An Ten as Para Celular Es

5/21/2018 An Ten as Para Celular Es

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Universidad de Costa Rica

Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Elctrica

IE-0727 Ingeniera de Radio

Antenas para sistemas mviles.

Por:Arthur Chavarra Prez A31432

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

Julio del 2014


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NDICE GENERALNDICE GENERAL ..................................................................................................................... 2NDICE DE FIGURAS ................................................................................................................ 3NDICE DE TABLAS .................................................................................................................. 3NOMENCLATURA ..................................................................................................................... 4Introduccin ............................................................................................................................... 5CAPTULO 1: Objetivos. ............................................................................................................ 6

1.1. Objetivo general ........................................................................................................... 61.2. Objetivos especficos ................................................................................................... 6

CAPTULO 2: Antenas para sistemas mviles. .......................................................................... 72.1. Parmetros de la antena en transmisin: ..................................................................... 7

2.1.1. Impedancia de entrada ......................................................................................... 72.1.2. Eficiencia de radiacin. ......................................................................................... 72.1.3. Intensidad de radiacin. ........................................................................................ 82.1.4. Diagrama de radiacin. ......................................................................................... 82.1.5. La directividad ....................................................................................................... 92.1.6. La ganancia .......................................................................................................... 92.1.7. Polarizacin .........................................................................................................10

2.2. Tipos de antenas. .......................................................................................................102.2.1. PARABLICAS: ..................................................................................................102.2.2. OMNIDIRECCIONAL: ..........................................................................................102.2.3. ANTENAS multi-frecuencia: .................................................................................112.2.4. SECTORIALES: ...................................................................................................112.2.5. ANTENAS DE RANURA: .....................................................................................112.2.6. Antenas direccionales: .........................................................................................122.2.7. ANTENAS DE APERTURA. .................................................................................122.2.8. Dipolo horizontal sobre un conductor elctrico perfecto (PEC). ...........................13

2.3. Antenas comerciales para sistemas mviles. ..............................................................142.3.1. Antenas para GSM y UMTS. ................................................................................142.3.2. Antena GPS-Glonass combinada. .......................................................................162.3.3. Antena GPS-GSM ...............................................................................................162.3.4. Antena CDMA ......................................................................................................172.3.5. Antena 3G. ..........................................................................................................17


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2.3.6. Antenas 4G LTE. .................................................................................................172.3.7. Antenas para WIFI y WIMAX. ..............................................................................182.3.8. Antenas MIMO para LTE. ....................................................................................19

2.4. Accesorios y generalidades sobre la instalacin de antenas para celulares................202.4.1. Tipos de montajes de antenas: ............................................................................202.4.2. Aislamiento de antenas. .......................................................................................222.4.3. Conectores para cables coaxiales para antenas. .................................................23

2.5. Estudios actuales sobre el diseo de antenas. ...........................................................232.5.1. Los sistemas de antenas inteligentes. .................................................................232.5.2. Las antenas Fractales. .........................................................................................242.5.3. Miniaturizacin de las antenas. ............................................................................242.5.4. Sistemas integrados en un chip. ..........................................................................242.5.5. Desarrollo de antenas mediante la utilizacin de software. ..................................25

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 Diagrama de radiacin (Anguera & Prez, 2008). ........................................................ 9Figura 2 Dipolo de longitud l dispuesto horizontalmente a una altura h sobre un PEC (Anguera& Prez, 2008). .........................................................................................................................13Figura 3 Agrupacin de antenas para estacin base de telefona mvil: agrupaciones de doble

banda y doble polarizacin (Anguera & Prez, 2008)................................................................13Figura 4 Antenas de telefona (Fernandez Salmeron, 2010). ....................................................15Figura 5 Antena para WIMAX y WIFI. .......................................................................................19Figura 6 Antenas de 0.2, 0.3 y 0.6 integradas con RAU2 (Fernandez Salmeron, 2010). ..........20Figura 7 Dos RAU2 acopladas a un power splitter (1+1) (Fernandez Salmeron, 2010). ............21Figura 8 Montaje para arreglo de antenas sectoriales de 90 (Base para arreglo sectorial de 4antenas de 90).........................................................................................................................21Figura 9 Antena de geometra fractal (Anguera & Prez, 2008). ...............................................24Figura 10 Simulacin de la radiacin de una antena tipo bocina realizada mediante el mtodo

