Antenas de 2.4 GHz: aplicaciones, tipos e idoneidad para IoT

Las antenas de 2.4 GHz son componentes fundamentales en el vasto mundo de la comunicación inalámbrica. Se han vuelto cada vez más relevantes debido al floreciente movimiento de Internet de las cosas (IoT). Este artículo arroja luz sobre las aplicaciones y las tecnologías inalámbricas compatibles de las antenas de 2.4 GHz, los tipos disponibles y su idoneidad para esfuerzos específicos de IoT. Profundicemos.

Aplicaciones y tecnologías inalámbricas compatibles

• Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n): Uno de los usos más extendidos del espectro de 2.4 GHz es el Wi-Fi. Numerosos dispositivos como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y enrutadores, utilizan antenas de 2.4 GHz para conexiones estables y de gran alcance. Si bien los enrutadores de doble banda también utilizan el espectro de 5 GHz, se prefiere 2.4 GHz para una cobertura más amplia.
• Bluetooth: Se utiliza principalmente para la comunicación de corto alcance entre dispositivos como auriculares, teléfonos inteligentes y relojes inteligentes, Bluetooth aprovecha la frecuencia de 2.4 GHz para sus operaciones.
• Zigbee & Thread: En el ámbito de los hogares inteligentes y el IoT, las redes Zigbee y Thread son opciones populares. Estos protocolos de comunicación inalámbrica de baja potencia utilizan antenas de 2.4 GHz para conectar una gran cantidad de dispositivos como bombillas inteligentes, termostatos y sensores de seguridad.

Tipos de antenas de 2.4 GHz

1. Antenas dipolo: A menudo denominadas antenas de "pato de goma", son estándar en muchos enrutadores Wi-Fi. Son omnidireccionales, lo que significa que irradian señal en todas las direcciones horizontales.
2. Antenas direccionales: A diferencia de las antenas omnidireccionales, estas enfocan las señales en una dirección específica. Las antenas Yagi, de parche y de red parabólica son ejemplos populares. Son ideales para conexiones punto a punto o para ampliar la cobertura inalámbrica en una dirección determinada.
3. Antenas monopolo: Son similares a las antenas dipolo, pero tienen un plano de tierra para dirigir la señal hacia arriba. A menudo se encuentran en aplicaciones donde el espacio es una limitación.
4. Antenas de PCB: Como su nombre indica, estas antenas están integradas en PCB (placas de circuito impreso) y son comunes en dispositivos compactos como módulos Wi-Fi en dispositivos IoT.

Idoneidad para aplicaciones específicas de IoT

Dadas las variadas aplicaciones de IoT, la elección de la antena depende de requisitos específicos:

• Hogares inteligentes: Los dispositivos domésticos inteligentes basados en Zigbee, Thread o Wi-Fi generalmente emplean antenas PCB o dipolo debido a su tamaño compacto y naturaleza omnidireccional.
• IoT industrial (IIoT): En fábricas o grandes instalaciones industriales, las antenas direccionales pueden ser más adecuadas. Pueden ampliar la cobertura a distancias más largas y garantizar conexiones estables en medio de posibles interferencias.
• IoT para la agricultura: Para tierras agrícolas en expansión, una combinación de antenas omnidireccionales para conexiones locales (como sensores de suelo) y antenas direccionales para conexiones entre equipos distantes puede ser óptima.
• Tecnología portátil: Los dispositivos como los relojes inteligentes o las pulseras de fitness utilizan antenas compactas, a menudo de tipo PCB integradas, debido a su espacio limitado.

Banda ISM de frecuencias y atribución

ISM significa banda de frecuencia industrial, científica y médica.

Se trata de una banda de frecuencias de radio y microondas agrupadas en torno a 2.4 GHz, reservada y designada para equipos industriales, científicos y médicos que utilizan RF. Los equipos industriales, como las máquinas de resonancia magnética, los equipos de prueba y algunos radiotelescopios, utilizan esta banda de frecuencias ISM. Los dispositivos de consumo más pequeños, como los hornos microondas, el sistema de puerta de garaje, el teléfono inalámbrico, el enrutador inalámbrico y el mouse inalámbrico, también están diseñados para funcionar a frecuencias de alrededor de 2.4 GHz.

