Ing. Martín Lema1 de 94
SEMINARIO:ANTENAS PARA SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES
Ing MARTÍN LEMAOrganiza: DEPARTAMENTO
DE ELECTRÓNICA.
Ing. Martín Lema2 de 94
Objetivo de la presentación
Presentado por:
Ing Martín Lema
Profundizar en los aspectos conceptuales y de fondo respecto de antenas en general tomando como ejemplo l as típicamente usadas en celular y microondas.De esta manera brindar al asistente las herramientas pa ra posteriormente interpretar mas fácilmente la abundante información que se encuentra en Internet, publicacion es, etc.
Ing. Martín Lema3 de 94
Planificación del seminario
Total de 6 horas repartidos en 2 dias de 3 horas cada uno
• 31 de Agosto de 2012 de 19 a 22:30• 3 de Septiembre de 19 a 22:30
Ing. Martín Lema4 de 94
DIA 1Integración de la antena en los modelos de propagaci ón•Análisis del significado de la atenuación en espacio libre, la eficiencia y ganancia de
antenas con su integración a los modelosPrincipales parámetros a tener en cuenta de una ant ena•Ganancia •Ancho de haz •Lóbulos - Relación frente espalda •Polarización •TiltAnálisis particular de los distintos tipos de anten a•Parabólicas •Antenas Panel para estaciones base (celular) dual pol, quad pol, RET, etc•Indoor (honguitos y paneles) •Antenas distribuidas (cable radiante) •Aspectos mecánicos de las antenas•Radomos•Carga de viento •Embalajes •Robustez mecánica
Ing. Martín Lema5 de 94
DIA 2
Criterios y mediciones de aceptación de sistemas ir radiantes (antenas + cable o guía)•ROE •PIM (Passive Inter Modulation)
Antenas eléctricamente cortas•Breve introducción a la geometría fractal •Antenas Fractales •Breve introducción a los metamateriales•Antenas chip •Antenas patch
Ing. Martín Lema6 de 94
Mi objetivo de la charla….EL 2%
Ing. Martín Lema7 de 94
Desde los primitivos sistemas a los mas modernos incluso los experimentos caseros utilizan antenas distintas
Sonda Spirit
“robador” de señales WiFi
Marconi (1901)
Ing. Martín Lema8 de 94
Principio siglo XX
Torre de Calatrava
Fin Siglo XX
Principio siglo XX
Principio siglo XXI
Ing. Martín Lema9 de 94
Integración de la antena con los modelos de propagación
Ing. Martín Lema10 de 94
CONCEPTO DE MODELO DE PROPAGACIÓN (aplicable a outdoor e indoor)
Es una manera simplificada de estimar el campo recibido haciendo analogía con mecanismos hipotéticos NO SIEMPRE CON FUNDAMENTO EN LA FÍSICA pero muy útil para cálculos reales
Ing. Martín Lema11 de 94
Modelo de FriisTRANSMISOR
RECEPTOR
Ing. Martín Lema12 de 94
DISCREPANCIAS CON LA REALIDAD F ÍSICA
• En la teoría de los circuitos no existen los generadores de potencia• Las antenas no tienen ganancia de potencia• El espacio libre no atenúa (atenuar es un concepto disipativo que
involucra conversión de un tipo de energía en otra y esto lo puede hacer solo una máquina) En el espacio libre la energía se dispersa (baja su densidad de flujo)..No puede pasar algo en la nada..