FDTD (Abguera & Prez, 2008). ...............................................................................................25NDICE DE TABLAS

Tabla 1 Antena de acuerdo a su tamao y frecuencia (Fernandez Salmeron, 2010)................16


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NOMENCLATURAFNBW: Ancho de haz entre los primeros nulos

HPBW: Ancho de haz de media potencia

IEEE: Instituto de ingenieros elctricos y electrnicos.

GSM: Acceso mltiple por divisin de cdigo.

MIMO: Mltiple entrada mltiple salida

UMTS: Sistema universal de telecomunicaciones mviles.

PEC: Conductor elctrico perfecto.

GPRS: Servicio general de paquete va radio.

GMS: Sistema global para telecomunicaciones mviles.

GPS: Sistema de posicionamiento global.

CDMA: Acceso mltiple por divisin de cdigo.

PCS: Servicio de comunicacin personal.

DCS: Sistema de control distribuido.

WCDMA: Acceso mltiple por divisin de cdigo de banda ancha.

RAU: Unidad de acceso de radio.

LTE: Tecnologa 3G, evolucin a largo plazo.

SAR:Tasa de absorcin especifica

OFDMA: Acceso mltiple por divisin ortogonal de frecuencia.


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Introduccin

Este trabajo plantea una pequea introduccin hacia el estudio de las antenas para

sistemas celulares.

Hoy en da dispositivos como telfonos mviles, ordenadores con conexin

inalmbrica, libros electrnicos, aparatos mdicos inalmbricos, cmaras inalmbricas,

sistemas mviles de GPS, celulares, son algunos ejemplos de los avances de los

sistemas de telecomunicaciones. Esta realidad le otorga a las antenas un protagonismo

y una gran importancia en el transporte de informacin. Por lo tanto, es necesario que

un ingeniero de telecomunicacin cuente con las nociones bsicas para saber y

entender cmo las antenas de un sistema de telecomunicaciones realizan

correctamente sus funciones. El estudio y desarrollo de nuevos sistemas de

dispositivos de transmisin y recepcin, as como los alcances y limitaciones que estos

presentan es un reto a superar para permitir el avance de los sistemas de

telecomunicaciones. Reducir las prdidas de transmisin, mejorar y aumentar la

transmisin de datos e informacin, crear equipos cada vez ms compactos y veloces

es la tendencia de un mercado en crecimiento que permite generar nuevas opciones de

estudio.

Es por ello que este trabajo muestra los principales tipos de antenas para sistemas

mviles, su funcionamiento y principales caractersticas, y los principales accesorios

necesarios para su instalacin. Adems se da una leve introduccin al estado del arte

del estudio de antenas y el desarrollo de herramientas para poder analizar en forma

dinmicas los sistemas radiantes.


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CAPTULO 1: Ob!ti"o#$

1.1. Objetivo general

Estudiar el funcionamiento y la operacin de los distintos tipos de antenas

celulares utilizados en las radio bases de los sistemas de telecomunicaciones

mviles.

1.2. Objetivos especficos

Definir los principales parmetros de las antenas celulares.

Estudiar los principales tipos de antenas celulares.

Conocer los distintos dispositivos y accesorios utilizados en el montaje de una

antena celular.

Conocer los nuevos mtodos de diseo y presentar una introduccin a los temas

que definen el estado del arte de las antenas celulares en dispositivos mviles y en

radio bases.


