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tutorial nociones wifi basicas sobre radioenlaces

Tutorial: Nociones Basicas Sobre Radioenlaces Wifi
#1
TUTORIAL SOBRE RADIOFRECUENCIA Y OTRAS YERBAS

Primero que nada gracias Jose por tu gran ayuda....


ES RADIOFRECUENCIA EL WIFI?

Claro que si: la FCC permitió la operación sin licencia de dispositivos que utilizan 1 Watt de energia o menos, en tres bandas de frecuencia : 902 a 928 MHz, 2,400 a 2,483.5 MHz y 5,725 a 5,850 Mhz. Esta bandas de frecuencia, llamadas bandas ISM, estaban anteriormente limitadas a instrumentos cientificos, madicos e industriales. Esta banda, a diferencia de la ARDIS y MOBITEX, esta abierta para cualquiera Smile . Para minimizar la interferencia, las regulaciones de FCC estipulan que una tacnica de señal de transmisión llamada spread-spectrum modulation, la cual tiene potencia de transmisión maxima de 1 Watt. debera ser utilizada en la banda ISM. Esta tacnica a sido utilizada en aplicaciones militares. La idea es tomar una señal de banda convencional y distribuir su energia en un dominio mas amplio de frecuencia. Asi, la densidad promedio de energia es menor en el espectro equivalente de la señal original. En aplicaciones militares el objetivo es reducir la densidad de energia abajo del nivel de ruido ambiental de tal manera que la señal no sea detectable. La idea en las redes es que la señal sea transmitida y recibida con un minimo de interferencia. Existen dos tacnicas para distribuir la señal convencional en un espectro de propagación equivalente Big Grin :

La secuencia directa: En este matodo el flujo de bits de entrada se multiplica por una señal de frecuencia mayor, basada en una función de propagación determinada. El flujo de datos original puede ser entonces recobrado en el extremo receptor correlacionandolo con la función de propagación conocida. Este matodo requiere un procesador de señal digital para correlacionar la señal de entrada.
El salto de frecuencia: Este matodo es una tacnica en la cual los dispositivos receptores y emisores se mueven sincrónicamente en un patrón determinado de una frecuencia a otra, brincando ambos al mismo tiempo y en la misma frecuencia predeterminada. Como en el matodo de secuencia directa, los datos deben ser reconstruidos en base del patrón de salto de frecuencia. Este matodo es viable para las redes inalambricas, pero la asignación actual de las bandas ISM no es adecuada, debido a la competencia con otros dispositivos, como por ejemplo las bandas de 2.4 y 5.8 Mhz (celulares , microondas , etc etc, y mas porqueria de la que queremos) ;D

A esta altura se preguntaran si tiene algo que ver con la auditoria? si señores, si no conocemos como caminar tampoco podemos salir corriendo... el que quiera obviar esto algun dia se va a caer Sad

YO SOLO QUIERO REVENTAR UNA WEP: ( mirate las Normas de este Foro )
aya tu... si quieres puedes seguir la receta de cocina ;D

ESPACIO, TIEMPO Y ESPECTRO?


El matodo de acceso, tal como la modulación de radio y el ancho de banda disponible, es importante para determinar la eficiencia y la capacidad de un sistema de radio,. Los factores que permiten optimizar la capacidad de comunicación dentro de una area geografica y del espectro de ancho de banda, son considerados mas importantes que la forma de como son implementadas. Los diseñadores de sistemas onicamente pueden definir la utilización del espacio y del tiempo, y una aproximación de la eficiencia de la tecnologia de transmisión por radio.
Los diseños de alta eficiencia han sido evitados en sistemas de radio y redes porque su utilización no es muy obvia en cuanto a rapidez y conveniencia. Uno de los aspectos mas importantes de la eficiencia del tiempo es la asignación de frecuencia consolidada y el trafico de cargas de usuarios no relacionados entre si. Por lo menos, el punto alto y el promedio de circulación de cada grupo deben de tener diferentes patrones; esto es muy dificil porque los canales incompartibles pueden ser vistos como viables, aunque su capacidad sea insuficiente para las necesidades maximas.

Independientemente del rango, un conjunto de enlaces puede onicamente dar servicio a un fracción del area total. Para una cobertura total del area, se debe de usar canales independientes, derivados por frecuencia, código o tiempo. No es facil minimizar el nomero de canales independientes o conjunto de enlaces para una cobertura total. Mientras la distancia incrementa, se origina que la señal de radio disminuya, debido a la curvatura de la Tierra o a obstaculos fisicos naturales existentes .