• La - mal llamada- atenuación de espacio libre parece dependiente de la frecuencia (20 logF) pero no lo es, se compensa con la – mal llamada- ganancia de antenas dando un valor real de campo recibido MUY UTIL EN LA PRÁCTICA
• Las obstrucciones no son todas disipativas, aunque algunas si lason
• Los cables son disipativos casi en un 100% (en este caso son atenuadores reales)
Ing. Martín Lema13 de 94
ATENUACIÓN EN ESPACIO LIBRE
Lfs = 20 LOG (F) + 20 LOG (D) + 32.44
Lfs = Pérdidas en el espacio libre en dBF = Frecuencia en MHZD = Distancia entre antenas en Km
Ing. Martín Lema14 de 94
Consideremos un punto que emite Pt watts de RF encerrado en una esfera de radio R
2..4Pr
R
APt
π=
La potencia que atraviesa la superficie A es:
Observar que la densidad de potencia a una distancia R es independiente de la frecuencia y por lo tanto la potencia colectada en un área A también lo es
Ing. Martín Lema15 de 94
Teniendo en cuenta que la ganancia de una antena se define como
η
2
4λπη A
G =
Donde A = Área efectiva de la antena
= Rendimiento de la antena (típicamente 0.65)Para un desarrollo teórico y por simplicidad para esta
charla se asume =1 (antena perfecta)
η
Ing. Martín Lema16 de 94
πλ
4
2GA =
22
22
2 16.4..4
1Pr
R
GPt
G
RPt
πλ
πλ
π==
Queda
Reemplazando A en la fórmula anterior
Expresando la frecuencia en MHz y las distancias en Km
[ ] [ ]MHzFKm 3.0=λ
Ing. Martín Lema17 de 94
PtRF
PtRF 22
4
222
2 107.5
1
16
3.0Pr
−
==π
Llegamos a
Pasandolo a dB o sea aplicando 10 Log (Pr/Pt)
[ ] 44.32log20log20Pr/ −−−= FRdBPt
10 log 5.7 x 10 -4= -32.44
Ing. Martín Lema18 de 94
Comparación de dos antenas del mismo tipo y diámetro en 12 GHz y 1.7 GHz
Ing. Martín Lema19 de 94
Campo recibido con valores calculados y reales (del manual)
Frecuencia de càlculo 12.2 GHz 1.7 GHzDiàmetro de antena 0.6 mts 0.6 mtsArea 0.2827 m2 0.2827 m2Ganacia (por manual) 35.1 dBi 18.2 dBiGanacia (Calculo con n=65%) 3847 (veces) 74.22 (veces)Ganancia Calculo en dB 35.85 dB 18.7 dB
Potencia de salida 30 dBm 30 dBmAtenuacion en espacio libre 5 Km 128.14 dB 111.02 dBGanancia de antena RX (de manual) 35.1 dBi 18.2 dBiPtencia recibida -63.09 dBm -62.82 dBm
La atenuación por espacio libre es 17 dB peor en 12. 2 que en 1.7 GHz, y la ganancia es 17 dB mayor en 12.2 GHz ���� se compensan !
Ing. Martín Lema20 de 94
Si el campo recibido es el mismo a igual diámetro de antena y es independiente de la frecuencia..
¿Por qué se usan frecuencias mas bajas en los enlaces largos?
Porque este cálculo se hizo para espacio libre, y en la atmósfera real los enlaces largos se ven MUY afectados por los factores climáticos (lluvia principalmente) y la atenuación que presenta la lluvia AUMENTA MUCHO AL AUMENTAR LA FRECUENCIA
Ing. Martín Lema21 de 94
2..4Pr
R
APt
π=
Resumiendo,La potencia que atraviesa el área A será:
Independientemente de la frecuencia y la geometría de la antena que represente al área A o sea si por acá pasa 1 mW la mejor antena del mundo podrácapturar 1 mW y nada mas, sea cual fuese su geometría
El área A podrá representar una
antena dipolo, una yagi, una
parábola una fractal una antena
hecha con metamateriales, o lo
que sea. Sea cual fuese la
antena nunca podrá recolectar
mas potencia que la que pasa
por el área A (Pr) .
Ing. Martín Lema22 de 94
Entonces y en materia de antenas¿el tama ño importa?