La mayoría de los dispositivos de telecomunicaciones funcionan a una frecuencia mucho más baja que 2.4 GHz. El hecho de que otros dispositivos funcionen solo en un cierto rango de frecuencia, en este caso, ISM, reduce la interferencia con las frecuencias de telecomunicaciones. Esto significa que el uso de un enrutador inalámbrico y un teléfono celular al mismo tiempo no tendrá interferencias entre sí.

2.4 GHz no es la única frecuencia ISM. Es solo el más común porque no hay necesidad de licenciar dispositivos para usarlo. Otras frecuencias ISM pueden ser tan altas como 24,125 GHz o incluso tan bajas como 13,56 MHz. Dependiendo de la ubicación y la aceptación local, las autoridades pueden asignar frecuencias de radio ISM con poca flexibilidad.

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) estipula la atribución de frecuencias radioeléctricas ISM. La UIT ha documentado un cuadro de atribución del IGS a nivel mundial que varía ligeramente según la región. Los usuarios de ISM deben aceptar los términos y regulaciones establecidos para garantizar la seguridad y evitar interferencias.

Antenas direccionales de 2.4GHz

Los tipos de antenas direccionales de 2400 MHz más populares para resistir la intemperie al aire libre son Yagi, rejilla parabólica o antena parabólica (parabólica es mejor para punto a punto de largo alcance) y sectorial. Las antenas de panel y de parche son tipos de antenas sectoriales que son más atractivas desde el punto de vista cosmético y, por lo tanto, son adecuadas para interiores.

1. Características clave de las antenas direccionales frente a las omnidireccionales

• Alta ganancia: Una de las principales ventajas de las antenas direccionales es su alta ganancia, lo que significa que pueden transmitir o recibir señales a mayores distancias.
• Ancho de haz estrecho: Las antenas direccionales tienen un ancho de haz más estrecho:  cuanto más estrecho sea el ancho de haz, más adecuado para enlaces punto a punto de largo alcance.  Su patrón de radiación focalizado garantiza que la señal sea fuerte y clara en la dirección deseada, lo que reduce la interferencia de fuentes no deseadas.  Las antenas con una anchura de haz algo estrecha, como las Yagi y las sectoriales, son las mejores para enlaces punto a multipunto. Un ancho de haz más estrecho reduce el "ruido de la señal" (interferencia de otras redes WiFi y dispositivos inalámbricos de terceros), lo que resulta en un rendimiento mucho mayor del dispositivo conectado a la antena, especialmente en comparación con las antenas omnidireccionales, que captan 360 grados de ruido de señal.
• Polarización: Se refiere a la orientación de las ondas de radio. Las antenas direccionales pueden estar polarizadas vertical u horizontalmente, o incluso circularmente, dependiendo de la aplicación.
• Relación frontal-trasera: Una relación frontal-trasera más alta indica que la antena irradia una energía mínima desde la parte trasera, centrándose principalmente en la parte delantera.
• Impermeabilización: Para aplicaciones al aire libre, estas antenas suelen estar construidas para soportar diversas condiciones ambientales.

2. Protocolos inalámbricos a 2.4 GHz

En la frecuencia de 2.4 GHz, están operativos varios protocolos inalámbricos, diseñados para diversas tareas que van desde aplicaciones de red de área personal de corto alcance hasta redes más extensas. Estos son los principales protocolos inalámbricos que utilizan la banda de 2.4 GHz:

1. Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n): Quizás el más conocido, este protocolo facilita las LAN inalámbricas. Los dispositivos que utilizan este protocolo pueden transmitir datos a altas velocidades, adecuados para la navegación por Internet, la transmisión de video y más.
2. Bluetooth (incluidos Bluetooth clásicos y BLE): este protocolo está diseñado para el intercambio de datos de corto alcance entre dispositivos, como teléfonos inteligentes y auriculares.
3. Zigbee: A menudo utilizado en aplicaciones domésticas inteligentes, Zigbee permite a los dispositivos crear una red de malla, donde los datos pueden saltar de un dispositivo a otro.
4. NFC (Near Field Communication): Aunque funciona principalmente en 13,56 MHz, algunas aplicaciones pueden cambiar a la banda de 2.4 GHz.