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CAPTULO %: Ant!n '&r& #i#t!( ("i)!#$

2.1. Par!etros "e la antena en trans!isi#n$2.1.1. %!pe"ancia "e entra"a

La impedancia de entrada se puede expresar como relacin entre la tensin y la

corriente que se encuentra en la entrada de la antena. Esta posee con una componente

real y otra imaginaria. Ambas componentes dependen de la frecuencia (f).

Es importante que la antena este adaptada al generador de la seal, para evitar que

parte de la potencia incidente procedente del generador se refleje hacia el mismo, ya

que esto puede daar las etapas de amplificacin del generador de seales.

2.1.2. &ficiencia "e ra"iaci#n.

La componente real de la impedancia de entrada de la antena se puede separar en

dos: la primera costa de la resistencia de radiacin (Rr) y segunda formada por la

resistencia de prdidas (R). La resistencia de radiacin es la que genera que se disipe

la potencia en el espacio (potencia radiada) y la resistencia de perdidas es la potencia

que se disipa en forma de calor a causa de prdidas en el material, ya sea en el

conductor o en el dielctrico que forma la antena. La eficiencia de radiacin puede

definirse entonces como la relacin entre la potencia radiada (Pr) y la potencia

entregada (Pr+P).

=

=

() (2.1)

P es la potencia disipada a causa de las prdidas en la antena, perdidas en el

dielctrico o en el conductor.


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Pres la perdida en los terminales de la antena.

2.1.3. %ntensi"a" "e ra"iaci#n.La capacidad de radiar con una cierta direccionalidad es una de las principales

caractersticas de las antenas. Esta permite que la antena pueda concentrar la energa

radiada en una determinada seccin del espacio.

Por lo tanto, podemos definir la intensidad de radiacin como la potencia radiada por

unidad de ngulo slido en una determinada direccin. La intensidad de radiacin es

independiente de la distancia que se encuentra la antena, cuando esta transmite a

grandes distancias.

2.1.4. 'iagra!a "e ra"iaci#n.El diagrama de radiacin es una representacin de las propiedades de radiacin de la

antena en forma grafica, esta se d en funcin de las diferentes direcciones del espacio

a una distancia fija. Con la antena situada en el origen del plano de coordenadas y

manteniendo constante la distancia. Este entonces permite expresas el campo elctrico

en funcin de las variables angulares y . El diagrama de radiacin tiene mayor

importancia en la zona de campo lejano, es decir, en donde la forma del diagrama no

depende de la distancia entre el transmisor y el receptor.


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Figura 1 Diagrama de radiacin (Anguera & Prez, 2008).

2.1.(. )a "irectivi"a"La directividad de la antena representa la correlacin entre la densidad radiada en una

direccin, a una distancia establecida, y la densidad de potencia que emitira una

antena isotrpica que radiase la misma potencia que la antena transmisora a esa

misma distancia.

2.1.*. )a gananciaLa ganancia es un parmetro que expresa la presencia de perdidas en una antena real,

por ejemplo las perdidas en forma de calor. La ganancia se puede expresar como la

relacin entre la directividad y la eficiencia de la antena.

= (2.2)

G es la ganancia.

nr es la eficiencia

D es la directividad.


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2.1.+. Polarizaci#n

Es la polarizacin de la onda radiada cuando esta se encuentra excitada .Generalmente es definida en la direccin en la que la antena radia su mxima potencia,

ya que los enlaces de telecomunicaciones se disean para que sean eficientes en el

sentido de la mxima radiacin.

2.2. ,ipos "e antenas.A continuacin se presentan los principales tipos de antenas los cuales varan en su

forma, alcance, potencia y frecuencias transmitidas.

2.2.1. PA-A/)%CA0$ Presentan ganancias altas (12 a 30 dBi), adems presentan una alta

directividad y un ngulo de radiacin bajo.

Son antenas muy directivas.

Estas tienen un radio adelante/atrs, F/B (front-to-back), muy pobre, pero son

muy seguras y fciles de construir.