¡ SI !Las antenas eléctricamente cortas (ESA) podrán ser prácticas pero siempre capturan o transmiten MENOS potencia que las de tamaño completo
Ing. Martín Lema23 de 94
DISEÑO ESTILO SIGLO XX : SIGUIENDO PATRONES GEOMÉTRICOS CON FÓRMULAS CONOCIDAS Y TRATANDO DE PREDECIR EL COMPORTAMIENTO EN FORMA ANALÍTICA
DISEÑO ESTILO SIGLO XXI : IMAGINAR-MODELIZAR EN LA COMPUTADORA-SIMULAR EL RESULTADO-AJUSTAR-SIMULARDE NUEVO-PROBAR
Las partes que forman la antena ya NO TIENEN FORMAS GEOMÉTRICAS DE LA GEOMETRIA EUCLIDIANA
DISEÑO DE ANTENAS
Ing. Martín Lema24 de 94
Principales parámetros a tener en cuenta de una antena
•Ganancia•Ancho de haz•Lóbulos•Relación frente espalda•Polarización•Tilt
Ing. Martín Lema25 de 94
Como vimos antes la ganancia de una antena se define como la cantidad de potencia que irradia en la dirección de máxima radiación. La Ganancia (G) se produce por el efecto de la directividad al concentrarse la potencia en las zonas indicadas en el diagrama de radiación. Se calcula con respecto a una antena de referencia, para la isotrópica tenemos:
2
4λπη A
G =Donde
A = Área efectiva de la antena
= Rendimiento de la antena (típicamente 0.65 para parábolas)
En este caso el rendimiento tiene en cuenta la eficiencia, la ROE y lo que transmite hacia “otros lados”
η
Ing. Martín Lema26 de 94
Queda claro que la ganancia es directamente proporcional al área (Apertura)
• en una parábola al diámetro
• En una colineal a la longitud
• en una panel a la superficie del rectángulo• En una Yagi al número de elementos• En una formación a la cantidad de dipolos
El doble de área (1.4 veces Ø), 3 dB mas de
ganacia.
El doble de longitud, 3 dB mas
de ganacia
Ing. Martín Lema27 de 94
Cantelementos
Ganancia(dBi)
3 8
5 11
7 13
9 15
11 16
13 17
20 23
Yagi
G(aprox)=7.5+0.75 N [dBi]Es independiente de la frecuencia
Cantdipolos
Ganancia(dBi) ConfigOMNI
2 5
4 8
8 11
Formación de dipolos
El doble de longitud, 3 dB mas
de ganacia
Ing. Martín Lema28 de 94
EficienciaE=Potencia aplicada/potencia radiadaLo que no se irradia (ni se refleja) se pierde en calorLa eficiencia de las antenas basadas en dipolos,
parábolas, etc está muy cerca del 100% (ojo que el rendimiento puede ser 40 a 80% porque irradian para otros lados, el rendimiento contempla lo que irradia hacia adelante)
La eficiencia de una antena de una radio, celular etc es del orden de 20 a 70% y el resto no se irradia en forma útil, se disipa en calor ya sea por pérdidas o absorbido por el usuario (SAR)
Ing. Martín Lema29 de 94
Conclusiones• La “ganancia de la antena” es en realidad
un índice de cuan grande es la antena y en dos antenas de igual tamaño representa cuan direccional
• En recepción puede visualizarse asociada con el “área en la cual se puede colectar potencia” Cuanto mas grande, mas potencia puede colectar.
• En transmisión puede visualizarse asociada con la capacidad de transmitir toda la potencia hacia adelante. Una antena de ganancia 30 dBi (1000 veces) pone el mismo campo remoto que una isotrópica alimentada con 1000 veces mas potencia
Ing. Martín Lema30 de 94
¿ Es cierto esto ?
+27 dBm
(1/2 W)
Ganancia 33 dB(2000 veces)
ERP=+27+33=+60dBm
(1 Kw)
=
Ing. Martín Lema31 de 94
• La antena no puede generar potencia, la ganancia simplemente es un parámetro que mide cuan direccional es la antena.
Si se le aplica ½ watt, nunca puede irradiar mas de ½ watt
Ing. Martín Lema32 de 94
Ancho de haz-RPE• El ancho de haz se define como el ángulo en el cual lóbulo
principal cae 3 dB (mitad de potencia) respecto del máximo• Envolventes del patrón de radiación RPE (radiation Pattern
Envelope)Es una gráfica de la directividad de la antena en función del ángulo respecto del máximo del lóbulo principal. Generalmente se grafica la respuesta en el plano vertical y el horizontal, y dependiendo de si la antena es o no simétrica se grafican 180°o 360°
• Aún no hay coordinación entre los fabricantes para establecer un formato electrónico único y común.
Ing. Martín Lema33 de 94
• Patrón de radiación
Patron horizontal Patron vertical
Ing. Martín Lema34 de 94
Ing. Martín Lema35 de 94
Polarización
Polarización:
Es la figura geométrica que traza el extremo del vector campo eléctrico a una cierta distancia de la antena, al variar el tiempo. La polarización puede ser lineal, circular y elíptica. La polarización lineal puede tomar distintas orientaciones (horizontal, vertical, +45º, -45º). Las polarizaciones circular o elíptica pueden ser a derechas o izquierdas (dextrógiras o levógiras), según el sentido de giro del campo (observado alejándose desde la antena).