3. Aplicaciones e implicaciones de IoT

Las antenas direccionales de 2.4 GHz se utilizan en numerosas aplicaciones:

1. Servicios inalámbricos de banda ancha: Esto es para el acceso a Internet de largo alcance, especialmente en áreas de difícil acceso para los servicios cableados tradicionales.
2. Videovigilancia: Las cámaras de seguridad inalámbricas suelen utilizar antenas de 2.4 GHz para transmitir vídeos en tiempo real.
3. IoT (Internet de las cosas): Los dispositivos de los hogares inteligentes, el IoT industrial, las aplicaciones sanitarias y los wearables suelen utilizar esta banda. Estas antenas pueden transmitir datos de sensores, actuadores y otros dispositivos IoT a través de una red.
4. Redes de puente: Para conectar dos redes separadas a distancia, las antenas direccionales de 2.4 GHz pueden servir como puentes.
5. Comunicación con drones: Muchos drones operan en la frecuencia de 2.4 GHz para la comunicación entre el control remoto y el dron.

4. Tipos de antenas direccionales de 2.4 GHz

1. Antena Yagi-Uda: A menudo llamada simplemente "Yagi", este tipo tiene un patrón de radiación específico y unidireccional. Se caracteriza por una pluma larga con varios elementos.
2. Antenas de parche o panel: Estas antenas planas y rectangulares se utilizan a menudo para aplicaciones montadas en la pared o en postes.
3. Antenas parabólicas de rejilla/antena: Utilizan un reflector parabólico para enfocar las ondas de radio en un haz, ofreciendo una alta ganancia y un patrón de radiación estrecho.
4. Antenas sectoriales: Proporcionan una cobertura más amplia en forma de arco, ideal para cubrir un sector de una región circular.

Antenas WiFi omnidireccionales de 2.4 GHz

Antenas dipolo: 2.4 GHz

Las antenas dipolo son las antenas de RF más populares y simples. Reciben su nombre de la disposición bilateral de dos elementos conductores en un eje común separados por un aislante. La impedancia y  la frecuencia de los conductores suelen estar determinadas por la longitud de los conductores.

La frecuencia más común para las antenas dipolo es la banda de frecuencia de 2.4 GHz, que es la banda no solo de WiFi y Bluetooth, sino que también es la banda de frecuencia industrial, científica y médica (ISM).

Propiedades de las antenas dipolo

Las antenas dipolo proporcionan una polarización fiable,  patrones de radiación omnidireccionales y un rendimiento constante. El plano de tierra o el tamaño de la caja normalmente no determinarán el diagrama de radiación de la antena dipolo. Esto se debe a que la antena dipolo tiene dos brazos que tienen corrientes equilibradas, lo que significa que hay poco flujo de corriente en el chasis o en el plano de tierra. El costado de la antena generalmente emite la mayor parte de la energía, lo que resulta en un patrón de radiación similar a una rosquilla. La antena también está aislada del plano de tierra que es la caja metálica que funciona como chasis.

Dispositivos Bluetooth

Los dispositivos Bluetooth funcionan dentro de los 2.4 GHz si se utilizan en las redes de área personal de corto alcance. El protocolo Bluetooth se divide en 80 canales, cada uno de 1 MHz de ancho para evitar interferencias con otros protocolos en la banda de 2,45 GHz. El protocolo también cambia de canal hasta 1600 veces en un segundo. La mayoría de las antenas Bluetooth utilizan antenas dipolo omnidireccionales, aunque hay un número significativo que utiliza antenas de 2.4 GHz para sus conexiones.

Internet de las cosas (IoT)

La mayoría  de los dispositivos IoT tienen muy poco espacio para antenas, lo que significa que dispositivos como detectores de ruido, monitores de vibración o etiquetas de ropa deben venir en paquetes pequeños. Es probable que muchas antenas que vienen con frecuencias inferiores a 5.5 GHz sean muy ineficientes cuando se colocan en paquetes pequeños. Sin embargo, la banda de 2.4 GHz que se utiliza para tecnologías como Wi-Fi, Zigbee y Bluetooth funciona bien incluso en paquetes pequeños. Esto hace que las antenas de 2.4 GHz sean muy eficaces cuando se utilizan en dispositivos IoT.

