeseado entre trayectos de seal de diferentes canales de transmision, esta en la magnitud del ruido termico. Diafonia cercana (seales viajan en sentido contrario NEXT), Diafonia Lejana (seales viajan en el mismo sentido FEXT)

CAPACIDAD DEL CANAL:Velocidad de transmisin mxima con la que se puede transmitir informacion por dicho canal de manera confiable y bajo ciertas restricciones.CANAL SIN RUIDOLa mxima velocidad de tx esta determinada por las caractersticas de la seal.Teorema de Nyquist: Vtxmax=2*AB (bps).Caso multinivel: Vtxmax= 2log2M*AB.

CANAL RUIDOSO.Vtmax=C=AB*(log2(1+S/N)) (bps)

Se garantiza una transmision confiable unicamente si la Vtx es menor a la capacidad.N= Potencia de ruidoA mayor AB entonces mayorN y menor S/NA mayor S mayor ruido de intermodulacin.

Capacidad del canal telefnico: AB=4KHz, S/N=30dB.C=40 Kbps.

INTRODUCCION

Una antena es un dispositivo constituido por un conductor metlico capaz de radiar y capturar ondas electromagnticas. Se utiliza convencionalmente para acoplar lneas de transmisin con el espacio libre, acoplando la energa de un transmisor y un receptor a la atmsfera terrestre. Una antena es capaz de convertir energa elctrica en ondas electromagnticas y viceversa. Estos dispositivos estn especficamente diseados para radiar o recibir ondas electromagnticas, adaptando en todo momento ondas guiadas, las cuales se transmiten a travs de conductores o guas, facilitando con ello su propagacin en el espacio libre. Una definicin mucho ms tcnica, establecida por el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), define una antena como aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseada especficamente para radiar o recibir ondas electromagnticas (IEEE Std. 145-1983). La misin de la antena es irradiar la potencia que se le suministra con las caractersticas de direccionalidad adecuadas segn su aplicacin. Las antenas pueden ser de diferentes tipos, esto vara segn la aplicacin que se requiera y los parmetros de configuracin y de sintona propios del sistema de transmisin o recepcin, en donde el fin principal es el de poder concentrar una cantidad de energa, lograr irradiarla y poder en algn instante detectar sta energa en un punto distante y convertirla nuevamente en su forma original para realizar una tarea especfica.

INTRODUCCION

Se puede decir que las funciones bsicas de una antena son dos: transmitir y recibir, definiendo cada aplicacin condiciones particulares sobre la direccionalidad de la antena, niveles de potencia que debe soportar, frecuencia de trabajo y otros parmetros que sern expuestos posteriormente. Una onda presenta dos caractersticas principales: frecuencia (f) y longitud de onda (), ambas se encuentran relacionadas por la expresin que define la velocidad de propagacin en el medio, en el caso particular, las ondas electromagnticas pueden viajar a la velocidad de la luz (c=3*108 m/s=f) considerndose la velocidad de propagacin de una onda en el vaco.

INTRODUCCION

Denominacin de las bandas de frecuencias por dcadas

INTRODUCCION

Denominacin habitual de las bandas de frecuencias en microondas

Bandas de Frecuencias Concesionada para Conecel

A1

A2

B1

A3

B2

A1'

A2'

B1'

A3'

B2'

824

825

835

845

846.5

849

869

870

880

890

891.5

894

BANDA DE 850 MHz

FRECUENCIAS Tx. (MHz)

FRECUENCIAS Rx. (MHz)

CONCEPTOS BASICOS DE ANTENASEntre las principales caractersticas de las antenas podemos encontrar: Ganancia de la antenaDiagrama de radiacin o patrn de radiacinAncho del hazImpedancia de entradaPolarizacinOtras caractersticas, entre las cuales se encuentra el cociente entre la ganancia del lbulo principal y el lbulo trasero o " Front to back ratio", la Prdida de retorno y el Ancho de banda.