Ing. Martín Lema36 de 94
Análisis particular de los distintos tipos de antenas
Ing. Martín Lema37 de 94
De submarino
De auto
De submarinoILS AviónInstrument Landing System)
Satelital
De mousebluetooth
De ferrite(antena magnética de radio de AM)
CADA APLICACIÓN TIENE UN TIPO DE ANTENA ESPECIAL
PERO EN EL FONDO SON TODAS IGUALES Y RESPONDEN A LAS MISMAS LEYES FÌSICAS
Ing. Martín Lema38 de 94
PARABÓLICAS
Shielded (Blindada) GrilladaStandard
Ing. Martín Lema39 de 94
Antena parabólica
• Consiste en un elemento conectado al equipo de radio (el iluminador) y un reflector (a veces llamado “el plato”)
• La geometría del reflector es tal que provee una zona de fase constante si es iluminada desde su foco.
• Existen muchas geometrías posibles del conjunto iluminador/reflector. La mas sencilla para antenas de microondas terrestres es el paraboloide de revolución
Ing. Martín Lema40 de 94
Perfil de una antena parabólica
En el plano que pasa por A, todas las señales recorrieron el mismo caminoA=sqrt[(F-Z)2+R2] + (A-Z)Y por lo tanto todas tienen la misma fase
Ing. Martín Lema41 de 94
Principales parámetros de una antena parabólica
• Diámetro: (generalmente expresado o en pies o en metros) Hay una intima relación entre ganacia y diámetro. De hecho los fabricantes de antenas las clasifican en primer término por diámetro
• Ganancia: generalmente es el PRINCIPAL parámetro a tener en cuenta al seleccionar una antena.
• Se define como ganancia a la máxima intensidad de radiación en una dada dirección respecto a la radiación producida por una antena de referencia, alimentada con la misma potencia de entrada
• Se mide en dBd (dB referidos al dipolo) o en dBi (dB referidos a la antena isotrópica) 1 dBd=2.15 dBi **OJO los decibeles se suman, una antena de 10 dBd tiene 12.15 dBi**
Ing. Martín Lema42 de 94
Parabólica para• Satelital de estación terrena, gran ganancia,
bajo ruido, patrón de radiación muy conocido, alta potencia en TX
• Satelital doméstica (TV satelital) Barata, alta relación ganancia/tamaño
• Radioenlace urbano, buen rechazo a lóbulos secundarios (típicamente blindada)
• Radioenlace larga distancia, gran ganancia
Ing. Martín Lema43 de 94
Ejemplo de RPE
Ing. Martín Lema44 de 94
Clases de antena, según ETSI hay cuatro clases C1, C2, C3 y C4
En radioenlaces en general se usaba hasta ahora C2 (RPE rojo) y C3 (RPE azul)
La tendencia actual es USAR ANTENAS CLASE 4
Con Clas
e 4
Se obti
ene m
ucho
Mejor r
echazo
a
interf
erenc
ias
CLASE 4
RPE EN VERDE
Ing. Martín Lema45 de 94
¿Por qu é se necesitan mas directivas las antenas?Porque en enlaces cortos y
urbanos sobre todo, el problema de la interferencia es el principal aspecto a tener en cuenta. Los enlaces están limitados por interferencia mas que por la señal recibida. Por lo tanto una antena de clase 4 chica (ejemplo 30 cm), puede reemplazar a una de clase 3 grande (60 o 90 cm) . Y el impacto visual y el costo de utilización de mástil hoy es el principal factor.
Teorema de Shannon-Hartley
Ing. Martín Lema46 de 94
Tendencia actual de sistemas de microondas
• Cada vez se necesitan anchos de banda mayores, y frecuencias mas altas.
