Alcance y Patrones de Radiación de Antenas WiFi, LTE y GSM

Las ondas de radio tienen dificultades para atravesar obstáculos. Las antenas de alta ganancia tienen un patrón plano de radiación, así que una antena más grande sólo le ayudará a aumentar el alcance, pero no servirá de mucho si usted tiene diferentes niveles. Utilice las antenas de alto poder para enviar una señal a largas distancias a través de un punto muy especifico y enfocado. A medida que se incrementa la ganancia, el patrón de radiación de la señal se aplanará. Las antenas de bajo poder envían sus señales a elevaciones altas y bajas de un área local, en cualquier lugar dentro de un rango de100 a 200 pies (30 a 60 metros). La ganancia de la antena se incrementa tanto en el poder de transmisión como en la sensibilidad del receptor, por lo que no sólo se enviará la señal más lejos, sino que se podrán recibir señales más débiles dentro del área de cobertura. La ganancia de una antena es un indicador de una mejora en la fuerza de la señal, dicha ganancia se puede medir en dBi.

Calculando la ganancia al agregar una antena:
  "La regla de los 3 dB": Por cada incremento de 3 dB en el nivel, la potencia se duplica. Por cada disminución de 3 dB la potencia baja a la mitad.
  "La regla de los 10 dB": Por cada incremento de 10 dB los resultados en niveles son de 10 veces la potencia, y cada disminución de 10 dB reduce los resultados en 1/10.

  Vea más detalles:  tabla de incremento de la potencia al incrementar los dB en diferentes cantidades, vea la tabla del lado derecho de esta página.
  Pérdida de señal en el cable: Si un cable se conecta a la antena de su dispositivo, tenga en cuenta la pérdida de señal del cable.

Las antenas generalmente tienen una gran cobertura a expensas del alcance, a más alto sea el alcance, habrá menos ancho de cobertura en el área ("la mitad de la potencia del ancho del haz"). Sin embargo, las antenas omnidireccionales, que irradian el haz de la señal en todas las direcciones (en un plano horizontal) por lo general experimentan ganancias no mayores a los 12dBi, mientras que las antenas direccionales pueden tener ganancias de más de 30dBi.  Como una regla general, a mayor sea la ganancia, más estrecho será el ancho del haz (en el área de cobertura). Un ancho de haz con una potencia a su mitad, es la especificación del área de cobertura de la antena. Esta se mide con los puntos relativos en los que la radiación de la antena disminuye sus picos a la mitad de su valor.

Diagrama inferior:  se muestra el área de visión aproximada del alcance de la antena en espacios sin obstáculos (exteriores) para un dispositivo de poder inalámbrico estándar de 100mw, con una antena con el nivel de ganancia especificada, en ambos extremos.Vea además: alcance de los dispositivos Ubiquiti.

Ganancia de la antena. Alcance inalámbrico

Esta tabla es apenas una guía de referencia, en tanto que las condiciones de un sitio a otro pueden variar enormemente.  Acá se asume que no existen obstáculos entre los extremos de cada punto  (nada de árboles, construcciones o colinas). Cuando se agregan dichas obstrucciones, el alcance puede bajar dramáticamente. Por ejemplo, en un edificio de muros de concreto el alcance puede disminuirse entre 30 a 50m.

 Exteriores y edificios: vea además esta página de antenas dipolares.

El metal refleja la señal. Las casas modernas pueden tener aluminio en los soportes de los muros para cumplir con las reglamentaciones en caso de incendios, e igualmente el vidrio moderno puede tener contenido metálico.

Dicho lo anterior, como una regla general los dispositivos de WiFi de 802.11g, pueden ajustarse bastante bien a una casa, pero esto no está garantizado. Tenga en cuenta que si su antena de WiFi se ubica justo detrás de la caja de su computadora, está tendrá que atravesar un muro y dos laminas de acero.

Cobertura en interiores:  Recomendamos usar las antenas de 2dB de bajo poder y usar más repetidores inalámbricos distribuidos a cada 30 metros del área, para tener un cubrimiento apropiado.

Los portátiles solamente transmiten a 30 metros, así que no se obtendrá un mayor desempeño  al tener una antena de alta ganancia en un extremo cuando el portátil no puede mantener la señal a más de 30 metros.

Asegúrese de que todos los repetidores no se encuentran a más de 30 metros el uno del otro, para garantizar que los portátiles siempre puedan tener acceso a uno o dos repetidores.

Antenas - Cómo elegir la antena correcta / Directorio grafico de los tipos de antena

Más consejos sobre cómo encontrar la antena adecuada en nuestra tienda

• Todas las imágenes bajas se encuentran vinculadas a páginas detalladas con el tipo de antena especifico.
• La categoría de antenas del sitio de compras está dividida en una docena de sub-categorías de acuerdo al tipo de antena y conector.
• Cada listado de antenas se encuentra en dos sub-categorías basado en el tipo de antena y conector, para ayudarlo a encontrar rápidamente la mejor antena de acuerdo a sus necesidades.
• Para seleccionar una antena, por favor utilice las diferentes sub-categorías de la categoría de antenas, las cuales hacen más fácil el encontrar la antena que usted necesita.