Características de la antena dipolo de 2.4 GHz

Una antena dipolo de 2.4 GHz es un tipo de antena dipolo que puede recibir y transmitir señales de radiofrecuencia entre 2400 y 2500 MHz, que es una frecuencia de banda ISM sin licencia. Las antenas dipolo son antenas básicas que constan de dos elementos conductores y una línea de alimentación. A medida que la corriente fluye a través de la línea de alimentación a través de los elementos de la antena de alambre, se vuelven resonantes e irradian energía electromagnética a su frecuencia específica. Las señales de radiofrecuencia recibidas harán que el elemento se vuelva resonante y la energía se conduzca como corriente directamente y hacia abajo de la línea de alimentación. Los elementos radiantes dipolo suelen estar en el mismo plano y divididos por la conexión de la línea de alimentación. Las propiedades y el rendimiento de la antena pueden modificarse mediante ajustes de matices en la longitud y orientación de los elementos.

Existe una amplia gama de antenas dipolo de 2.4 GHz que se basan en la longitud de onda de 2.4 GHz. A 2.4 GHz, la longitud de onda es de poco más de 12 centímetros. Los tipos incluyen:

• Las antenas dipolo de 2.4 GHz de longitud de onda media tienen elementos conductores con una longitud neta que es la mitad de la longitud de onda a 2.4 GHz (~6 cm). Por lo general, se alimentan en el centro.
• Las antenas dipolo de un cuarto de onda de 2.4 GHz son diseños más compactos que tienen un elemento de antena que es un cuarto de la longitud de onda de 2.4 GHz (~3 cm).
• Las antenas dipolo cortas de 2.4 GHz tienen un cable de antena con una longitud más corta que la longitud de onda.
• Las antenas dipolo plegadas de 2.4 GHz tienen el elemento dipolo plegado sobre sí mismo para crear un bucle que solo es interrumpido por la línea de alimentación de la antena.

Tipos y aplicaciones de antenas dipolo de 2.4 GHz

La simplicidad del diseño de la antena dipolo significa que es muy versátil y adaptable a una amplia gama de aplicaciones. La longitud de onda a 2.4 GHz también significa que se pueden crear antenas dipolo que no son excesivamente grandes, lo que las convierte en una opción conveniente y portátil para aumentar la conectividad en una variedad de entornos. Estas antenas también son fáciles de manejar e instalar para los usuarios como parte de productos y soluciones inalámbricas dirigidos a los consumidores.

Tipos clave de antenas dipolo de 2.4 GHz

[A] Las antenas omnidireccionales transmiten y reciben señales de radiofrecuencia de 2,4 GHz en todas las direcciones en el plano horizontal. Dependiendo de su ganancia (que puede ser menor que la de las antenas direccionales porque su haz está desenfocado), se pueden utilizar para proporcionar una amplia cobertura en interiores y exteriores. Están provistos de una gama de opciones de montaje, incluido el montaje magnético.

[B] Las antenas Rubber Duck tienen parte o la totalidad del elemento de la antena enrollado helicoidalmente para producir una antena elástica que generalmente está recubierta de goma o plástico.

[C] Las antenas auxiliares son unidades extremadamente compactas que tienen el elemento principal enrollado hacia abajo para crear un tamaño más pequeño.

Estas antenas también llevan un conector integrado que facilita la conexión directa a un dispositivo de radio o cable de antena coaxial. Puede ser un  conector en ángulo recto, articulado o giratorio. Los conectores a esta frecuencia suelen ser RP-SMA, pero también pueden ser de tipo SMA, TNC o N, según el requisito. Tienen una impedancia rutinaria de 50 ohmios y, por lo tanto, son compatibles con cables y adaptadores de antena estándar.

