Antenas/ Lineas de transmison
Guías de onda W
Arriba de los 2 GHz, la longitud de onda es lo suficientemente corta como para permitir una transferencia
Una guía de onda es un tubo conductor a través del cual se transmite la energía
El tubo actúa como un contenedor que confna las ondas en un espacio cerrado.
El efecto de Faraday atrapa cualquier campo electromagnético
La intensidad de los campos es máxima en el centro a lo largo de la dimensión X, y debe disminuir a cero al llegar a las
paredes, porque la existencia de cualquier campo paralelo a las mismas en su
superfcie causaría una corriente infnita en un conductor perfecto.
Los modos pueden separarse en dos grupos
generales.
Uno de ellos es el Transversal Magnético donde el campo magnético es siempre transversal a la dirección de propagación
Transversal Eléctrico en el que el campo eléctrico es siempre transversal,
El número de modos posibles se incrementa con la frecuencia para un tamaño dado de guía, y existe un modo, llamado modo dominante
El acoplamiento es máximo cuando el dispositivo de acoplamiento está en el campo más intenso.
Si una guía de onda se deja abierta en uno de sus lados, puede radiar energía es decir, puede ser usada como una antena en lugar de línea de transmisión.
Glosario sobre antenas
Impedancia de entrada
Si la antena tiene una impedancia diferente a 50Ω, hay una desadaptación y se va a producir refexión a menos que se
añada un circuito de acoplamiento de impedancia.
Directividad y Ganancia
La directividad es la habilidad de una antena de transmitir enfocando la energía en una dirección particular, o de recibirla de una dirección particular.
La ganancia se expresa con referencia a una antena estándar. Las dos referencias más comunes son la antena isotrópica y la antena dipolo resonante de media longitud de onda.
Relación de ganancia adelante/atrás
A menudo es útil comparar la Relación de ganancia adelante/atrás de las antenas direccionales.
Apertura de la antena
La “apertura” eléctrica de una antena receptora se defne como la sección transversal de una antena parabólica que entregaría la misma potencia a una
carga acoplada.
Pérdida de retorno
compara la potencia reflejada por la antena con la potencia con la cual la alimentamos desde la línea de transmisión Pi.
Patrón de Radiación
El patrón de radiación o patrón de antena describe la intensidad relativa del campo radiado en varias direcciones desde la antena a una distancia constante.
Lóbulos laterales (sidelobes)
direcciones. Estos pequeños picos se conocen como lóbulos laterales y se especifican en dB por debajo del lóbulo
principal.
Subtema
Polarización
La polarización se define como la orientación del campo eléctrico de una onda electromagnética.
Ancho de banda
El ancho de banda de una antena se refere al rango de frecuencias FH - FL en el cual puede operar de forma correcta.
Ancho del haz
El ancho del haz de una antena usualmente se entiende como ancho del haz a mitad de potencia.
Nulos
una zona nula es aquella en la cual la potencia efectivamente radiada está en un mínimo.
Discordancia de polarización
máxima potencia entre una antena transmisora y una receptora, ambas antenas deben tener la misma orientación espacial y el mismo sentido de polarización.
Conectores y adaptadores
Por medio de los conectores el cable puede ser conectado a otro cable o a un componente de la cadena de RF.
Los conectores BNC
El tipo BNC es un conector miniatura de conexión y desconexión rápida.Tiene dos postes de bayoneta en el conector hembra, y el apareamiento se
logra con sólo un cuarto de vuelta de la tuerca
SMA
Los conectores SMA son unidades subminiatura de precisión que proveen excelentes prestaciones eléctricas hasta más de 18 GHz.
RP-TNC.
Es un conector TNC con el género invertido.
Los conectores TNC
versión roscada de los BNC. Debido a que proveen una mejor interconexión por su conector de rosca, funcionan bien hasta unos 12 GHz.
Los SMB
Constituyen una versión más pequeña de los SMA con un acoplamiento a presión.
U.FL
Probablemente es el conector de microondas más pequeño utilizado ampliamente en la actualidad.
Los conectores Tipo N
Se pueden utilizar hasta a 18 GHz y se utilizan comúnmente en aplicaciones de microondas.
Las uniones del cable al conector macho o hembra son supuestamente impermeables,
Los conectores MCX
MCX tiene una capacidad de banda ancha de 6 GHz con un diseño de conector a presión.
Tipos de antena
Frecuencia y tamaño
Las antenas utilizadas para HF son diferentes de las antenas utilizadas para
VHF, las cuales son diferentes de las antenas para microondas.
Aplicaciones
Los puntos de acceso tienden a hacer redes punto a multipunto, mientras que los enlaces remotos o troncales son punto a punto.