Cobre, aluminio, acero galvanizado y acero son materiales apropiados para la

fabricacin de la malla.

Las antenas parablicas son utilizadas para cubrir grandes distancias.

Las principales partes de las antenas parablicas son:

a) Brazo de offset.b) Plato o parbola.

c) Cabeza de recepcin.

2.2.2. O%'%-&CC%OA)$Entre las principales caractersticas que presentan las antenas omni-direccionales se

encuentran:


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Consta de un dipolo simple.

Su ganancia puede variar entre valores de 3 a 17 dBi.

El dipolo de media onda, dipolo (ganancia de 2,2 dBi), monopolo vertical

(ganancias de 3 a 17 dBi) y la antena de Marconi son ejemplos de antenas omni-

direccionales.

Usadas para implementar enlaces de punto a punto.

Coberturas de 1 a 5 km.

2.2.3. A,&A0 !ultifrecuencia$

Un ejemplo de este tipo de antenas son las antenas que operan en GSM900 y

GSM1800. Estas funcionan de una forma muy similar para distintos sistemas de

telecomunicacin.

Como su nombre lo indica pueden operar a distintos rangos de frecuencia lo que

permite que sean muy utilizadas en transmisin de sistemas mviles.

2.2.4. 0&C,O-%A)&0$ Tienen ganancias mayores a las antenas omni-direccionales.

La potencia vara entre 10 a 19 dBi.

Tiene cobertura de hasta 15 km.

Generalmente las antenas sectoriales se ubican en lugares altos y se

encuentran ligeramente inclinadas para servir el rea debajo de ellas.

2.2.(. A,&A0 '& -A-A$Una ranura de media longitud de onda en una gua de onda se puede comportar como

un dipolo de media onda. Al combinar diferentes ranuras se puede obtener distintos


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patrones de radiacin, incluyendo antenas sectoriales de 180 o inclusive omni-

direccionales.

2.2.*. Antenas "ireccionales$

Entre las principales caractersticas de las antenas direccionales se encuentran:

a) Es ms eficiente y tiene un mayor alcance a la misma potencia que una antena

omni-direccional.

b) La antena direccional se divide en tres sectores de 120.

c) Generalmente tienen forma de tubo.

d) Emiten una seal direccional en un determinado sentido.

e) Sus ganancias tpicas oscilan entre los 15 dBi y los 21 dBi.

f) Se deben enfocar en forma directa al lugar donde se desea enviar la seal.

g) Genera interferencias a otros usuarios.

h) Un ejemplo de antena direccional es la antena Yagui (ganancia de 8 a 15 dBi).

2.2.+. A,&A0 '& AP&-,-A.

Estn generan radiacin de energa al espacio a travs de la apertura.

En antenas de tipo bocina, ranuras cortadas sobre planos, microstrip, cilindros, guas

de ondas, etc., la apertura est limitada por las paredes del conductor de la antena.

En antenas de tipo reflectores y lentes la apertura la define la porcin de apertura

frontal plana en la que los campos de la onda colimada por aquellos toman valores

apreciables.

Los campos de apertura corresponden a los propios de la onda que atraviesa dicha

apertura.

Entre mayor sea el tamao de la apertura, ms directiva es la antena.

La polarizacin del campo radiado en la direccin de la mxima radiacin es la misma

que la polarizacin de la onda que ilumina la apertura.


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2.2.5. 'ipolo horizontal sobre un con"uctor elctrico perfecto 6P&C7.

Figura 2Dipolo de longitud l dispuesto horizontalmente a una altura h sobre un PEC (Anguera & Prez,2008).

La figura anterior muestra la configuracin geomtrica tpica del dipolo horizontal sobre

un conductor elctrico perfecto en grupos de antenas de una estacin base para

telefona celular: diversas antenas agrupadas en determinada manera para conseguir

cierta directividad como la mostrada en la siguiente figura.

