Teoría y Cálculo de Antenas (parte 2)

Por Martín A. Moretón

martinmoreton@gmail.com
Contenido

Introducción ………………………………………………………………………………1
Calculo de Enlace (esquema) ………………………………………………………..1
Datos necesarios para realizar el calculo ………………………………………..2
Formulas …………………………………………………………………………..……….2
Ejemplo para 2,4Ghz a 2 kilómetros ……………………………………………..3
Comentario del calculo ………………………………………………………….…….3
Ejemplo para 5,8Ghz a 2 kilómetros ……………………………………………..4

 

Introducción

En esta segunda parte vamos a realizar el cálculo de enlace paso a paso explicando
detalladamente las ecuaciones.
Vamos a desarrollar un ejemplo de un calculo de enlace para una frecuenta de 2,4Ghz a 2
kilómetros de distancia, también se dejara planteado un enlace de 5,8Ghz para 2 kilómetros.
Calculo de Enlace (esquema)

Entonces, que necesitamos para realizar el cálculo …..
A.- Datos necesarios para realizar el cálculo teórico
1.- En que banda vamos a trabajar
2.- A que distancia tenemos el otro punto
A.1 Datos necesarios modificables
1.- Potencia del emisor
2.- Perdida en cables
3.- Antenas
4.- Sensibilidad del receptor (se encuentra en las hojas de datos de los equipos)

B.- Cálculos necesarios
1.- Calculo de perdida en el espacio FSL
2.- Caculo del PIRE – Potencia Irradiada Isotropica Efectiva
3.- Calculo del margen
4.- Radio de Fresnel

Formulas

Ejemplo de un cálculo para una frecuencia de 2,4Ghz para 2 kmts.

Comentario sobre la ejecución del cálculo
Ante todo debemos ver que no haya ningún obstáculo entre los puntos a instalar. Recuerden que esta tecnología y por los motivos previamente descriptos es muy sensible a los obstáculos, todo elemento que la señal atraviese nos atenúa o directamente nos anula la comunicación.
El paso siguiente es conocer la distancia entre los puntos a conectar, en el ejemplo serán 2
Km., y luego decidir con que frecuencia vamos hacer el enlace.
Con estos dos datos podremos calcular el FSL (Free Space Loss en español Perdida en el
Espacio Libre). Este valor nos estará indicando el valor en dB que perdemos por atravesar el medio ambiente, es decir cuanta señal vamos a perder solo por la atenuación del medio
ambiente.

FSL= 20 log ((4x(2400/300)) x PI x 2000) = 106,06 dB
Donde PI es 3,14 y 2000 es la distancia en metros.
Luego, tenemos que tener la información de la potencia de transmisión (Potencia TX) del
equipo que vamos a utilizar, esta información se obtiene de la hoja de datos del equipo en este ejemplo es de 20dBm.
Ahora, se estima o se obtiene de la hoja de datos del cable coaxial el valor de la perdida en el cable que va desde la antena al equipo (Perdida en Cable TX) en este ejemplo tomamos  -1dB por tener menos de un metro de cable.
Por ultimo se coloca en el cálculo la antena que vamos a utilizar desde el transmisor, en este
caso la ganancia de la antena es de 12dBi.
Con estos datos ya podemos calcular el PIRE Potencia Irradiada Isotropica Efectiva

PIRE= 20 + (-1) + 12 = 31db

El PIRE en algunos países está regulada

A continuación, teniendo el valor del PIRE y de FSL, lo ultimo que nos queda por averiguar
para completar el calculo de enlace son los valores de la antena de recepción (Ganancia de la antena RX) en este caso es igual a la de transmisión 12dBi y la perdida del cable coaxial
(Perdida del cable RX) entre la antena y el receptor que también es de -1dB.

La ecuación quedaría

PIRE + FSL + Ganancia de la antena RX + Perdida del cable RX = C de E

31 + (-106)+ 12 +(-1) = – 64dB
El proximo paso es averiguar el margen que tenemos entre la señal recibida y la sensibilidad del equipo, para esto debemos buscar en la hoja de datos del equipo la sensibilidad del equipo instalado, en general se representa de la siguiente manera
“Reciver Sensitivity 802.11b Min (dBm) 11Mbps -88”
C de E – (-88) = Margen entre lo recibido y la sensibilidad del equipo
-64–(-88) = 24dB de Margen
Medidas de referencia: 20dB muy bueno, 15dB Bueno, 10dB Límite
Por último para lograr un buen enlace necesitaremos saber a que distancia del obstaculo mas alto debemos colocar nuestros equipos, para esto debemos calcular el Radio de Fresnel

r= 8 metros

Es aceptable tener hasta un 60% de visibilidad, al tener menos porcentaje mas debilita la
señal.
Ejemplo de cálculo para una frecuencia de 5.8Ghz para 2 Km.


Observación: Para confeccionar este artículo se han tomado fotos, cálculos y conceptos de la Web de distintas publicaciones de física y manuales teóricos y prácticos de instalación de antenas. Este artículo no tiene valor comercial y es utilizado para divulgar conocimientos.

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