2. Definición ¿Qué es una antena?-Una antena es un dispositivo cuya misión es difundir y/o recoger ondas radioeléctricas. -Las antenas convierten las señales eléctricas en ondas electromagnéticas y viceversa. -Una antena podría denominarse como un ** ingenio ** que transforma una corriente eléctrica alternada en ondas electromagnéticas o vice-versa. También podría definirse como un sistema de conductores que radia o intercepta ondas electromagnéticas. -Existen antenas de distintos tipos, pero todas ellas cumplen la misma misión: servir de emisor-receptor de una señal de radio. Cuando la comunicación fluye en ambas direcciones, se denomina bidireccional. Si dicha comunicación no se efectúa simultaneamente, sino alternativamente, se denomina comunicación semiduplex. Todas las comunicaciones dentro del ámbito WIFI son bidireccionales semiduplex.
3. Otras Definiciónes Las Antenas son las partes de los sistemas de telecomunicación específicamente diseñadas para radiar o recibir ondas electromagnéticas. También se pueden definir como los dispositivos que adaptan las ondas guiadas, que se transmiten por conductores o guías, a las ondas que se propagan en el espacio libre. Los sistemas de Comunicaciones utilizan antenas para realizar enlaces punto a punto, difundir señales de televisión o radio, o bien transmitir o recibir señales en equipos portátiles.
4. Definición Oficial El “Institute of Electrical and Electronics Engineers” (IEEE) define unaantenacomo “aquella parte de un sistema transmisor o receptor diseñada específicamente para radiar o recibir ondas electromagnéticas” (IEEE Std. 145-1983). Las antenas tienen en común el echo de ser una región de transición entre la zona donde existe una onda electromagnética guiada y una onda en espacio libre, a la cual se le puede asignar un carácter direccional. La representación de una onda se realiza por tensiones y corrientes (hilos conductores) o por campos (guías de onda) en espacio libre mediante campos.
5. EVOLUCION EN LAS TELECOMUNICACIONES (Últimos 50 años1960-2010) Como el tipo de antena y la red de transmisión a evolucionado de acuerdo con la evolución tecnológica. SEÑAL TV CABLE IPTV DIGITAL DTH VHF-UHF) TELEVISION PLASMA-LCD B/W COLOR PLANOS HD VIDEO Blu-Ray CINTAS BETA-VHS CD AUDIO MP3 ACETATOS CASETE CD TELEFONIA CONMUTADA DIGITAL VOZ/IP MOVIL TELEGRAMAS DATOS CD MEMORIAS DISKET TARJETAS MAG
6. Diagramas de Radiación El diagrama de radiación de una antena se define como la representación gráfica de las características de radiación en función de la dirección angular. Sistema de coordenadas Se utilizará habitualmente un sistema de coordenadas esférico. Lastres variables de un sistema esférico son ( r, q , f ) En un sistema coordenado esférico las superficies r=cte son esferas, q=cte son conos, mientras que f=cte son semiplanos. La intersección de las tres superficies determina la orientación de los tres vectores unitarios, que son perpendiculares a las superficies respectivas.
7. Diagramas de Radiación Diagramas tridimensionales Se puede representar el campo eléctrico, magnético o la densidad de potencia radiada. Dado que los campos son magnitudes vectoriales se pueden representar el módulo o la fase de sus componentes. Las formas de representación pueden ser tridimensionales o bidimensionales, en escalas lineal o logarítmica. La siguiente figura es la representación tridimensional de los campos radiados por una antena. Dada la dificultad de representar gráficamente el diagrama tridimensional se opta por representar cortes del diagrama en coordenadas polares o cartesianas. Los cortes corresponden a la intersección del diagrama 3D con planos.
8. Diagramas de Radiación Diagramas bidimensionales Un corte bidimensional en coordenadas polares se representaría como: En coordenadas cartesianas y escala logarítmica
10. La Ganancia La característica mas importante de una antena es la ganancia. Esto viene a ser la potencia de amplificación de la señal. La ganancia representa la relación entre la intensidad de campo que produce una antena en un punto determinado, y la intensidad de campo que produce una antena omnidireccional (llamada isotrópica), en el mismo punto y en las mismas condiciones. Cuanto mayor es la ganancia, mejor es la antena.La unidad que sirve para medir esta ganancia es el decibelio (dB). Esta unidad se calcula como el logaritmo de una relación de valores. Como para calcular la ganancia de una antena, se toma como referencia la antena isotrópica, el valor de dicha ganancia se representa en dBi.