Figura 3 Agrupacin de antenas para estacin base de telefona mvil: agrupaciones de doble banda y doblepolarizacin (Anguera & Prez, 2008).

Para este tipo de antenas se calcula la directividad y la resistencia de radiacin a partir

de los campos radiados.


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a) La directividad cuando la antena est elctricamente muy cerca del PEC es 5 veces la

del dipolo aislado.

b) La directividad cuando la antena est elctricamente muy separa es de 4 veces la del

dipolo aislado.

c) La resistencia de radiacin Rr, cuando la antena esta elctricamente muy cerca es de

cero. De esto se deriva que la ganancia es cero y, por lo tanto, una antena tipo dipolo

puesta horizontalmente sobre un PEC es ineficaz ya que existe una imagen que anula

la radiacin.

d) La resistencia de Rr cuando la antena esta elctricamente muy lejos del PEC, es la

misma que la del dipolo aislado.

2.3. Antenas co!erciales para siste!as !#viles.

2.3.1. Antenas para 80 9 ,0.

La antena GPRS es una antena de tipo omni-direccional. Estas son adems antenas

multifrecuencias que permiten recibir seales GSM/ CDMA/ PCS/ DCS/ UMTS/

WCDMA. Hoy en da, estas antenas funcionan para operar con el estndar ms

utilizado de telefona mvil el cual es el GSM.

La siguiente imagen muestra las antenas comnmente utilizadas en GSM y UMTS. La

imagen de la izquierda muestra una antena de tecnologa GSM (De mayor tamao y a

la izquierda) y una antena de tecnologa UMTS (de menor tamao ubicada a la

derecha). La imagen del centro muestra tres antenas GSM sobre un monoposte, cada

una de las cuales pertenece a un sector distinto de la misma estacin. Finalmente la

imagen de la derecha muestra las tres antenas UMTS de una estacin base (una por

sector), ubicadas sobre un monoposte.


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Figura 4 Antenas de telefona (Fernandez Salmeron, 2010).

Nuevas antenas con tecnologas duales (permiten al mismo tiempo los servicios GSM y

DCS) y tribanda (con acceso a los servicios GSM, DCS y UMTS, en forma

momentnea), as como nuevas configuraciones que posibilitan que los diseos

actuales sean cada vez ms compactos y depurados.

Los nuevos diseos tratan de generar el forma compacta e integrada una gama de

aplicaciones que permitan la transmisin y recepcin de los servicios GSM, DCS y

UMTS, incorporando una nica antena por sector, salvo aquellos casos en los que por

limitaciones tecnolgicas, la viabilidad del diseo no es posible (limitaciones de terreno,

espacio, climatolgicas, etc).

En los entornos rurales y zonas abiertas, en las que no existen problemas de

interferencias entre frecuencias y la cantidad de usuarios de la zona no es muy

elevada, se utilizan antenas omni-direccionales para ofrecer el servicio requerido,

utilizando configuraciones o arreglos de antenas por emplazamiento. Este tipo de

aplicacin no es apto para espacios urbanos en donde se requiere de la reutilizacin de


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frecuencias (es prudente recordar que las frecuencias que cada operadora dispone son

limitadas, siendo necesaria la reutilizacin de las mismas).

Existen distintas configuraciones o modelos de diseo de estaciones base de acuerdo

al escenario que se presente.

La siguiente tabla muestra distintas antenas de acuerdo a su tamao y frecuencia.

Tabla 1 Antena de acuerdo a su tamao y frecuencia (Fernandez Salmeron, 2010).

2.3.2. Antena 8P08lonass co!bina"a.La antena combinada es una antena de banda dual que puede recibir seales de dos

frecuencias (GPS y GLONASS). Esta es ampliamente aplicada en dispositivos con

funciones de navegacin o posicionamiento, como telfonos mviles y vehculos.

Se utilizan en zonas de difcil acceso de la seal GPS.

