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Transcript

Tambien conocido como:

  • Patrón de radiación.
  • Diagramas de polarización o de fase
  • En términos generales, la antenas omnidireccionales tienen una característica que es deseable cuando se requiere cubrir un área en torno a un punto y es la de radiar la energía del transmisor en todas direcciones.

  • También es sabido que los enlaces en WIFI deben tender a evitar las obstrucciones, que producirán pérdidas, y la forma de evitarlas es elevando la altura de las antenas.

  • Por esta razon pensamos que las antena omnidireccionales, de alta ganancia, instaladas a la mayor altura que podamos, serían una buena solución para dar cobertura dentro de un área en torno al Punto de Acceso.

Se puede representar:

  • Campo.
  • Potencia.

Hay 2 tipos de diagrama:

  • Tridimensionales.
  • Bidimensionales.

Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son los siguientes:

1) Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación.

2) Lóbulo Principal. Corresponde al área donde se concentra la mayor cantidad de energía y donde se obtiene la mayor ganancia.

3) Lóbulo Secundario: Corresponden a todos aquellos distintos al Principal donde su energía es menor y de menor ganancia.

4) Nulos: Aquellas zonas donde la energía es sustancialmente menor, comparada con la principal. Normalmente tiene ganancia negativa.

5) Lóbulos Traseros: Son aquellos que se encuentran en dirección opuesta.

Ejemplo

¿Pero que ocurre en la práctica?

Las antenas de mayor ganancia tienden a tener lóbulos principales más angostos, propiciando las comunicaciones a distancias cercanas al horizonte, por lo tanto, al instalarlas a mucha altura, más bien aprovechamos su ganancia para las estaciones mas lejanas. Por esto, no es recomendable el uso de antenas de mucha ganancia, cuando lo que se persigue es cubrir áreas en el entorno próximo al Punto de Acceso, y menos instalarlas a mucha altura.

Existen algunas ocasiones en que se requieren contar con antenas de mucha ganancia. En esos casos, sólo queda usar antenas especiales del tipo “down tilt” o inclinarlas de forma tal que el lóbulo principal se dirija a un ángulo por debajo de la horizontal, en la dirección que nos interesa. Esto es lo que hacen las compañías de teléfonos celulares.

Cuando diseñamos un sistema correctamente, lo que se debe hacer es evaluar la ubicación y distribución de los usuarios y como consecuencia, elegir aquella antena que satisfaga de forma mas adecuada los requerimientos de nuestro proyecto. Antenas de mucha ganancia y gran altura, en muchos casos, es una elección equivocada.

Es deseable tener un diagrama de radiación adecuado a cada aplicación particular. Las parábolas de los satélites están diseñadas para enfocar una zona determinada del espacio, por lo que se necesita un diagrama de radiación estrecho en esa direccion particular. Las antenas UHF del rover y de la plataforma no necesitan enfocarse al espacio, sino que se necesita una radiacion horizontal perfecta en los 360º. Un monopolo ideal posee un diagrama de radiación que se representa como un donut en tres dimensiones. Pero debido a las estructuras metálicas, a la presencia de rocas en el entorno y a la reflexión en el terreno, se distorsiona este ideal diagrama de radiación. Evidentemente es importante conocer dónde se producen estas singularidades, por eso se simuló en el DSN el sistema de comunicaciones. De este modo se obtuvieron las curvas para diferentes distancias. Aqui vemos los diagramas de radiación para el microrover. El vehículo aparece en el centro, y en colores aparecen las gráficas para diferntes distancias.

Muchas Gracias.

Andrés Angel Restrepo

DIAGRAMA DE RADIACION

Para mejor comprensión, mostramos ambos diagramas combinados, en 3D.

Si observamos con detalle el diagrama del ejemplo, notaremos que una estación ubicada al pie de la antena tendrá una pésima ubicación y será peor cuanto mas alta esté la antena, ya que el área que cubriría ese Nulo aumentaría con la altura. Contra más alta instalemos nuestra antena, la cobertura cercana tenderá a empeorar, aún cuando con esto despejemos las obstrucciones.

El diagrama de radiación de una antena es la representación gráfica de sus propiedades de radiación en las distintas direcciones del espacio. Lo habitual es representar el campo eléctrico en coordenadas esféricas, con la antena situada en el origen de coordenadas y tomando como referencia el valor máximo de la magnitud. El resto serán valores relativos a él.

En el caso de las llamadas omnidireccionales, la energía se irradia en 360º en torno a la antena, pero en el plano horizontal y el gráfico que nos muestran los fabricantes es similar a este:

La siguiente figura muestra el diagrama de radiación, en el plano vertical, correspondiente a la misma antena anterior:

Todas aquellas estaciones que se encuentren en la dirección del lóbulo principal y a igual altura, aprovecharán la mayor ganancia de ésta antena.

Aquellas que se encuentren en la dirección de alguno de los lóbulos secundarios, sólo aprovecharán una porción pequeña. Para efectos prácticos es lo mismo que si se tiene una antena de menor ganancia.

Aquellas que se encuentren en dirección de los Nulos, serán las menos favorecidas por cuanto esos puntos presentarían ganancias de -35 o -40 dB, en este ejemplo.

Con respecto al plano vertical, se podrá observar que dependerá del modelo y el fabricante, es decir que, aquí está la diferencia más notoria entre los distinto modelo y fabricante.

6) Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma el valor de la mitad del máximo.

7) Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.

8) Relación delante-atrás (FBR): Es el cociente en dB entre el valor de máxima radiación y el de la misma dirección y sentido opuesto.

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