• La tendencia actual es a utilizar equipos partidos (con IDU y ODU) que se vinculan por medio de un cable coaxial (tipo RG8) que es barato e instalable sin mayores cuidados
Ing. Martín Lema47 de 94
Otros componentes
Ing. Martín Lema48 de 94
Comparación de tipos de antenas parabólicas
Tipo de antena Cualidades Aplicación
Grillada LivianaPoca resistencia al viento
Polarización simple (V o H)
Hasta 4 GHzSe usa en enlaces de baja capacidad
Standard Económica, es la solución ideal donde no se requiere una fuerterelación frente-espalda o la supresión de lóbulos secundariosno es imprescindible
Su principal aplicaciónes en enlaces de mediana y altacapacidad o donde se necesita una antenarobusta
Shielded Es la solución ideal donde se requieren características de radiación excelentes, gransupresión de lóbulos secundarios y gran relación frente-espalda
Sistemas de altacapacidad
Ing. Martín Lema49 de 94
¿QUE TAL SI HACEMOS UN CORTE?
Ing. Martín Lema50 de 94
BSABase Station Antenna
(Antenas para radiobase celular)
Dual pol ConcealmentQuad pol Omnidireccional
Ing. Martín Lema51 de 94
Antenas para estaciones base (BSA)
Tipos• Sectorial (60°, 90°, 120°)• De ports múltiples y bandas múltiples• Omnidireccional
Ing. Martín Lema52 de 94
Anchodel hazHorizontal y Vertical
Que es?Es la apertura angular a mitad de potencia (-3 dB) medida desde el máximodel lóbulo principal de la antena
Para que sirve?Permite obtener la característicadeseada de cobertura Vs interferencia
1/2 PowerBeamwidth
Ing. Martín Lema53 de 94
Null Filling Que es?El null filling es una técnica de optimizaciónde los arrays internos de la antena de
manera de suprimir los ceros en el lóbulo inferior
Para que sirve?Para antenas con un haz estrecho(<12°)
El null filling mejora mucho la calidad de
La pisada en las zonas de cobertura.
Ordenes de magnitud:La mayoría de las antenas tiene sin optimización entre 20-30 dBLas antenas del tipo MaxFill™, tiene típicamente 10-12 dB!
Ing. Martín Lema54 de 94
Null FillImportante en antenas de haz muy estrecho
Cero rellenado a 16 dB debajo
Del pico
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-100
-80
-60
-40
-20
0
Distancia(km)
Pot
enci
are
cibi
da(d
Bm
)
Potencia de TX = 1 W
Alltura de antena de BS = 40 m
Ganancia de la antena = 16 dBd
Ancho de haz (vertical) = 6.5°
Ing. Martín Lema55 de 94
Supresión de lóbulossuperiores
Que es?La supresión de lóbulos superiores (USLS) esuna técnica de construcción de las antenas
Que lilmita la potencia irradiada en los lóbulos
Superiores indeseables
Para que sirve?Para antenas con un haz vertical muyestrecho (menos de 12°), USLS reduce significativamente la interferenciaproducida por multi-path o cuando la antena tiene down-tilt mecánico.
Ing. Martín Lema56 de 94
INCLINACION (TILT)APLICABLE TÌPICAMENTE A ANTENAS
PANEL PARA ESTACIONES BASE (BSA)
Ing. Martín Lema57 de 94
Tilt
• Es la inclinación con la que se instala unaantena. El tilt es hacia abajo prácticamenteen todas las aplicaciones.
• Tiene como objetivo LIMITAR la coberturaen modo controlado y lo mas abruptamenteposible.
Ing. Martín Lema58 de 94
Downtilt Mecánico
Analogia: es como si el patrón de radiación apoyara en un disco
El tilt mecánico hace que:
• El lóbulo principal esté antes del horizonte
• El lóbulo posterior apunta haciaarriba
• A ± 90° no hay tilt
Ing. Martín Lema59 de 94
Downtilt eléctrico
El Tilt eléctrico sirve para:
• Que el lóbulo principal apunte debajodel horizonte
• Que el lóbulo opuesto también apuntedebajo del horizonte
• A ± 90° También el tilt está abajo del horizonte
“Cono” Del lóbulo principal
Analogia: es como si el patrón de radiación apoyara en un cono
Ing. Martín Lema60 de 94
Ing. Martín Lema61 de 94
932LG65VTEB Directed Dipole™
con Tilt Variable
• La tecnología Directed Dipole Provee un patrón de radiación preciso y definido
• Radomo redondeado parareducir la carga de viento
• Compatible con TeleTilt®
Remote Control Antenna System.
• Disponible en QUAD (4-port) version.