Debido a que la frecuencia de 2.4 GHz no está sujeta a licencias y otras restricciones regulatorias, esta frecuencia es utilizada por una amplia variedad de aplicaciones y protocolos de redes inalámbricas. También tiene la ventaja de proporcionar un buen alcance y cobertura en interiores debido a la penetración de las ondas de radio en esta frecuencia. Esto significa que una antena dipolo genérica de 2.4 GHz puede integrarse en una variedad de tecnologías para optimizar el uso de la radio. Estas son las tecnologías clave que utilizan 2.4 GHz para las redes:

1. Antenas dipolo de 2.4 GHz para WiFi

El estándar de redes de área local inalámbricas 802.11 producido por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) se conoce y comercializa como WiFi. Desde su primer lanzamiento a finales de la década de 1990, ha tenido 5 versiones con la última, WiFi 6 (802.11ax), prevista para finales de 2020. WiFi ha tomado la delantera para las redes inalámbricas de alta velocidad y alto rendimiento. Los dispositivos compatibles pueden utilizar WiFi con velocidades de datos a 2.4 GHz de hasta 54 Mbps (802.11g). Los datos se transmiten a través de uno de los once canales o subbandas en los EE. UU., con un mayor número de canales de frecuencia de 20 MHz disponibles en Europa y Asia. Los estándares WiFi 802.11 especifican la tecnología específica y las técnicas de modulación que facilitan la transferencia de datos. Aunque WiFi funciona tanto en las frecuencias de 5 GHz como en las  de 2.4 GHz, la frecuencia de 2.4 GHz proporciona una mayor cobertura y penetración de la señal. La mayoría de las versiones de WiFi se adaptan a esta frecuencia, a saber:

• 802.11b
• 802.11g
• 802.11n

Se puede utilizar una antena dipolo externa con amplificadores de señal WiFi, repetidores y puntos de acceso como se describe a continuación para mejorar la calidad y la velocidad de la conectividad WiFi.

2. Antenas dipolo de 2.4 GHz para Bluetooth

Bluetooth es una tecnología que proporciona redes de área personal de corto alcance para una amplia gama de dispositivos y electrodomésticos compatibles. Utiliza la banda de frecuencia de 2.4 GHz siguiendo una especificación propietaria basada en el protocolo IEEE 802.15.1. El Grupo de Interés Especial de Bluetooth supervisa el desarrollo de los estándares de redes inalámbricas Bluetooth y la especificación y certificación de dispositivos compatibles. Cuenta con varias clases que varían en su potencia máxima permitida y el alcance que se puede alcanzar. La mayoría de los dispositivos habilitados para Bluetooth son dispositivos de clase 2 que funcionan con baterías. La conectividad de corto alcance proporcionada tiene un bajo consumo de energía y la red de malla con comunicación a través de secuencias de 'nodos' puede alcanzar distancias por encima del rango estándar que es de decenas de metros. Las antenas dipolo externas o de repuesto de 2.4 GHz se pueden utilizar como antenas Bluetooth en una variedad de proyectos. El uso de estas antenas con un conector flexible corto permite la conexión directa a PCB en dispositivos de transmisión/recepción Bluetooth que llevan los chips de circuito integrado propietarios. El uso de una antena Bluetooth conectada externamente con un módulo Bluetooth aumentará su alcance de transmisión y ahorrará espacio dentro del dispositivo. Los repetidores Bluetooth con antenas externas de mayor ganancia también se pueden utilizar para aumentar la cobertura de la señal Bluetooth.

3. Antenas dipolo de 2.4 GHz para ZigBee

ZigBee es una tecnología de red de área personal que tiene amplias aplicaciones para el hogar inteligente debido a su funcionalidad de baja potencia y baja velocidad de datos. Las velocidades de datos de entre 20 y 250 kbps admiten transmisiones cortas y simples. Su rango de transmisión está limitado a menos de 100 metros, lo que es adecuado para las redes basadas en sensores de estrella o malla de "hogar inteligente" que se pueden crear con él. Los dispositivos en red llevan el módulo ZigBee y están disponibles en tres clases:

1. Los dispositivos coordinadores o controladores ZigBee se utilizan para programar y controlar la red.
2. Los dispositivos enrutadores ZigBee pueden enviar datos desde el controlador a los nodos posteriores y recibir datos de los dispositivos finales y transmitirlos al controlador.
3. Los dispositivos finales ZigBee pueden transmitir pequeñas cantidades de datos hacia el controlador.