1. GANANCIA DE ANTENA

Antena Isotrpica: Es la que irradia (o recibe) desde todas las direcciones con la misma intensidad. Aunque es fsicamente irrealizable, el concepto de antena isotrpica se utiliza como modelo de comparacin con las antenas reales. Como irradia con igual eficacia en todas direcciones, decimos que su diagrama o patrn de radiacin es una esfera. Un ejemplo de lo que se aproxima a una antena isotrpica es la luz producida por un bombillo, que se proyecta en todas direcciones con la misma intensidad, excepto en la base del bombillo.

CONCEPTOS BASICOS DE ANTENASSe define a la ganancia de una antena, como el cociente entre la cantidad de energa irradiada en la direccin preferencial y la que irradiara una antena isotrpica alimentada por el mismo transmisor. Este nmero lo expresamos en decibelios con relacin a la isotrpica y por ende se denota en dBi. La ganancia de antena es una manera de medir cun directiva es una antena, en comparacin con una antena isotrpica. Entre ms grande sea la ganancia de una antena, esta es ms directiva y el haz de radio s ms angosto, desde el punto de vista de nuestros clculos en el presupuesto del enlace de radio, son consideradas como una "Ganancia" de la seal de radio. 2. DIAGRAMA DE RADIACIN El diagrama de radiacin o patrn de radiacin es una grfica de la potencia de la seal trasmitida en funcin del ngulo espacial, en ellos podemos apreciar la ubicacin de los lbulos laterales y traseros, los puntos en los cuales no se irradia potencia (NULOS) y adicionalmente los puntos de media potencia.

CONCEPTOS BASICOS DE ANTENAS

Diagrama de radiacin


3. ANCHO DEL HAZ (beamwidth) El ancho del haz (beamwidth) es el ngulo subtendido por la radiacin emitida entre los puntos en que la potencia disminuye a la mitad, (3 dB) respecto a la radiacin mxima. 4. IMPEDANCIA DE ENTRADA Es el cociente entre el voltaje aplicado a los terminales de entrada y la corriente resultante. En general tiene una parte resistiva y otra parte reactiva. Para mxima transferencia de potencia la impedancia de la antena debe estar acoplada a la de la lnea de transmisin que la alimenta. La calidad del acoplamiento se mide en trminos de la relacin de onda estacionaria, VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). Idealmente debera ser la unidad, cuando las impedancias son exactamente iguales. Cuando excede de 2 empieza a haber problemas, Si es mayor que 3 el transmisor sufre peligro e implica desperdicio de mucha potencia.


Transferencia de potencia desde una fuente a la carga. En nuestro caso la fuente es el transmisor y la carga la antena.


La impedancia de una antena se define como la relacin entre la tensin y la corriente en sus terminales de entrada. Dicha impedancia es en general compleja, con lo cual presentar una componente real (R) o Resistiva y una componente imaginaria (X) o Reactiva, en donde ambas dependen de la frecuencia. El punto de la antena donde se conecta la lnea de transmisin se denomina Terminal de entrada o simplemente punto de alimentacin.


5. POLARIZACIN DE LA ANTENA La polarizacin de una antena corresponde a la direccin del campo elctrico emitido por una antena. Esta polarizacin puede ser: Vertical, Horizontal y Elptica, Circular (Hacia la derecha o hacia la izquierda). Cuando se habla de polarizacin de una antena, se hace referencia a la orientacin del campo elctrico que se irradia de ella. Las antenas pueden polarizarse linealmente (Polarizacin horizontal y vertical), elpticamente o circularmente. La polarizacin de una onda electromagntica plana no es ms que la orientacin del vector de campo elctrico con respecto a la superficie de la tierra es decir respecto al horizonte. Si la polarizacin permanece constante se denomina polarizacin lineal; si el campo elctrico se propaga en direccin paralela a la superficie de la tierra se dice que la onda esta polarizada horizontalmente. Por otra parte, si el campo elctrico se propaga perpendicularmente a la superficie terrestre se dice que la onda esta polarizada verticalmente. Si el vector de polarizacin gira 360 a medida que la onda recorre una longitud de onda por el espacio y la intensidad de campo elctrico es igual en todos los ngulos de polarizacin, se dice que la onda tiene polarizacin circular, sin embargo cuando la intensidad de campo elctrico varia con cambios en la polarizacin se dice que es una polarizacin elptica.

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