Directividad
Las direccionales o directivas son antenas en las cuales el ancho del haz es mucho más angosto que en las antenas sectoriales. Tienen la ganancia más alta y por lo tanto se utilizan para enlaces a larga distancia
Antena de 1/4 de longitud con plano de tierra
Esta antena es muy simple en su construcción y es útil para las comunicaciones cuando el tamaño, el costo y la facilidad de construcción son importantes.
Antena bocina
Se puede alimentar sencillamente con una guía de onda, pero también puede hacerse con un cable coaxial y la transición apropiada.
BiQuad
La antena BiQuad es fácil de armar y ofrece buena directividad y ganancia para las comunicaciones punto-a-punto. Consiste en dos cuadrados iguales de 1⁄4 de longitud de onda como elemento de radiación y de un plato metálico o malla como reflector.
Construcción física
Las antenas pueden construirse de muchas formas diferentes, desde simples cables a platos parabólicos, o latas de café. Cuando consideramos
antenas adecuadas para el uso en WLAN de 2.4 GHz
Antena Yagi-Uda
La antena Yagi, o más apropiadamente Yagi-Uda básica consiste en un cierto número de elementos rectos que miden, cada uno, aproximadamente
la mitad de la longitud de onda.
Plato parabólico
Las antenas basadas en refectores parabólicos son el tipo más común de
antenas directivas donde se requiere una gran ganancia.
La ventaja principal es que pueden construirse para tener una ganancia y
una directividad tan grande como sea necesario.
La desventaja principal es que los platos grandes son difíciles de montar y
podrían sufrir los efectos del viento.
Antenas Log Periodic
Estas antenas tienen una ganancia moderada en una banda de frecuencia amplia. Se usan a menudo en analizadores de espectro para hacer pruebas y
también son populares como antenas receptoras de TV
Un Tx genera la energía de RF que va a la antena generalmente que esta ubicada a ciertas distancias de los terminales
Linea de transmisión RF
Transporta energía RF de forma eficiente
Antena
Capta las señales de radio desde el aire y pasarlos al receptor con minima distorsión
Cable RF
Mantener la integridad de las señales en ambas direcciones
Linea de transmisicion bifilar o doble hilo
Dos conductores separados por un dieléctrico o aislante
Dieléctrico puede ser aire o plástico
abierta en el extremo na va a irradiar
Si se dobla los extremos de una línea de transmisión en sentido opuesto genera un campo eléctrico que se refuerza por lo que se propagan a irradiar a distancia
el largo corresponde a un cuarto de la longitud de onda, vamos a tener una antena dipolo de media onda con una ganancia de
2.5 dBi
CABLES
Para HF son casi exclusivamente los coaxiales
Los coaxiales
conductor central recubierto llamado dieléctrico o aislante
dieléctrico se cubre con una pantalla envolvente de forma de malla la cual hace que evita un contacto eléctrico entre el dieléctrico con la pantalla
Finalmente se recubre con un aislante de PVC
El conductor transporta señal RF
Pantalla evita que se radie señal RF a la atmosfera ayuda a que no se interfieran con otras señales
Cuando mas grande es el conductor central mejor va a ser el flujo de la señal se denomina "Efecto pelicular"
Cable coaxial presenta alg de resistencia al flujo eléctrico a medida que viaja por el cable disminuye la intensidad
Este debilitamiento se conoce como atenuación para las líneas de transmisión se mide en decibeles por metro
El coeficiente de atenuación es una función de frecuencia señal y a la construcción física del cable
1er regla Hacer un cable de instalación lo mas corto y poner el transmisor lo mas cerca a la antena
Cable de buena calidad
Evitar RG-58
Evitar RG-213 o RG-8 fueron para CB
Amplificadores
Como mencionamos anteriormente las antenas no crean potencia. Ellas simplemente dirigen toda a potencia disponible en un patrón particular. Por medio de la utilización de un amplificador de potencia, usted puede usar energía DC para aumentar su señal disponible.
Existen amplifcadores para trabajar a 2.4 GHz, que agregan varios vatios de potencia a su transmisión. Estos dispositivos detectan cuando el radio está transmitiendo, y empiezan a amplifcan la señal.
Suelen ser muy caros
Los amplifcadores deben trabajar a
relativamente grandes anchos de banda a 2.4 GHz, y deben tener una conmutación lo sufcientemente rápida para trabajar con
aplicaciones Wi-Fi.
Los amplifcadores amplían ciegamente las señales deseadas y las interferencias, y pueden hacer que los problemas de interferencia sean peores.
Utilizar amplifcadores puede ser ilegal. Cada país impone límites de potencia para el espectro sin licenciamiento.