Las antenas de 2.4 GHz se pueden utilizar dentro de las redes ZigBee para ampliar el alcance de la red o mejorar la calidad de la señal de los dispositivos participantes. El entorno interior puede ser un desafío para la propagación de la señal con una línea de visión limitada, por lo que las antenas ZigBee externas se pueden usar para superar obstrucciones y crear una red de rendimiento óptimo.

Antenas dipolo de 2.4 GHz para puntos de acceso

Un punto de acceso (AP) es un concentrador con cable Ethernet que proporciona conectividad inalámbrica para dispositivos en red. Algunos puntos de acceso tienen antenas internas, pero otros vienen equipados con antenas externas de 2.4 GHz que se pueden intercambiar para mejorar aún más la cobertura de la red. Las antenas se pueden conectar con mayor ganancia o mediante un cable de antena para facilitar el montaje en una mejor posición a una distancia del AP. Puede  ser necesaria una antena de 2.4 GHz más resistente y resistente a la intemperie para exteriores. La elección de la antena de 2.4 GHz también se puede refinar por sus características específicas (por ejemplo, directividad, diagrama de radiación), lo que puede ahorrar tiempo y gastos de cambiar o mover todo el AP.

Antenas dipolo de 2.4 GHz para routers

La conexión de una antena de alta ganancia a un enrutador WiFi es un método clave para aumentar la calidad y la velocidad de la señal. Sin embargo, la antena debe poder funcionar de acuerdo con la versión de WiFi utilizada tanto por el enrutador como por los dispositivos conectados. No todas las versiones de WiFi son compatibles con versiones anteriores, lo que significa que un enrutador que tiene una versión más reciente de redes WiFi no podrá brindar una conectividad óptima si se conecta a una computadora portátil que tiene una versión anterior de WiFi con una velocidad de datos limitada. Además, los routers que proporcionan conectividad de 2.4 y 5 GHz pueden requerir que una antena externa de 2.4 GHz esté conectada a un puerto de 2.4 GHz para su correcto funcionamiento.

Antenas dipolo de 2.4 GHz para repetidores

Los repetidores se pueden utilizar para recibir, amplificar y transmitir una señal de red inalámbrica existente. Mediante el uso de antenas dipolo externas de 2.4 GHz, la señal repetida se puede dirigir a donde más se necesita. La antena externa generalmente se atornilla en el puerto del conector del repetidor o a través de un trozo de cable de antena que se puede tender para colocar la antena donde sea necesario. Si se utiliza cable coaxial con una antena externa, el tramo del cable debe mantenerse lo más corto posible para evitar la pérdida de señal a lo largo de su longitud.

Preguntas frecuentes

• ¿Puedo utilizar una antena dipolo de 2.4 GHz para mejorar la conectividad de mi cámara CCTV inalámbrica?

La conectividad inalámbrica de circuito cerrado de televisión en su propiedad puede verse afectada por la interferencia de múltiples trayectos que es común a 2.4 GHz o una línea de visión deficiente con diversas obstrucciones. Una señal débil o difuminada puede mejorarse mediante el uso estratégico de antenas dipolo de alta ganancia de 2.4 GHz (hasta 9 dB disponibles aquí). Las antenas dipolo externas de 2.4 GHz deben instalarse y conectarse en red fuera de su edificio con un cable de antena coaxial que atraviese el receptor en el interior. Se debe conectar una segunda antena al transmisor de la cámara para aumentar su señal. Asegúrese de que la antena receptora esté montada en altura con visibilidad del transmisor de la cámara. Si solo tiene una antena disponible, es mejor conectarla a la antena transmisora, ya que una sola antena receptora amplificará todo, incluidas las interferencias presentes

• ¿Puedo usar una antena dipolo externa de 2.4 GHz para aumentar la conectividad WiFi de mi computadora portátil?

