Conceptos Básicos Radio Frequency (RF) o Tecnología Inalámbrica: Incluye la generación, manejo, transmisión y recepción de ondas de radio. Y su uso para transmitir información. “Cualquier cosa relacionado a señales electromagnéticas”. Las señales electromagnéticas o señales RF se caracterizan por: Frecuencia. Amplitud.
Conceptos Básicos Señal sinusoidal Es una forma de onda que se representa mediante una serie de ondas seno o coseno. Amplitud pico (A) Máxima fuerza de la señal Frecuencia (f) Tasa de cambio de la señal Hertz (Hz) o ciclos por segundo Período = tiempo de una repetición (T) T = 1/f Fase (?) Posición relativa en el tiempo Por ejemplo, se puede escribir como S(t) = A sen (2?ft + ?)
Conceptos Básicos
Conceptos Básicos Análisis Espectral Dominio del tiempo y de la frecuencia
Conceptos Básicos Bandas de frecuencias: especifican un determinado rango de frecuencias. Algunas bandas de uso frecuente son: HF High Frequency 3 MHz – 30 MHz VHF Very High Frequency 30 MHz – 300 MHz UHF Ultra High Frequency 300 MHz – 3 GHz SHF Super High Frequency 3 GHz – 30 GHz EHF Extra High Frequency 30 GHz – 300 GHz
Conceptos Básicos Rango Microonda: L banda 1GHz – 2 GHz S banda 2GHz – 4GHz C banda 4GHz – 8GHz X banda 8GHz – 12GHz Ku banda 12GHz – 18GHz K banda 18GHz – 27GHz Ka banda 27GHz – 40GHz Bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) (ver ITU-T S5.138 S5.150) – bandas no licenciadas: “900MHz” ISM banda 902MHz – 928MHz (Americas only) “2.4GHz” ISM banda 2400MHz – 2483.5MHz ”5GHz” ISM banda 5725MHz – 5875MHz
Conceptos Básicos Ancho de banda Usualmente usado para expresar la cantidad de información transportada en cierto tiempo. Una definición más especifica: Ancho del rango de frecuencias que una señal eléctrica ocupa. Se expresa como la diferencia entre el componente de la señal de más alta frecuencia y el de menor frecuencia. Por ejemplo: Transmisión de voz tiene aprox. 3kHz. Radio FM tiene 200 kHz. TV tiene 6 MHz.
Conceptos Básicos La velocidad de transmisión en bit/s es proporcional al ancho de banda disponible. El factor de proporcionalidad depende de la eficiencia del método de modulación empleado.
Conceptos Básicos Cantidad de Información. Si el número de niveles o estados de una señal es M, la cantidad de información asociada es I= log2 M
Velocidad de Información. Si cada impulso de señal posee M estados o niveles,y se transmite en un tiempo Tb, la velocidad de información es Vi= I/Tb = log2 M/Tb
Velocidad de Modulación. Es la cantidad de estados o niveles que se transmiten en un segundo. Si la duración del estado es Tb, la velocidad de modulación es Vb = 1/Tb baudios Vi = Vb log2 M bits/s (bps)
Conceptos Básicos Capacidad del Canal: Cantidad de información que se puede transmitir por unidad de tiempo, expresada en bps C = B log 2(1 + S/N) A menudos e confunde con el ancho de banda y la velocidad de transmisión.
Conceptos Básicos Longitud de onda: Distancia ocupada por un ciclo. Distancia entre dos puntos que tienen fase correspondiente en dos ciclos consecutivos. Asumiendo que la velocidad de la señal es v ? = vT ? = v/f Un caso particular es cuando v=c = 3*108 m/s (velocidad de la luz en el espacio libre)
Conceptos Básicos La potencia de una señal es medida en Watts (W). El decibelio (dB) es una expresión logarítmica que mide el radio entre la potencia, voltaje o corriente de dos señales. PdB = 10 Log10 (P2/P1) P1 potencia señal 1 P2 potencia señal 2 Cuando la cantidad en decibelios es positiva entonces hablamos de ganancia. Caso contrario es un pérdida.
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Decibelios dBm dBm usualmente usado en WLANs. PdBm = 10 log10 (PWATTS/1mW) 1mW = 0,001 Watts
Decibelios dBm
Antenas Dispositivo usado para transformar una señal RF, viajando sobre un conductor, en una onda electromagnética en el espacio libre. Reciprocidad: se refiere al hecho que una antena conserva sus mismas características sin importar que este trasmitiendo o recibiendo.
Antenas Ancho de banda: Rango de frecuencias sobre el cual la antena puede operar. Directividad (Directivity): Habilidad de una antena de enfocar la energía en una dirección en particular cuando transmite o de recibir energía mejor de una dirección particular cuando esta recibiendo.
Antenas Patrón de radiación: Distribución relativa de la potencia radiada en el espacio. Una gráfica de la intensidad de campo emitido en función del ángulo a partir de la dirección de máxima emisión.
Antenas
Antenas: Patrón de Radiación Tridimensional
Antenas Ancho del Haz (beamwidth): Conocido también como mitad de la potencia del ancho del rayo. El ángulo que subtienden los dos puntos sobre el lóbulo principal del patrón de potencia del campo al cual la potencia pico del mismo se reduce en 3 dB. Se busca la intensidad de la radiación pico y los puntos a ambos lados del pico que representan la mitad de la potencia de la intensidad pico.
Antenas Polarización: dirección del campo eléctrico emitido por una antena. Puede ser: Vertical Horizontal Elíptica Circular
Antenas
Antenas
Tipos de Antenas Antena isotrópica (ideal) Radia potencia en todas las direcciones por igual. Produce un campo electromagnético útil en todas las direcciones con igual intensidad y 100% de eficiencia
Tipos de Antenas Antenas dipolo Antena “Half-wave dipole” (o antena Hertz). Antena “Quarter-wave vertical” (o antena Marconi).
Antena Half-Wave Dipole La antena más corta que puede ser usada para radiar señales en el espacio libre. Está formada por un conductor eléctrico recto. Este mide ½ la longitud de onda. Es una de las antenas más simples.
Antena Quarter-Wave Dipole Es un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia transmitida o recibida. También conocida como antena Marconi. Es una antena que necesita estar en contacto directo con tierra para poder tener las características de una antena half wave dipolo.
Antena Quarter-Wave Dipole La radiación esta compuesta por: Señal radiada por la antena. Reflexión de la tierra (llamada imagen espejo). Otro método de obtener imágenes reflejadas es a través del uso de planos a tierra.
Tipos de Antena Según la frecuencia y el tamaño: Los tipos de antena varían de acuerdo a las bandas de frecuencias donde se vayan a utilizar. El tamaño de la antena varía también de acuerdo a la longitud de onda en las diferentes frecuencias.
Tipos de Antena Directividad: Omnidireccionales: Radian el mismo patrón alrededor de la antena en un patrón completo de 360 grados. Tipo dipolo Plano a tierra Antena Omni Direccional de 2.4 GHz.
Tipos de Antena Sectorial: Radia primariamente en una área específica El rayo puede oscilar entre 180 grados o ser tan delgado como 60 grados. Direccionales El ancho del rayo es mas angosto que las anteriores. Tienen mayor ganancia y por lo tanto se usan en largas distancias. Yagi Biquad Horn Helicoidal Antena de panel Disco parabólico Antena sectorial Antena Direccional 2.4 GHz
Tipos de Antena: Antena Yagi-UDA 1 Reflector Directores: 1 director = 8dBi 15 directores = 14 dBi
Tipos de Antena: Antena Yagi-UDA
Tipos de Antena:Antena de Patch o Plana
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