Pueden incorporar mdulos de comunicacin con UHF, GMS/GPRS/3.5G.

2.3.3. Antena 8P080La antena GPS-GSM combinada es una unin poderosa de dos etapas de sintonizado

del parche de cermica activa GPS y es adems una antena celular de cinco bandas.

Es ideal para las aplicaciones que requieren durabilidad, pequeo tamao e instalacin


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de cubierta, como telfonos mviles y automviles. La antena GPS-GSM combinada

puede recibir y transmitir seales a travs de distintas redes mviles.

Utilizada en zonas con seal muy dbil o cadas intermitentes.

Adems es adecuada para distancias cortas y medias de la torre de transmisin de los

enlaces de Internet, sistemas de control de seguridad, el acceso a Internet a travs de

celular (GPRS / EDGE / 3G) y enlaces de datos inalmbricos.

2.3.4. Antena C'A

La antena celular CDMA es una antena celular de tipo omni-direccional utilizada para la

tecnologa de comunicaciones acceso mltiple por divisin de cdigo (CDMA). Esta es

utilizada para recibir seales de distintas frecuencias entre las que se incluyen

GSM/CDMA/PCS/DCS/UMTS/WCDMA.

2.3.(. Antena 38.Un ejemplo de este tipo de antenas es una antena Yagui direccional, que permite la

transmisin de voz y datos mediante la tecnologa UMTS, WCDMA, etc.

Entre otras desventajas permiten coberturas limitadas y generan una elevada tasa de

absorcin especfica (SAR).

Pueden ser antenas de tipo omni-direccional tambin.

2.3.*. Antenas 48 ),&.El LTE (Long Term Evolution) es una tecnologa desarrollada a partir de la tecnologa

UMTS en las antenas para LTE. Esta permite incrementar la eficiencia del espectro y la

tasa de transmisin de datos por la introduccin OFDM y la tecnologa de transmisin

de la multiantena (MIMO). Esta tecnologa puede operar con varias fijaciones de ancho

de banda como 1.4MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz y 20 MHz. Esto permite que


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la asignacin del espectro del sistema LTE sea ms flexible. Adems se mejora la

cobertura de la seal.

Un ejemplo de antenas para transmisin de LTE es la antena LWA (Leaky Wake

Antenna), a continuacin se describen sus caractersticas:

a) Se basa en una antena de gua de onda abierta.

b) Permite controlar el comportamiento respecto al ngulo de apuntamiento en

frecuencia, esto utilizando la geometra de la ranura de la antena.

c) Tiene una alta directividad controlada gracias a la geometra de la misma.

d) Puede utilizar elevados anchos de banda en bandas milimtricas.

e) Presenta menores prdidas que otras antenas.

2.3.+. Antenas para :%;% 9 :%A


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Figura 5 Antena para WIMAX y WIFI.

2.3.5. Antenas %O para ),&.Se cuenta con diversidad o multiplexaje en el tiempo y en el espacio.

%$*$+$1$ Di"!r#id&d SU,MIMO -Sin.)! U#!r / MIMO0: La diversidad en el tiempo consiste enviar smbolos en momentos distintos,

mientras que en la diversidad en espacio se siguen los siguientes mtodos:

a) El transmisor enviar el mismo smbolo por medio de distintos caminos de

propagacin independientes. Existen varias antenas en el transmisor.

b) El receptor dispondr de varias antenas para obtener varias copias de la

informacin enviada.

Permite combatir el desvanecimiento producido por el canal.

Incremento de altas tasas de transmisin sin tener que ampliar el ancho de

banda ni tener que incrementar la potencia.

Presenta mejora en el nivel de la seal y en la relacin seal a ruido.

%$*$+$%$ Mu)ti')!&! !#'&ci&) MU,MIMO -Mu)ti U#!r / MIMO0$ Permite enviar smbolos distintos por antenas diferentes en el mismo canal de

la frecuencia.


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Permite mejorar el rendimiento del sistema.