• Varias ganancias disponibles.
Ing. Martín Lema62 de 94
El downtilt variable se logra rotando la fase de las señales que alimentan cada uno de los dipolitos
Ing. Martín Lema63 de 94
AntenasDual /Quad Pol
• Se trata básicamente de dos o cuatro antenasortogonales entre sí montadas en un mismobackplane y radomo. Esto reduce mucho el espacio necesario y la carga de viento. El parámetro que caracteriza estas antenas (ademásde los típicos de una antena panel) es la aislaciónentre ports
• Exteriormente tienen dos/cuatro conectores (unopara cada antena)
Ing. Martín Lema64 de 94
• En entornos URBANOS y en comunicaciones con PORTÁTILES la diversidad de polarización es notablemente mejor que la diversidad de espacio.
• Esto se da en entornos con numerosos multitrayectos
Ing. Martín Lema65 de 94
Ideal paracombinación en aire
-45° +45° -45° +45°Tx1/Rx1 Tx2 Tx3 Tx4/Rx2
Rx1 Tx1 Tx2 Rx2
Either:Either:
Or:Or:
Quad Antennas:
Usando combinadorse pierden 3 dB (tipicamente).
Note:
Model HBW Gain Tilt Options
65° 18.1 dBi 0, 2
90° 16.8 dBi 0, 2, 4
65° 16.6 dBi
90° 15.3 dBi
DB932QDG65EM
DB932QDG90EM
928QDG65T5EM
928QDG90T5EM
Ing. Martín Lema66 de 94
Ing. Martín Lema67 de 94
Principales parámetros de una antenaBSA
• Ganancia• Banda de utilización• PIM (Passive Inter Modulation)• Ancho de haz• Tilt eléctrico• Potencia admisible• Tipo de conector
Ing. Martín Lema68 de 94
RET (antenas controlables remotamente)Remote Electrical Tilt
Ing. Martín Lema69 de 94
¿Es un estándar o es algo propietario?
Ing. Martín Lema70 de 94
Ing. Martín Lema71 de 94
•Conseguir la llave del sitio (típicamente 100 Km)
•Ir al sitio (mínimo dos personas)
•Manejar (típicamente cientos de Km)
•Consumir combustible
•Rogar al Dios de la lluvia que haya buen tiempo
•Subir a la torre
•Ajustar el tilt
•Chequear que no queden alarmas en el sitio
•Depende la distancia, comer, dormir
•Volver (manejar, combustible, etc)
•Devolver la llave (otra vez 100Km)
•Actualizar documentación
AJUSTAR REMOTAMENTE LA ANTENA O……..
Ing. Martín Lema72 de 94
¿Y si no quedó como queríamos?
Sin RET:
Con RET
Ing. Martín Lema73 de 94
AntenasIn-door
• Básicamente no tiene diferencias con una antena diseñada paraoutdoor, solamente que el radomo mas función estética que técnica y normalmente no son herméticas con lo que se abarata el costo de fabricación.
• También son de baja ganancia ya que no tiene ninguna utilidad la ganancia en una apliacación indoor (ganancia=directividad)
• Típicamente las hay Omni y “panel” siendo las tipo omni para poneren el medio de un recinto y las panel contra una pared.
Ing. Martín Lema74 de 94
Especificación típica de antena indoor
Ing. Martín Lema75 de 94
ANTENAS DISTRIBUIDAS (Cables radiantes)
La aplicación típica es túneles
De modo acoplado
De modo radiante
Ing. Martín Lema76 de 94
• La radiación del cable de modo acoplado se fundamenta en la dispersión sobre objetos cercanos
• En teoría, en el espacio libre no irradian ya que los campos generados por las ranuras se cancelan mutuamente
• Son típicamente aperiódicos (no tienen una banda de trabajo definida)
Ing. Martín Lema77 de 94
• La radiación del cable de modo radiante se fundamenta en la radiación generada en las ranuras que no se cancelan como en los de acoplamiento
• La presencia de objetos cercanos hace que muchas veces también irradien por dispersión
• Son típicamente sintonizados (tienen bandas de trabajo definidas)
Ing. Martín Lema78 de 94
Parámetros de cables radiantes
• Atenuación longitudinal: Como cualquier cable, se mide en dBcada 100 mts. Típicamente está en el orden de algunos dBcada 100 mts.