Un amplificador de antena WiFi puede equiparse con una antena dipolo externa de 2.4 GHz de buena calidad para aumentar la recepción si la tarjeta PCI WiFi incorporada y la antena tienen un rendimiento deficiente y la velocidad de WiFi es lenta. Los dongles con una antena externa tienen una señal WiFi mucho más fuerte.

Los amplificadores USB WiFi se pueden conectar a un puerto USB 1, .1, 2.0 o 3.0 compatible y algunos diseños ofrecen redes multiantena y la capacidad de actualizar la conectividad WiFi a los protocolos más recientes como 802.11ac.

• ¿2,4 GHz es una frecuencia utilizada para el Internet de las cosas (IoT)?

La frecuencia de 2.4 GHz era una candidata para soportar redes IoT y M2M generalizadas, pero su uso ha sido eclipsado en gran medida por las redes de área amplia de baja potencia (LP-WAN) a frecuencias más bajas como 915 MHz y 433 MHz. A estas frecuencias, se puede lograr una cobertura mucho mayor con una gran penetración en el edificio y un bajo consumo de energía gracias a dispositivos basados en sensores alimentados por baterías que transmiten pequeñas cantidades de datos con poca frecuencia. Tecnologías que, como LoRa y SigFox, aprovechan estas porciones de frecuencia más baja del espectro.

En resumen

Las antenas dipolo de 2.4 GHz son una solución flexible para una conectividad fiable para sus redes de área local. El diseño del dipolo proporciona un rendimiento constante debido a la corriente equilibrada entre los dos elementos conductores de la antena. Es importante recordar que al seleccionar su antena debe asegurarse de que el conector sea compatible, especialmente porque los conectores de antena SMA y RP-SMA ampliamente utilizados para esta frecuencia parecen externamente idénticos, pero no pueden formar una conexión eléctrica.

APRENDE MÁS:

• Conexión Wi-Fi
• ZigBee
• Bandas ISM
• Internet de las cosas

Antenas Bluetooth

Antenas Bluetooth

Bluetooth es una tecnología de comunicación inalámbrica que se utiliza para intercambiar datos a distancias cortas. Las antenas Bluetooth están diseñadas para su uso en dispositivos que funcionan a 2.4 GHz. Los tamaños van desde conexiones en miniatura hasta subminiatura, utilizando conectores RP-SMA, SMA y U.FL. Los tamaños y tipos de cable varían según el conector utilizado. La mayoría de las antenas Bluetooth son omnidireccionales, pero las antenas direccionales pequeñas de 2.4 GHz son opciones para Bluetooth. Las opciones de montaje incluyen orificio pasante, montajes en superficie, montajes en pared y postes.

• Los dispositivos Bluetooth utilizan la banda de frecuencias de 2.4 a 2,485 GHz.
• Nuestras antenas Bluetooth también son antenas ZigBee, porque ZigBee utiliza la misma banda de frecuencia: 2.400 a 2.484GHz.
• Bluetooth es la tecnología inalámbrica más popular para IoT (Internet de las cosas).
• ZigBee es muy similar a Bluetooth, pero más simple y de menor costo de operar
• LoRa es la alternativa inalámbrica de largo alcance a Bluetooth y ZigBee para aplicaciones de IoT.

Contamos con una serie de  antenas Bluetooth resistentes a la intemperie para uso en exteriores.

Los dispositivos pequeños, como los teléfonos móviles, no pueden equiparse con una antena Bluetooth externa.

Dispositivos que pueden alojar una antena Bluetooth externa.

Los dispositivos que pueden alojar una antena Bluetooth externa suelen hacerlo para aumentar la señal, el alcance y el rendimiento de Bluetooth. No todos los dispositivos vienen con esta función, pero varios tipos de dispositivos podrían diseñarse para funcionar con una antena Bluetooth externa:

1. Adaptadores/dongles Bluetooth para PC: Muchos adaptadores Bluetooth USB para ordenadores pueden alojar antenas externas, especialmente las diseñadas para PC de sobremesa.
2. Routers inalámbricos con funcionalidad Bluetooth: Algunos routers inalámbricos o puntos de acceso, especialmente los diseñados para aplicaciones empresariales, vienen con múltiples antenas y también pueden ser compatibles con Bluetooth. Estos dispositivos pueden tener antenas reemplazables.
3. Placas de desarrollo: Placas como Raspberry Pi, con ciertos módulos Bluetooth, se pueden configurar para usar antenas externas, siempre que tenga algún nivel de experiencia en electrónica.
4. Algunos dispositivos IoT: Los dispositivos IoT (Internet de las cosas), especialmente aquellos que requieren comunicación Bluetooth de largo alcance, pueden diseñarse con puertos de antena externos.
5. Radios bidireccionales: Algunas radios bidireccionales modernas tienen capacidades Bluetooth y una antena externa.
6. Repetidores/extensores Bluetooth especializados: Están diseñados específicamente para aumentar y ampliar el alcance de la señal Bluetooth y pueden venir con puertos para antenas externas.
7. Sistemas de audio para automóviles: Algunos sistemas de audio para automóviles del mercado de accesorios con Bluetooth pueden estar diseñados para acomodar una antena Bluetooth externa para una mejor recepción, especialmente si la interna no proporciona una cobertura adecuada.
8. Dispositivos industriales: Las tabletas, computadoras y otros dispositivos industriales pueden contar con antenas Bluetooth más fuertes y reemplazables para garantizar la conectividad en entornos desafiantes.

Si estás pensando en añadir una antena externa a un dispositivo, ten en cuenta lo siguiente:

1. Compatibilidad: Asegúrese de que la antena esté diseñada para funcionar con la frecuencia específica de Bluetooth (2.4 GHz).
2. Consideraciones legales: En algunas jurisdicciones, aumentar la intensidad de la señal de su dispositivo más allá de ciertos límites puede ser ilegal. Consulta siempre la normativa local.
3. Experiencia técnica: Hacer modificaciones, especialmente en la electrónica de consumo, puede anular las garantías y potencialmente dañar el dispositivo si no se hace correctamente.
4. Cables y conectores de antena: Las antenas Bluetooth suelen conectarse a un módulo interno mediante uno de los siguientes tipos de cable de antena:
   1. Cable U.FL para conectar a un conector U.FL o IPEX en el módulo o placa de circuito impreso.  Si la antena de su elección tiene un conector RP-SMA (o un cable a un conector RP-SMA): Por lo general, utilizará un cable U.FL a RP-SMA  para conectarse al módulo Bluetooth.
   2. Cable MHF4 para conectar a un conector MHF4 en el módulo o placa de circuito impreso.  Si la antena de su elección tiene un conector RP-SMA (o cable a un conector RP-SMA): Por lo general, utilizará un cable MHF4 a RP-SMA para conectarse al módulo Bluetooth.
   3. Para conectar su antena a un conector hembra RP-SMA en un dispositivo Bluetooth: Utilizará un cable de extensión RP-SMA. 

Al comprar un dispositivo, es una buena idea consultar las especificaciones del dispositivo, el manual del usuario o ponerse en contacto con el fabricante para confirmar la compatibilidad de la antena externa.

Los diferentes dispositivos Bluetooth tienen diferente compatibilidad de antena. La coincidencia de la antena correcta  con el dispositivo correcto se realiza verificando la compatibilidad del conector y  la clasificación de frecuencia. El alcance y la ganancia son variables según la marca de la antena. Los adaptadores de conector también se pueden utilizar cuando el dispositivo y la antena tienen conectores diferentes.

Desde su invención por Ericson en 1994, Bluetooth ha sido un reemplazo de la comunicación por cable de corto alcance. Los transceptores están diseñados para funcionar con baja potencia y se producen a bajo costo. Esto hace que sea necesario instalar una antena en algunos dispositivos Bluetooth para aumentar el alcance y reducir el ruido.

En Conclusión

La ubicuidad de las antenas de 2.4 GHz en el panorama inalámbrico y de IoT subraya su importancia. El reconocimiento de las tecnologías compatibles, la comprensión de los diversos tipos de antenas y su adaptación a las aplicaciones de IoT garantizan un rendimiento y una conectividad óptimos. A medida que el ecosistema de IoT continúa expandiéndose, también lo hará la relevancia y la innovación en torno a estas antenas.