Antenas: De la teoría a la práctica

Mg. Ing. Javier More

09 de mayo de 2020

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Webinar disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=ndan1kIA9w8

Primeras antenas de la historia

Teoría de Antenas

Antenas para redes móviles

Antenas para enlaces microondas

Antenas para enlaces satelitales

Índice

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1.- Historia de las Antenas

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La primera Antena (1886 -1889)

Transmisor

Receptor

Heinrich Hertz Alcance era de solo centímetrosCopyright: . Ing. Javier More

La antena de Marconi (1894-1895)

Transmisor

Guglielmo Marconi

3.2 km de alcance

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La antena del Titanic (1912)

También fue diseñada por Marconi

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2.- Teoría de Antenas

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Unidad de Radio

Antena

Dispositivo que permite la transición de una onda guiada a una onda en elespacio libre (o viceversa)

S

Oscilador (electrones)

(electrones)

(Fotones)

(energía eléctrica) (ondas electromagnéticas)

Una antena no le agrega potencia a la señal, solo la concentra en una determinada dirección

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Antena Isotrópica

𝑷𝒕𝒙

La antena isotrópica transmite una potencia 𝑷𝒕𝒙 en todas direcciones.

Área de la superficie de la esfera:4 ∗ 𝜋 ∗ 𝑑2

𝐅𝐥𝐮𝐣𝐨 𝐝𝐞 𝐏𝐨𝐭𝐞𝐧𝐜𝐢𝐚 𝐏𝐫𝐨𝐦𝐞𝐝𝐢𝐨 = 𝑺𝒑𝒓𝒐𝒎

d

𝑺𝑰𝒔𝒐𝒕𝒓𝒐 =𝑷𝒕𝒙

4 ∗ 𝜋 ∗ 𝑑2W/m2

𝑺𝑰𝒔𝒐𝒕𝒓𝒐 =𝑷𝒕𝒙

Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐸𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎

Ganancia de la antena isotrópica = 0 dBi

Vector de Poynting

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Directividad

Angulo sólidoΩ

Al conectar un reflector, la energía se concentra en un solo punto

P

𝑺𝑹𝒆𝒂𝒍 =𝑷𝒕𝒙_𝑵𝒆𝒘

4 ∗ 𝜋 ∗ 𝑑2

𝑫𝒊𝒓𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅 =𝑺𝑹𝒆𝒂𝒍𝑺𝑰𝒔𝒐𝒕𝒓𝒐

Capacidad de la antena para concentrar la energía electromagnética en unaregión del espacio.

𝑺𝑹𝒆𝒂𝒍 > 𝑺𝑰𝒔𝒐𝒕𝒓𝒐 𝑫𝒊𝒓𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅 ≥ 𝟏

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Ganancia

P

𝑮𝒂𝒏𝒂𝒏𝒄𝐢𝐚 = 𝛈 ∗ 𝑫𝒊𝒓𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒊𝒅𝒂𝒅

𝛈 = 𝑬𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂

Pérdidas debido a Imperfecciones

"𝛈" 𝒆𝒔𝒕𝒂 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆 𝟎 𝒚 𝟏

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Longitud de Onda

𝝀𝝀 = Longitud

de onda

𝜆 =𝑐

𝑓

f = 700 MHz

𝜆 =300,000,000

700,000,000= 43 cm

𝝀

5G → 3.5 GHz → 𝝀 = 8.5 cmCopyright: . Ing. Javier More

Antena tipo dipolo

𝝀/2

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Antena Yagi-Uda (1926)

Reflector

Directores

Dipolo

Patrón 3D extraído de http://www.dg7ybn.de/432MHz/GTV70_11w.htmCopyright: . Ing. Javier More

Antena Yagi moderna

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Patrón de Radiación

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Antena Celular

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Cámara anecoica

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Relación Front to Back (F/B)

FrontBack

F/B = F - B

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Null Fill y USLS

Se requiere implementar Null Fill

Se requiere implementar USLS (Supresión de lóbulos superiores)

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Antena TV Digital Casera

12.5 cm

12.5 cm

¿Qué tipo de antena es?

CH 14 al 36: 470 a 608 MHzCH 38 al 51: 614 a 698 MHz

Frecuencia Central = 600 MHz Longitud de onda = 0.50 cmCopyright: . Ing. Javier More

3.- Antenas usadas en redes móviles

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Ejemplo: Commscope

Fuente: https://www.commscope.com/product-type/antennas/base-station-antennas-equipment/

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TILT de antena

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Modelo 1: Antena NH360QM-D-2XR

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Puertos (NH360QM-D-2XR)

Conector AISG (Antenna International Standart Group)(Para el TILT eléctrico)

Radomo

Bandas: • 698 - 896 MHz• 1695 - 2200 MHz

Polarización: +-45°

TILT manual/mecánico en ambas bandas

+45°

-45°

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Patrón de radiación (NH360QM-D-2XR)

¿Qué tipo de antena es?

H

V

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Ganancia (NH360QM-D-2XR)

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Modelo 2: Antena NNH4-65B-R6N17

Fuente: https://www.commscope.com/product-type/antennas/base-station-antennas-equipment/base-station-antennas/itemnnh4-65b-r6n17/

Revisar los estándares de instalación

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Puertos (Antena NNH4-65B-R6N17)

Fuente: https://www.commscope.com/product-type/antennas/base-station-antennas-equipment/base-station-antennas/itemnnh4-65b-r6n17/Copyright: . Ing. Javier More

Puertos (Antena NNH4-65B-R6N17)

Fuente: https://www.commscope.com/product-type/antennas/base-station-antennas-equipment/base-station-antennas/itemnnh4-65b-r6n17/Copyright: . Ing. Javier More

Antenas 5G (RRU+Antena)

Imagen extraída de: https://www.facebook.com/Electronicos.Telecomunicaciones

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3.- Antenas usadas en redes microondas

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Antena para enlace Microondas

Datasheet utilizado: https://www.commscope.com/globalassets/digizuite/261522-p360-vhlp4-11w-a-external.pdfCopyright: . Ing. Javier More

3.- Antenas usadas en redes satelitales

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Antena para enlace Satelital

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Antena para enlace Satelital

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Antena para enlace Satelital

Fuente: https://www.globalskyware.com/wp-content/uploads/2017/01/74cm-KaKu-Specification-Sheet_rev-1.pdf

¿Qué satélites operan en banda Ka?

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Gracias

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