Este diseño es muy utilizado en interferencia limitada. Existe una trayectoria normal cuando en el nivel de transferencia, de estaciones simultaneamente activas, no prevan la transferencia actual de datos. Para este tipo de diseño, los siguientes factores son importantes:


Es necesaria una relación señal-interferencia, para una comunicación correcta.
Se requiere de un margen expresado en estadisticas para generar esta relación, aon en niveles de señal variables

La posición de las antenas que realizan la transmisión. La cual puede ser limitada por las estaciones y perfectamente controlada por puntos de acceso fijos.

La función de la distancia para el nivel de la señal. Esta dada por el valor promedio de la señal, considerando las diferencias en la altura de la antena de la terminales y los impedimentos naturales en la trayectoria.


RESPECTO A LAS DUDAS TIPICAS DE COBERTURA: EL FACTOR DISTANCIA

El promedio de inclinación de curva es reconocido por tener un exponente correspondiente a 35-40 dB/Decena para una extensión lejana y de propagación no óptica. Para distancias cortas el exponente es mas cerca al espacio libre o 20 dB/Decena. El aislamiento de estaciones simultaneamente activas con antenas omni-direccionales pueden requerir factores de Reuso de 49 o mas en espacio libre. La distancia de aislamiento trabaja muy bien con altos porcentajes de atenuación media. Dependiendo de lo disperso del ambiente, la distancia de aislamiento en sistemas pequeños resulta ser en algunos casos la interferencia inesperada y por lo tanto una menor cobertura.


COMO TRABAJA MI ACCESS POINT?

La infraestructura de un punto de acceso es simple: "Guardar y Repetir", son dispositivos que validan y retransmiten los mensajes recibidos. Estos dispositivos pueden colocarse en un punto en el cual puedan abarcar toda el area donde se encuentren las estaciones. Las caracteristicas a considerar son :

DONDE COLOCO MI ANTENA?

La antena del repetidor debe de estar a la altura del techo, esto producira una mejor cobertura que si la antena estuviera a la altura de la mesa.

La antena receptora debe de ser mas compleja que la repetidora, asi aunque la señal de la transmisión sea baja, asta podra ser recibida correctamente.

Un punto de acceso compartido es un repetidor, al cual se le agrega la capacidad de seleccionar diferentes puntos de acceso para la retransmisión. (esto no es posible en un sistema de estación-a-estación, en el cual no se aprovecharia el espectro y la eficiencia de poder, de un sistema basado en puntos de acceso)

La diferencia entre el techo y la mesa para algunas de las antenas puede ser considerable cuando existe en esta trayectoria un obstaculo o una obstrucción. En dos antenas iguales, el rango de una antena alta es 2x-4x, mas que las antenas bajas, pero el nivel de interferencia es igual, por esto es posible proyectar un sistema basado en coberturas de punto de acceso, ignorando estaciones que no tengan rutas de propagación bien definidas entre si.

Los angulos para que una antena de patrón vertical incremente su poder direccional de 1 a 6 estan entre los 0° y los 30° bajo el nivel horizontal, y cuando el punto de acceso sea colocado en una esquina, su poder se podra incrementar de 1 a 4 en su cobertura cuadral. El patrón horizontal se puede incrementar de 1 hasta 24 dependiendo del medio en que se propague la onda. En una estación, con antena no dirigida, el poder total de dirección no puede ser mucho mayor de 2 a 1 que en la de patrón vertical. Aparte de la distancia y la altura, el punto de acceso tiene una ventaja de hasta 10 Db en la recepción de transmisión de una estación sobre otra estación .

Estos 10 Db son considerados como una reducción en la transmisión de una estación, al momento de proyectar un sistema de estación-a-estación.

EL OVERLAPING ENTRE REDES VECINA?