11. Relación señal ruido Siempre que se emite o se recibe una señal de radio, lleva acoplada una señal de ruido. Obviamente, cuanto menor sea la relación de ruido con respecto a la señal, mas óptima se considerará la señal "valida". Incluso en las transmisiones digitales, se tienen que usar métodos de modulación que reduzcan el ruido y amplifiquen la señal de radio.El resultado de dividir el valor de la señal de datos, por la señal de ruido es lo que se conoce como relación señal/ruido. Cuanto mayor es, mejor es la comunicación.Se expresa en decibelios (dB), y en escala exponencial, lo que quiere decir que una relación señal ruido de 10 dB, indica que la señal es 10 veces mayor que la de ruido, mientras que 20 dB indica 100 veces más potencia.
12. Potencia transmitida Se utiliza la unidad dBm (decibelios relativos al nivel de referencia de 1 milivatio). 1 mW es igual a 0 dBm y cada vez que se doblan los milivatios, se suma 3 a los decibelios. La radiación máxima emitida por una antena (que puede terminar muy por encima de los vatios de entrada), que admite la FCC en los EEUU es de 1 vatio (equivalente a 30 dBm). En Europa, el limite es de 250 mW (24 dBm).En la siguiente tabla, se puede encontrar la conversión de decibelios a watios:
13. Patrón de radiación El patrón de radiación es un gráfico o diagrama polar sobre el que se representa la fuerza de los campos electromagnéticos emitidos por una antena. Este patrón varía en función del modelo de antena. Las antenas direccionales representan un mayor alcance que las omnidireccionales. Existen 2 modelos de gráficos que representan este patrón: En elevación y Azimut. Muchos modelos de antenas incluyen entre sus características, este gráfico. Normalmente tambien se incluye un dato mas, que es la apertura del haz, que representa la separación angular entre los dos puntos del lóbulo principal del patrón de radiación. Se suele representar sobre un plano horizontal.
14. Polarización Este dato nos indica la orientación de los campos electromagnéticos que emite o recibe una antena. Pueden ser los siguientes:Vertical: Cuando el campo eléctrico generado por la antena es vertical con respecto al horizonte terrestre (de arriba a abajo).Horizontal: Cuando el campo eléctrico generado por la antena es paralelo al horizonte terrestre.Circular: Cuando el campo eléctrico generado por la antena gira de vertical a horizontal y viceversa, generando movimientos en forma de círculo en todas las direcciones. Este giro puede ser en el sentido de las agujas del reloj o al contrario.Elíptica: Cuando el campo eléctrico se mueve igual que en caso anterior, pero con desigual fuerza en cada dirección. Rara vez se provoca esta polarización de principio, mas bien suele ser una degeneración de la anterior.
15. Tipos de antenas. Cada aplicación y cada banda de frecuencia presentan características peculiares que dan origen a unos tipos de antenas muy diversas. De una forma más amplia y no tan exhaustiva, los tipos más comunes de antenas se pueden agrupar en los siguientes bloques: Antenas de hilo: se distinguen por que están construidas con hilos conductores que soportan las corrientes que dan origen a los campos radiados. Pueden estar formados por hilos rectos (dipolos, rombos, V), espirales (circular, cuadrada o cualquier forma arbitraria) y hélices. Antenas de apertura: en estas antenas la onda radiada se consigue a partir de una distribución de campo soportada por la antena y se suelen excitar por guías de onda. Son antenas de apertura las bocinas (piramidales o cónicas), las aperturas sobre planos y ranuras sobre planos conductores y las guías de onda. Tipos de Antenas
16. Tipos de Antenas Antenas de SectorAl igual que las antenas omnidireccionales, su uso es para conexiones punto a multipunto. Estas sin embargo solo emiten en una dirección Su radio de cobertura está entre los 60 y los 180 grados. La ganancia de estas antenas es mejor que las omnidireccionales (aproximadamente 22 dBi), y permiten orientarlas hacia la dirección que mas interesa (incluso hacia arriba y hacia abajo)
17. Tipos de Antenas Antenas de PanelSe utilizan para conexiones punto a punto enfocadas. Son como pequeñas cajas planas y tienen una ganancia de hasta 24. dBis.
18. Tipos de Antena Antenas YaguiLas antenas yagui, (o direccionales) tienen forma de tubo. En su interior tienen unas barras de metal que cruzan el interior de ese tubo. La señal que emiten es direccional y proporciona una ganancia que oscila entre los 15 y los 21 dBi. Hay que enfocarla directamente al lugar con el que se quiere enlazar.
19. Tipos de Antena Antenas ParabólicasLas antenas parabólicas son las mas potentes que se pueden adquirir (hasta 27 dBi), por lo que son las mas indicadas para cubrir largas distancias entre emisor y receptor. Cuanta mayor ganancia tienen, mayor diámetro de rejilla.
20. Tipos de Antena Antenas DipoloEste tipo de antenas, están mas indicadas para lugares pequeños, y mas concretamente para uso de Access Points (imagen 1). La ganancia de esas antenas oscila entre los 2 y los 7 dBi's.