Emplea tanto Uplink como Dounlink.

En Dounlonk: La informacin enviada se distribuye entre varios usuarios. Se

envan datos distintos por antenas distintas.

Uplink: Se cuenta con varias unidades mviles transmitiendo informacin

distinta al mismo tiempo, cada una utiliza nicamente una sola antena de

transmisin.

2.4. Accesorios 9 generali"a"es sobre la instalaci#n "e antenas paracelulares.

2.4.1. ,ipos "e !ontajes "e antenas$

%$2$1$1$ Mont&! '&r& &nt!n '&r&b)ic$

Con el fin de minimizar el uso de soportes, se recomienda utilizar montajes integrados,

en donde la unidad de acceso de radio (RAU) se acopla directamente a la antena. Para

este tipo de acople es necesario que la antena sea de la misma mecnica que el RAU.

Figura 6 Antenas de 0.2, 0.3 y 0.6 integradas con RAU2 (Fernandez Salmeron, 2010).


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La imagen anterior muestra distintos tamaos de antenas con sus respectivos sistemas

integrados de RAU2.

Figura 7 Dos RAU2 acopladas a un power splitter (1+1) (Fernandez Salmeron, 2010).

%$2$1$%$ Mont&! '&r& &nt!n #!ctori&)!#$

Tambin existen montajes para antenas sectoriales que permiten realizar distintas

configuraciones y diseos.

La siguiente imagen muestra el montaje de un arreglo de antenas sectoriales de 90.

Figura 8 Montaje para arreglo de antenas sectoriales de 90(Base para arreglo sectorial de 4 antenas de 90).


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Por lo general, estas bases son fabricadas de acero y acero inoxidable, estas permiten

gran facilidad a la hora de realizar la instalacin de las antenas y una mejor fijacin labase.

2.4.2. Aisla!iento "e antenas.Generalmente una torre de telecomunicaciones cuenta con distintos tipos de antenas o

con varias antenas del mismo tipo. De aqu radica la importancia de colocar aislamiento

entre las antenas para evitar interferencias. El aislamiento entre antenas debe ser tanto

vertical como horizontal.

%$2$%$1$ Ai#)&(i!nto 3!rtic&): Perdida de espacio libre: Es la prdida de seal entre las dos antenas en el

espacio libre.

Variacin del patrn de radiacin por la presencia de otros objetos metlicos.

%$2$%$%$ Ai#)&(i!nto 4ori5ont&)$Al colocar dos o ms antenas en un mismo plano horizontal, se deben tener las

siguientes consideraciones:

a) Perdidas de espacio libre: tanto para aislamiento vertical como para aislamiento

horizontal, se indica que a una distancia de 3 m en 2.4 GHz garantizar una

prdida de espacio libre de 49 dB.

b) Variacin del patrn de radiacin por aislamiento insuficiente: es importante

conocer la energa que se va a irradiar por la antena en la parte posterior de la

misma (backhole).

c) Se debe comprar antenas con relacin adelante/atrs (F/B, front-to-back) altas

para evitar interferencias.


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2.4.3. Conectores para cables coa=iales para antenas.Cuentan con las siguientes caractersticas:

a) Tipo: Forma genrica del conector.

b) Gnero: Macho/Hembra.

c) Polaridad: Normal o invertida (RP).

d) Rosca: Normal o invertida.

En el mercado existen gran variedad de conectores de distintas marcas, por lo cual es

importante tener una idea clara del tipo de conector a utilizar y la aplicacin que se le

dar al mismo.

2.(. &stu"ios actuales sobre el "ise>o "e antenas.

El estudio de las antenas ha tenido un gran auge en los ltimos aos con los avances

realizados en la miniaturizacin de las antenas y la bsqueda mayor capacidad de

transmisin. Es por ello que se comenta a continuacin parte de las nuevas

invenciones que han permitido el desarrollo de los sistemas de transmisin y recepcin

de seales electromagnticas.