Con un proyecto basado en Puntos de Acceso, la cobertura de cada punto de acceso es definible y puede ser instalado para que las paredes sean una ayuda en lugar de un obstaculo. Las estaciones estan recibiendo o transmitiendo activamente muy poco tiempo y una fracción de las estaciones asociadas, con un punto de acceso, estan al final de una area de servicio; entonces el potencial de interferencia entre estaciones es minimo comparado con las fallas en otros mecanismos de transmisión de gran escala. De lo anterior podemos definir que tendremos dos beneficios del punto de acceso:


El tamaño del grupo de Reuso puede ser pequeño (si señores... esto es el famoso overlaping de canales)
La operación asincrona de grupos de Reuso contiguos puede ser poca perdida, permitiendo asi que el uso del tiempo de cada punto de acceso sea aprovechado totalmente.

a continuacion podemos ver como el canal 1 produce interferencias directas sobre el 5 .. es muy importante elegir canales no overlapeados.

tarjeta capturando en canal 1. sin interferencias

[Imagen: trabajonormalrw9.jpg]


tarjeta capturando en canal 5 con interferencia directa del canal 1

[Imagen: interfbl6.jpg]

QUE MODULACIONES USA MI TARJETA WIFi ? ( tema oscuro para alguno? )

El espectro disponible es de 40 MHz, segon el resultado de APPLE y 802.11 La frecuencia es "Desvanecida" cuando en una segunda o tercera trayectoria, es incrementada o decrementada la amplitud de la señal. La distribución de probabilidad de este tipo de "Desvanecimientos" se le denomina "rayleigh". El desvanecimiento rayleigh es el factor que reduce la eficiencia de uso del espectro con pocos canales de ancho de banda. Es por eso que debemos tener en cuenta que a la hora de armar nuestra infraestructura deberemos elegir canales que no sean solapables entre si Wink
Si es usada la señal de espectro expandido, la cual es 1 bit/simbolo, la segunda o tercera trayectoria van a causar un "Desvanecimiento" si la diferencia de la trayectoria es mas pequeña que la mitad del intervalo del simbolo. Por ejemplo, una señal a 10 Mbs, necesita de 0.1 m seg. de tiempo para propagar la señal a 30 mts. Diferencias en distancias mayores de 5 mts. causan mayor interferencia entre simbolos que el causado por el "Desvanecimiento". Si el simbolo es dividido en 7 bits, el mecanismo ahora se aplicara a una saptima parte de 30 mts. (o sea, 4 metros aproximadamente), una distancia en la trayectoria mayor de 4 metros no es causa de "Desvanecimiento" o de interferencia entre simbolos.

El promedio de bits debe de ser constante, en el espacio localizado en el espectro y el tipo de modulación seleccionado. El uso de ciertos simbolos codificados, proporcionaran una mejor resolución a la longitud de trayectoria.

Un espectro expandido de 1 simbolo y cada simbolo con una longitud de 7,11,13, ....31 bits, permitira una velocidad de 10 a 2 Mbs promedio. El código ortogonal permite incrementar los bits por simbolo, si son 8 códigos ortogonales en 31 partes y si se incluye la polaridad, entonces es posible enviar 4 partes por simbolo para incrementar la utilización del espacio.

La canalización y señalización son matodos que compiten entre si por el uso de códigos en el espacio del espectro expandido. Algunos de los códigos de espacio pueden ser usados por la canalización para eliminar problemas de superposición.

El espectro expandido puede proporcionar una reducción del "Desvanecimiento" rayleigh, y una disminución en la interferencia a la señal para que el mensaje sea transmitido satisfactoriamente, lo cual significa que se reduce el factor de Reuso.

Para una comunicación directa entre estaciones de un grupo, cuando no existe la infraestructura, una frecuencia comon debe ser alternada para transmisión y recepción. La activación, en la transmisión no controlada, por grupos independientes dentro de una area con infraestructura definida, puede reducir substancialmente la capacidad de organización del sistema.


COMO INFLUYE EL TIEMPO EN LAS TRANSMICIONES (NO CONFUNDIR CON CLIMA) ;D

El tiempo es importante para poder maximizar el servicio, al momento de diseñar la frecuencia en el espacio. El uso del tiempo esta determinado por los protocolos y por los matodos de acceso que regularmente usen los canales de transmisión de la estación.
Las caracteristicas del matodo de acceso para que se considere que tiene un tiempo eficiente, pueden estar limitada por los matodos que sean utilizados. Algunas de estas caracteristicas son:


Despuas de completar una transmisión/ recepción, la comunicación debe de estar disponible para su siguiente uso.
No debe de haber tiempos fijos entre la transmisión-recepción.
Rellenar la longitud de un mensaje para complementar el espacio, es desperdiciarlo.

Para la comunicación en una area, se debe de considerar la posibilidad de que en areas cercanas existan otras comunicaciones.

La dirección del trafico desde y hacia la estación no es igual, el uso de un canal simple de transmisión y recepción da una ventaja en el uso del tiempo.