Ing. Martín Lema79 de 94
• Pérdidas de acoplamiento. Se mide en dB. Es la relación entre la potencia “dentro” del cable y la recibida por un receptor a 2 mts del cable.(u otra distancia según el fabricante)
• Típicamente está entre los 50 y los 80 dB
Ing. Martín Lema80 de 94
Grafica de las pérdidas en un sistema de cable radiante
Ing. Martín Lema81 de 94
Instalación de cable radiante en un túnel de carbón
Ing. Martín Lema82 de 94
Aspectos mec ánicos de las antenas
Ing. Martín Lema83 de 94
Carga de viento
• La carga que produce una superficie expuesta al viento varía en forma proporcional con el área expuesta.
• Ej: un área de 1 m2 expuesta a un viento de 100 Km/h produce una fuerza de 44 Kgf.
• El precio y complejidad de una estructura es directamente proporcional a las cargas de viento que debe soportar.
• Por lo tanto todo diseño debe apuntar a reducir tanto como se pueda el área expuesta al viento.
• El reglamento vigente en la Argentina es el CIRSOC• El diseño y aprobación de planos de estructuras es
incumbencia de los ingenieros civiles.
Ing. Martín Lema84 de 94
Momento torsor del mástil• Un punto importante a tener en cuenta en la
especificación de estructuras es la desviación a la torsión. (cuanto se desorienta la antena cuando el viento empuja “de costado” la parábola.
• Esto se soluciona mediante el agregado de “estrellasanti torsoras” en un mástil
• Una especificación ‘típica es + / - 0.5°• Esta especificación generalmente apunta a la
desorientación de la parábola, debiera estar muy mal calculada la estructura para que colapse por torsión del mástil.
Ing. Martín Lema85 de 94
Radomos
• Son protecciones mecánicas que cubren la antena. Están hechas con materiales muy resistentes a la intemperie y con una mínima absorción de microondas.
• Sirven para reducir la carga de viento y a su vez proteger los elementos mas sensibles (iluminador).
• Los hay de dos tipos: Flexibles(para antenas blindadas, parecen un parche de bombo) y rígidos (Moldeados)
Ing. Martín Lema86 de 94
Radomos
Ing. Martín Lema87 de 94
Materiales para radomos• Los materiales mas habituales para los
flexibles son TEGLAR (a base de Kevlar) o Hypalon. (es un nylon cubierto de goma)
• Los de teglar tienen una vida útil de unos 15 años, Hypalon unos 5
• Los radomos rígidos son generalmente de fibra de vidrio o ABS (Plástico)
Ing. Martín Lema88 de 94
Embalajes
Ing. Martín Lema89 de 94
Que distingue una antena de otra?
• Dos antenas de iguales características (Ganancia diámetro, F/B, etc) pero de distinto fabricante se distinguen en:
• Mantener las características luego de varios años de instalada
• Precisión mecánica (forma del reflector, exactitud del foco, estabilidad, etc)
• Resistencia a viento/lluvia/nieve/hielo, etc• Facilidad de transporte y armado
• Que se armen con POCAS herramientas
Ing. Martín Lema90 de 94
Resistencia a la intemperie• NO HAY QUE OLVIDARSE QUE UNA
ANTENA ES UNA PIEZA MECÁNICA MAS QUE UN COMPONENTE ELECTRÓNICO
• Por lo tanto su desempeño será función de su resistencia al intemperie (asumiendo que está bien dimensionada)
• Los puntos débiles son• Soldaduras-galvanizado-pintado-resistencia a
las dilataciones-selección adecuada de los materiales constructivos (evitar pares galvánicos, etc)
Ing. Martín Lema91 de 94
Otros accesorios importantes
• Escalerita para coaxiales• Protección del tramo horizontal contra
caída de hielo o de herramientas• Pasamuros
Ing. Martín Lema92 de 94
Otros elementos
• Jumpers: Tramo de cable mas flexible que el alimentador principal.
• Alimentador principal: Cable coaxial de gran diámetro típicamente entre ½” y 1-5/8”
• Herrajes de montaje A° Inox- Plástico• Kit de Puesta a tierra• Pasamuros
Ing. Martín Lema93 de 94
Preguntas
Ing. Martín Lema94 de 94
Muchas Gracias
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