2.(.1. )os siste!as "e antenas inteligentes.Los sistemas de antenas inteligentes (mltiple salida, mltiple entrada). Estas pueden

dar mayor capacidad, mejor calidad de servicio y ms tiempo de vida a las bateras en

las unidades mviles. Los sistemas de antenas inteligentes estn basados en una

agrupacin de antenas y un algoritmo de formacin de haz.


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2.(.2. )as antenas ;ractales.Una de las principales fuentes de estudio actualmente se basa en el diseo de antenas

basadas en geometra fractal, esta es til para el diseo de antenas elctricamente

pequeas, multi-frecuencia y de alta directividad.

La geometra fractal trata del diseo de antenas basadas en la configuracin

geomtrica de las mismas. Estas son utilizadas para reducir los espacios en los cuales

se requieren antenas de tamaos muy diminutos y con limitaciones de espacios.

Figura 9 Antena de geometra fractal (Anguera & Prez, 2008).

2.(.3. iniaturizaci#n "e las antenas.El aumento de los dispositivos con antenas ha sufrido un crecimiento exponencial en

los ltimos aos (telfonos mviles, auriculares, ordenadores, consolas de juegos,

tabletas electrnicas, entre otros). Por ejemplo la miniaturizacin de antenas

multibandas para terminales mviles de tercera generacin (UMTS).

2.(.4. 0iste!as integra"os en un chip.Otro ejemplo muy ligado a la parte de la electrnica es la posibilidad de integracin de

una antena en un chip, en unin con toda la parte de radio frecuencia, como filtros y

amplificadores. Esto se conoce como sistemas integrados en un chip.

Las antenas multi-frecuencia por ejemplo pueden operar en varios sistemas de

comunicacin con caractersticas similares de radiacin.


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2.(.(. 'esarrollo "e antenas !e"iante la utilizaci#n "e soft?are.

El uso de herramientas de software permite simplificar el desarrollo y diseo de

sistemas de antenas. En el mercado existen varios programas que permiten el diseo

de modelos de campos electromagnticos en antenas basados en FEM tales como

COMSOL, MATLAB y FEMLAB.

Otro ejemplo son software MMANA-GAL, EZNEC, NEC-WIN SOTFWARE, FEKO,

SUPERNEC y GAL-ANAL que permiten simular antenas y disear las mismas basado

en el mtodo de los momentos.

Es de esta forma que podemos encontrar un gran compendio de herramientas para

diseo de antenas que ayudan a reducir las tareas del trabajo de clculo matemtico.

Entre los mtodos de anlisis matemticos ms utilizados en el anlisis de antenas se

encuentran el mtodo de los momentos (MoM), el ya mencionado mtodo de

elementos finitos (FEM) y el mtodo de diferencias finitas en el dominio del tiempo

(FDTD).

Figura 10 Simulacin de la radiacin de una antena tipo bocina realizada mediante el mtodo FDTD (Abguera& Prez, 2008).


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Captulo 3: Conclusiones.

Las antenas parablicas son antenas utilizadas para cubrir largas distancia y son

utilizadas generalmente para transmitir entre radio bases utilizando micro-ondas.

Las antenas sectoriales son ms utilizadas para transmisin a corta distancia

(aproximadamente 5 km), estas permiten agilizar la transmisin en sistemas

mviles en reas especficas.

Los accesorios utilizados para la instalacin de las antenas son tan importantes

como la antena misma, ya que permiten la estabilidad, durabilidad y el buen

funcionamiento del sistema de telecomunicaciones.

Las tecnologas de transmisin de vos y datos evolucionan da a da para

disminuir las brechas entre la comunicacin de una forma rpida y un con

mayor ancho de banda, de igual forma las antenas han evolucionado para poder

establecer los enlaces entre los distintos puntos a una mayor velocidad y con

mayor eficiencia.


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BIBLIOGRAFA

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