Para trafico abundante, se debe de tener una "lista de espera" en la que se manejen por prioridades: "El primero en llegar, es el primero en salir","quiero navegar antes que hacer un download", ademas de poder modificar las prioridades.

Establecer funciones para usar todo el ancho de banda del canal de comunicación, para que el tiempo que exista entre el comienzo de la transmisión y la disponibilidad de la comunicación, sea lo mas corto posible. (Por esos es muy importante saber manejar y conocer los valores de fragmentacion... no deben quedarse solo en la auditoria sin estudiar otros campos, ya que pueden quedar incompletos)... eso se traduce en la configuracion del DTIM Interval y el Threshold que nos permiten la mayoria de las tarjetas inalambricas

El uso de un "saludo inicial" minimiza tiempos perdidos, en el caso de que los paquetes transferidos no lleguen correctamente; cuando los paquetes traen consigo una descripción del servicio que requieren, hacen posible que se mejore su organización. No recuerdo bien pero en un post comente que ahorrar una cabecera de 24 bits son casi 2 segundos salvados

PERDIDA DE PAQUETES. TIEMPO MUERTO . TIEMPOS MAXIMOS Y MINIMOS

Cuando el paquete es mas pequeño, la proporción del tiempo usado al acceder el canal, es mayor, aunque la carga pueda ser pequeña para algunas funciones, la transferencia y descarga de archivos son mejor administrados cuando la longitud del paquete es de buen tamaño, para minizar el tiempo de transferencia. Para ir finalizando pasemos a los paquetes grandes,en estos se incrementa la posibilidad de que el paquete tenga errores en el envio, en sistemas de radio el tamaño aproximado ideal es de 512 octetos o menos , un paquete con una longitud de 100-600 octetos puede permitir la salida oportuna de respuestas y datagramas prioritarios junto con los datagramas normales.

Es necesario de proveer formas para dividir los paquetes en segmentos dentro de las redes inalambricas. Para un protocolo propuesto, el promedio de mensajes transferidos, es mayor para el trafico originado por el "saludo inicial", que el originado por el punto de acceso. En este promedio se incluyen campos de dirección de red y otras funciones que son agregadas por el protocolo usado y no por el sistema de radio.

El mensaje mas largo permitido para superar un retardo de acceso de 1.8. m seg. y un factor de Reuso de 4, utiliza menos de 600 m seg. Un mensaje de 600 octetos utiliza 400 m seg. a una velocidad de transmisión de 12 Mbs, los 200 m seg. que sobran pueden ser usados para solicitar requerimiento pendientes. El tiempo marcado para un grupo de Reuso de 4 puede ser de 2,400 m seg (valor en que suele estar determinado el threshold) Este tiempo total puede ser uniforme, entre grupos comunes y juntos, con 4 puntos de acceso. sin embargo la repartición del tiempo entre ellos sera segon la demanda.


QUE PASA CUANDO HAY MUCHA DEMANDA EN LA RED DE VARIOS PC`S?

El medio fisico puede multiplexar de tal manera que un paquete sea un conjunto de servicios.(redireccionados a varios usuarios)

El tiempo y prioridad es reservado para el paquete y los paquetes relacionados con el, la parte alta de la capa MAC es multiplexada.

La capacidad de compartir el tiempo de estos dos tipos de servicios ha incrementado la ventaja de optimizar la frecuencia en el espacio y los requerimientos para armar un sistema.
Si señores... si llegaron hasta aqui . esto es todo Big Grin merecido descanso..

Josí­Â¨ A., agradezco mucho tu colaboracion con parte de este texto y por los valores estandares sobre FCC y canales.

Algunos otros patrones los pueden obtener en wikipedia,,, pero hay mucha mescolanza y se habla poco sobre el wireless.

bueno espero que les haya gustado ... esto es todo hasta el finde que viene :-( muchos examenes y poco tiempo


muchos saludos para esta peña de Zero13 y Lampi... bueno que mas... muchos salu2 y espero colaborar con esta muy buena pagina.

pd: el 15 de diciembre probablemente salga el capitulo 2

salu2 de un viejo amigo que tal vez no recuerden Smile
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#2
Gracias!... Smile

Este tema ya ha pasado a ser una Chincheta en el Foro Wink

chapex... si parte de la informacion ha sido obtenida de alguna Web/Foro, etc... por favor indica su origen.
Zero13

"Así como el hierro se oxida por falta de uso, también la inactividad destruye el intelecto.." - Leonardo Da Vinci

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#3
[quote user="chapex" post="11576"]TUTORIAL SOBRE RADIOFRECUENCIA Y OTRAS YERBAS :-*

ES RADIOFRECUENCIA EL WIFI?

Claro que si: la FCC permitió la operación sin licencia de dispositivos que utilizan 1 Watt de energia o menos, en tres bandas de frecuencia : 902 a 928 MHz, 2,400 a 2,483.5 MHz y 5,725 a 5,850 Mhz. )[/quote]

esto no me cuadra, creo que debe ser traduccion de algun documento "greengo"
porque yo recuerde, en la banda de 2,4 solo podemos utilizar 100mw (y ahi pone un Watio)
y las bandas de 5Ghz en españa son de 5,4 a 5,7 no de 5.7 a 5.8 como aparece ahi
Responder
#4
Cierto!... tiene alguna peculiaridad en la Normativa... pero bueno, lo interesante es la teoria de sobre OverLaping... Espectro... Modulacion, etc.

Wink
Zero13

"Así como el hierro se oxida por falta de uso, también la inactividad destruye el intelecto.." - Leonardo Da Vinci

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Responder
#5
[quote user="Zero13" post="11588"]Cierto!... tiene alguna peculiaridad en la Normativa... pero bueno, lo interesante es la teoria de sobre OverLaping... Espectro... Modulacion, etc.

Wink[/quote]

señores.... el documente Original fue echo en su Mayoria por el Ing Josa. A. con mi colaboracion y publicado hace cosa de año y medio... No es ninguna traduccion de nada como dice el comañero forero, obviamente se han consultado cosas en diferentes manuales hace tanto tiempo que ni recuerdo las Fuentes... nadie es tan superdotado de acordarse tantas cosas de memoria creo... lo importante es tener el concepto. Otra cosita,,, segun el estandar 802.11 x la potencia maxima de emision "sin licencia es de 32 dbm"... .El texto obviamente hay que pulirlo porque lo escribimos hace tiempo y han cambiado muchas cosas...


pd: los 5.4Ghz han pasado a ser libres en cualquier lugar del mundo gracias a una peticion de Motorola Canopy ... eso se logro recien en diciembre del 2005 ... Partes del texto fueron escritas con anterioridad.

CAPITULO II


Bueno ... en esta segunda entrega veremos algunas nocienes sobre "antenas"... Merito de algunos de los muchachos de la union de radioaficionados de España, que me han recuperado este texto que ya creia muerto, con algunas modificaciones mias que eh considerado apropiadas. El texto es bastante denso de tragar,,, posiblemente ya lo hallan leido hace algun tiempo cuando estaba disponible.... Es bastante util para tener en cuentas muchos factores a la hora de realizar algun proyecto personal...


Conocimientos basicos

Lo primero que debemos tener claro es como funciona una antena y porque funciona. Un sistema radiante se compone basicamente de 3 elementos, emisor/receptor, linea de transmisión y antena. Rolleyes El emisor es el encargado de convertir la información analógica o digital en ondas electromagneticas que, posteriormente, a traves de la linea de transmisión, llegaran a la antena, que es el elemento que se encargara de lanzarlas al aire. El receptor es el encargado de convertir las ondas electromagneticas que reciba nuestra antena en información otil. Pero, en definitiva, ¿que es una antena?. Huh


¿QUE ES Y COMO FUNCIONA UNA ANTENA?


Podriamos decir de una forma simple que una antena es un conductor elactrico que recibe o radia energia en forma de radiofrecuencia al circular por al una corriente alterna. Todo campo, ya sea elactrico o magnetico supone la existencia de una cantidad de energia en el espacio que rodea al conductor. :Smile Este, para nosotros, es una ANTENA , y ya hemos dicho que a ella se aplica, provinente del transmisor, una tensión alterna de radiofrecuencia. De acuerdo a las variaciones de valor y signo de esta tensión, el campo electrico se desarrollara y desaparecera intantanea y periódicamente. Otro tanto ocurrira con el campo magnetico, que seguira las variaciones de la corriente que circula por la ANTENA. Esto significa que la ANTENA tomara y devolvera energia al generador periódicamente. Sin embargo no toda la energia es devuelta, sino que, parte de ella, en forma de campo electromagnetico no vuelve al generador, sino que es RADIADA a travas del espacio.
Las ondas electromagneticas que se radian al espacio constituyen, pues, una cantidad de energia que se sustrae al circuito de la antena. Podemos pues suponer que en el conductor se ha intercalado una resistencia que consume esa cantidad de energia radiada. El valor de esa resistencia seria el de la RESISTENCIA DE RADIACIíƒÆ’í†â€™íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…“N que logicamente es muy superior al la resistencia propia del conductor. Podemos decir, pues, en terminos generales, que una antena es tanto mas eficiente cuanto mayor es la relación entre la resistencia de radiación y la de perdidas.

LA LONGITUD DE ONDA

Se entiende por longitud de onda la longitud en metros que corresponderia a un ciclo de la corriente considerada, sabiendo que las ondas herzianas viajan en el espacio con la velocidad de la luz, o sea, 300.000 Km/segundo. Es decir, que, suponiendo una onda electromagnetica cuya frecuencia fuese de 1 ciclo, esta recorreria en 1 segundo 300.000 Km. y esa seria su Longitud de Onda . Asi pues, en nuestro caso concreto, si hablamos de una frecuencia de 2.400.000.000 c/s (2,4 Ghz), nuestra Longitud de onda seria:

300.000 Km./2.400.000.000 c/s= 0.000125 Km, o lo que es lo mismo = 12,5 cm

No hace falta decir que si tuvieramos que diseñar una antena para esta frecuencia, la antena estaria en RESONANCIA con la misma cuando tuviera esa misma longitud, es decir, 12,5 cm. ;D Esto, sin embargo, no es del todo cierto, ya que como veremos mas adelante hay una serie de factores como el tipo de material utilizado para construir la antena o el efecto "puntas" que haran que esa longitud fisica de la hipotetica antena sea algo menor. A este tipo de antenas se les denomina de ONDA COMPLETA, pero no suelen usarse por los problemas de IMPEDANCIA (600 ohmnios) que presentan a la hora de ser alimentadas. Fijemonos de todas formas en el comportamiento de la tensión y la intensidad en una antena de onda completa (A-B).


TIPOS DE ANTENAS (referido a la onda en antenas hertzianas, no al genero Tongue )


Como hemos dicho anteriormente no suelen utilizarse antenas de onda completa por los problemas que comporta su adaptación a las impedancias tipicas (600 ohmnios) de las lineas de alimentación . Las antenas "tipicas" usadas son las llamadas antena de Hertz y la denominada Marconi, que respectivamente son ANTENAS DE MEDIA ONDA y de CUARTO DE ONDA.
Para nuestras anteriores explicaciones hemos dado por hecho siempre que "atacabamos" directamente a nuestra antena desde un generador de radiofrecuencia, pero en la practica, eso no se produce normalmente, sino que la energia generada llega a nuestra antena a traves de una linea de alimentación o transmisión , que es la encargada de llevar la radiofrecuencia generada desde el emisor a la antena. Los puntos de ataque o excitación convenientes en las antenas en general son los extremos, el centro o su tercio. La excitación en los extremos se hace con lineas abiertas y resonantes utilizando un cuarto de onda o NUMERO IMPAR DE ELLAS, y esto es importante tenerlo en cuenta como veremos mas adelante observando la imagen anterior.

ANTENA DE MEDIA ONDA (DIPOLO)

La siguiente imagen nos representa una antena de media onda a la que suministramos alimentación de radiofrecuencia por medio de una linea de alimentación paralela que describiremos posteriormente cuando hablemos de IMPEDANCIAS. Esta antena tendria un valor de:

Longitud de Onda x 1/2


Tal y como hemos dicho antes, al aplicar una corriente alterna a nuestra antena, se generara una tensión y una intensidad. Estas estaran desfasadas 90º, de tal forma que, si pudieramos visualizar la radiofrecuencia aplicada a nuestra antena veriamos que, en la onda generada, en el centro de la misma la tensión seria "0" y en los extremos de la antena seria la maxima generada por la fuente de RF (menos pardidas, evidentemente), mientras que si pudieramos ver la intensidad, observariamos que es justo a la inversa, es decir en el centro de la antena la intensidad seria la maxima eficaz mientras que en los extremos seria "0". Veamoslo de forma grafica:




En cualquier tipo de antena la relación entre el valor de la tensión y de la intensidad en un punto cualquiera de la antena determina el valor de la IMPEDANCIA en ese punto. Como la tensión y la intensidad (corriente) son variables es lógico que el valor de la impedancia (Z) tambien lo sea. En un extremo de una antena de media onda el valor de la tension es maximo, mientras que el de corriente es minimo, por tanto tambian sera maximo el valor de la impedancia, mientras que si observamos el centro de la antena de media onda comprobamos que es a la inversa por lo que el valor de la impedancia sera MINIMO . Por lo comon, en este tipo de antenas el valor de la IMPEDANCIA en el centro de la antena es de 73 ohmnios mientras que en los extremos ronda los 2.500 ohmnios. Estos valores, que corresponden a vientres y nodos de tensión, se consideran como valores de RESISTENCIA PURA solamente en esos puntos. El conocimiento del valor de la IMPEDANCIA de una antena en un punto es muy importante desde el punto de vista del aprovechamiento de la energia que se envia a la antena puesto que representa la RESISTENCIA DE CARGA aplicada al transmisor.

LONGITUD FISICA Y ELECTRICA DE UNA ANTENA DE MEDIA ONDA

La longitud elactrica de una antena de media onda ya hemos dicho que es igual a la Longitud de Onda dividida por 2. La longitud FISICA es algo menor debido a distintas causas. El valor REAL de una antena de media onda se obtiene multiplicando la Longitud de Onda en metros x 0,475 . Como os podeis imaginar, este valor es fruto de una serie de formulas cientificas que dan como resultado el valor de esta constante. Si sois curiosos y quereis llegar por vosotros mismos a la conclusión os recomiendo la lectura del libro Fundamentos de Antenas de Belotserkovski editado por Marcombo. Asi pues, para nuestro caso concreto y a efectos practicos vamos a realizar el calculo de una antena de media onda, habitualmente denominada DIPOLO, para la frecuencia central de la banda ICM ubicada entre 2.400 y 2.450 Mhz, es decir, mas o menos sobre el canal 6 que corresponderia a una frecuencia de 2.437 Mhz. Aplicamos la fórmula para deducir la Longitud de Onda:

300.000 Km/2.437.000.000 = 12,31 cm. x 0,475 = 5,84725 cm

esa seria la longitud total de nuestra antena de media onda, asi que, si quisieramos saber cuanto debe de medir cada uno de los elementos de nuestro dipolo, bastaria con dividir entre 2. Esta claro que, en las frecuencias en la que estamos trabajando 1 mm tiene una importancia vital, y esto podremos comprobarlo en las demostraciones practicas de los próximos capitulos.

ANTENA DE 1/4 de ONDA

Si echamos un vistazo al diagrama de tension/intensidad de la antena de media onda deduciremos facilmente el comportamiento de una antena de 1/4 de onda y comprobaremos que podemos utilizarla perfectamente en nuestras aplicaciones, eso si, con solo la mitad de "rendimiento" que la antena de media onda, alimentandola por un extremo y referenciando la misma con la "masa" conectada a un plano de tierra isotrópico. Si extraemos del grafico del ejemplo anterior una de las mitades tendremos lo siguiente:


Efectivamente podemos ver que, en el punto de alimentación la tensión sigue siendo "0" y la intensidad presenta su maximo valor, asi que nos sigue siendo otil, aunque en las frecuencias en las que vamos a trabajar el tamaño no sera importante y, habitualmente trabajaremos a partir de antenas de media onda.

UNIDADES DE REFERENCIA EN CUANTO A GANANCIA

Tal es la importancia que tuvieron (y aun tienen) estos dos tipos de antena que acabamos de ver, que, cualquier referencia a GANANCIA de cualquier otro tipo de antena tiene como punto de referencia el DIPOLO DE MEDIA ONDA. Es decir, se atribuye al dipolo un valor intrinseco de 1 db (decibelio) y a la antena de 1/4 de onda 1 dbi (decibelio isotropico), asi pues, deduciendo, nuestra antena de media onda tendria una ganancia de 2 dbi respecto a una antena de 1/4 de onda. Habitualmente deberiamos realizar siempre las relaciones de ganancia correspondientes usando la medida patrón en cada caso, pero algunos fabricantes de antena no especifican las unidades, inflando desmedidamente las ganancias reales de sus antenas especificando en dbi en lugar de en db estos valores. Asi no es extraño ver antenas direccionales con unas ganancias increibles en sus especificaciones tacnicas que no son mas que fruto de una manipulación tendente a confundir al comprador, es por eso que el maximo real de ganacia se estima en 56 dbi usando materiales de calidad y trabajando con amplitudes menores a 4.5 º



LINEAS DE ALIMENTACIíƒÆ’í†â€™íƒÂ¢í¢â€šÂ¬í…“N

Las lineas de transmisión a la antena son basicas ya que, raramente, un equipo transmisor estara conectado directamente a la antena. La linea de transmisión o alimentación de una antena tiene como objeto , pues, hacer llegar la energia desde el transmisor a la antena SIN RADIAR ENERGIA , es decir, debe comportarse simplemente como un medio de transporte y no como una parte integrante de la propia antena. Para conseguir la maxima transferancia de energia es preciso cuidar que exista entre el alimentador y la antena, en su punto de inserción, el debido equilibrio de impedancias, esto es, hacer que en el extremo de la linea de alimentación conectada a la antena se reproduzcan lo mas fielmente posible las condiciones existentes que tendriamos si tuvieramos conectada directamente la antena al transmisor.
¿Como se consigue esto?. Pues en el hipotatico caso de tuvieramos una antena de media onda cortada a la frecuencia de trabajo deseada, es decir, con una impedancia tipica de 73 ohmnios, con una linea de alimentación simatrica con una impedancia tipica tambian de 73 ohmnios y nuestro transmisor presentara tambian una impedancia en su circuito resonante de 73 ohmnios, seria muy facil, puesto que si volvemos al grafico del comportamiento de nuestra antena de media onda, bastaria con calcular que longitud de linea de alimentación necesitariamos, mas o menos, y aproximar a esa longitud un valor en el que se reproducieran los parametros que tenemos a la salida de nuestro transmisor, es decir, una intensidad MAXIMA y una tensión MINIMA, justo en el punto de inserción de la linea de alimentación de nuestra antena. Es decir, si tenemos en cuenta que por cada cuarto de onda de longitud del cable de alimentación se invierten los valores de impedancia en sus extremos, nos bastara con darle al cable de alimentación el equivalente a los CUARTOS PARES de la longitud de onda, es decir, 2 longitudes de onda, 4,6,8,10.... de esta forma nos coincidiria en fase, intensidad y tensión con el origen del mismo cable conectado al generador en ambos puntos de inserción de los ramales de nuestro dipolo. Esta seria pues la linea de alimentación PERFECTA de un circuito de emisión PERFECTO y con una antena PERFECTA.


Pero , como en todo en esta vida, no hay nada perfecto, tenemos que:

-Las lineas de alimentación ya no son simetricas, sino coaxiales, ya que son mucho mejores tacnicamente.
-Los circuitos resonantes de nuestros transmisores estan sintonizados a 52 ohmnios (o eso suponemos).
-Los cables tienen un factor de velocidad distinto segun el que usemos.


Y LAS ONDAS ESTACIONARIAS, ¿QUE SON?

Las "ondas estacionarias" o SWR (Standing Wave Ratio) no son otra cosa que el producto de la desadaptación o el desfase que pueda existir en nuestra antena o en nuestra linea de alimentación con respecto al generador de señal, en nuestro caso el emisor. Smile Es decir, nuestra antena PERFECTA, despreciando pardidas tipicas, era capaz de irradiar al ater el maximo de energia que le llegaba del transmisor debido a que la impedancia que presentaba al mismo era "igual" a la del propio transmisor. Pero, ¿que ocurre si esa impedancia es distinta?, pues ocurre que nuestra antena no puede irradiar parte de esa energia al ater y la devuelve al generador de forma directamente proporcional a la desadaptación, es decir, cuanto mayor es la desadaptación, mayor es la cantidad de energia devuelta al punto de origen, pudiendo llegar facilmente a la destrucción del mismo. Por ello es MUY IMPORTANTE el asegurar una buena adaptación entre nuestro equipo, nuestra linea de transmisión y nuestra antena, ya no solo por el mejor rendimiento (tanto en emisión como en recepción) que nos proporcionara, sino por el peligro que conlleva para la vida de nuestro emisor una mala adaptación, aunque sea en potencias bajas, el efecto es proporcional. ¿Que puede provocar esa desadaptación?. Pues, lógicamente, una medida erronea de los elementos radiantes de nuestra antena, una mala adaptación de la linea de transmisión, la proximidad de cuerpos u objetos metalicos que impidan una buena radiación de nuestra antena etc... .. Big Grin


proximamente capitulo III

saludos a toda la peña... hasta la proxima entrega ;D
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