Antenas direccionales: un mayor alcance en la dirección de interés (haz estrecho=mayor alcance)

• Las antenas direccionales aumentan la calidad del enlace mediante la concentración de la fuerza de la señal de la antena (diagrama de radiación) en la dirección de la señal de tráfico y la reducción de la interferencia de las señales no deseadas.
• Proporciona una calidad mucho mejor que un enlace patrón omni-direccional (360 º).
• Utilícelas únicamente cuando la señal proviene o es transmitida de una dirección particular (no cuando la dirección de la señal está en cambio constante, como cuando se está en un barco, o un coche, a menos que usted se pueda ajustar fácilmente a la antena).
• Las antenas direccionales ayudan a evitar la interferencia de trayectorias múltiples (que es causada por la reflexión de la señal en las superficies de metal). Muy importante en VRs y casas móviles, para apuntar directamente a la fuente de la señal.
• Antena cliente: cuando usted está alcanzando un punto de acceso específico (AP), apunte la antena direccional hacia este.
• Punto de acceso (AP) de Antena: si el AP está enviando la señal en una dirección determinada, utilice una antena direccional y apúntela hacia el cliente(s).

Antenas de Panel

Antenas de panel son las mejores para dos situaciones:

1. Si la señal de tráfico va generalmente en varias direcciones (ida y vuelta), y
2. Cuando el atractivo estético es importante. La mayoría pueden ser montadas en una pared plana, de modo que se mimetizan y no interfieren cosméticamente con el entorno.

Antenas de panel dirigen la señal en frente de la antena, con un ancho de haz de aproximadamente 120 grados horizontalmente.

Vea nuestra selección de antenas de panel

Antenas YAGI

Antenas YAGI son más específicamente direccionales que las antenas de panel y se utilizan para punto a punto, o para extender el alcance de un punto a múltiples puntos del sistema.

La intensidad de la señal es excelente y en las circunstancias adecuadas puede enviar t recibir señales de varios kilómetros.

Las Yagis no son tan poderosas como las antenas de rejilla (inferior), pero tienen las siguientes ventajas:

·         Más atractivas a nivel cosmético.

·         Fáciles de instalar y al ser más ligeras se pueden transportar y enviar fácilmente.

·         Debido a que no son tan precisas como las antenas de rejilla, son más fáciles a al hora de encontrar señales especificas.

·         Construidas para trabajo pesado y uso externo en cualquier clase de clima.

Vea nuestras antenas Yagi de 18dBi,16dBi, 8dBi

Antenas de rejilla: enlaces punto a punto

Antenas de rejilla parabólica o antenas de disco:  El tipo de antena de mayor rango:  

Enfoca la energía a un punto central y el haz de señal del dispositivo WiFi a un área muy específica.

Es la antena perfecta para enviar su señal a una distancia muy alejada.

Como la ganancia de antena aumenta, el patrón de radiación de la señal de la antena se hace más estrecho haciendo que la antena deba dirigirse con precisión.

Las antenas parabólicas son de uso frecuente para un sistema punto a punto para sistemas de larga distancia.

Antenas Omnidireccionales (dipolo, etc)

·         Lo más grande no es siempre mejor: la elección óptima de la antena dipolo está determinada por las posiciones relativas del punto de acceso, los clientes, y el alcance.

·         las antenas omnidireccionales pueden recoger señales perdidas de "interferencia" que pueden degradar el rendimiento. Para enviar y recibir una señal en una dirección particular, use una antena direccional.

·         Puntos clave

o    2dbi - Es la mejor para un posicionamiento relativo en diferentes alturas: tales como distintos pisos de un edificio.

o    5dbi - Si desea enviar su señal a través de unos cuanto niveles de un edificio, un dipolo de 5dBi es más recomendable.

o    7dbi - Equilibrio óptimo entre alcance y elevación.

o    9dbi - La mejor para largas distancias y si el punto de acceso y el cliente están en la misma elevación (plano horizontal)

El extremo receptor debe estar en la onda de la ruta de la antena: 

Inferior: patrón de dipolo ondulado de 2dBi, 5dbi, 7dBi, 9dbi.

Arriba: una antena 9dB se puede considerar para 4 a 5 veces la distancia de la antena 2dB, pero sólo puede ser vista dentro 5 pies de su trayectoria de haz horizontal.Piense en el patrón de radiación inalámbrica como una rosquilla gorda con la antena que sobresale a través del centro de la rosquilla. A medida que se incrementa la ganancia la rosquilla empieza a aplanarse significativamente, hasta el punto en el que se tendrá una rosquilla tan plana que se asemeje a un CD: Redonda pero muy plana y no podrá encontrar nada por encima o por debajo de su trayectoria.A la derecha: Diagrama de radiación antena omnidireccional 2dB a la derecha (patrón inferior en la imagen)

o    Una antena omnidireccional de ganancia mínima (2 dB) como esta proporciona una fuerte señal en todas las direcciones.

o    Diseñado para redes malladas de rango corto alcanza todas las zonas, dentro de su rango.

o    Si se encuentra en un edificio y necesita un cubrimiento en las habitaciones a su alrededor, usted encontrará una mejor opción en una antena dipolo 2dBi, en tanto que ésta tiene una cubrimiento semejante en todas las direcciones.

o    El diagrama inferior muestra el patrón de radiación de una antena dipolo omnidireccional de 2dBi (con polarización vertical):

Este diagrama muestra la relación entre los planos E y H para una polarización vertical de una antena de dipolo omni-direccional. Este es el tipo usado en los sistemas de repetidores inalámbricos y está previsto para las redes de malla corto alcance y alcanza todos los lugares dentro de su rango.

La polarización de la antena inalámbrica es la orientación de la señal inalámbrica. Puede ser vertical, horizontal, circular o combinaciones de estas.

El plano E y plano H-son planos de referencia para la antena de polarización lineal.

dBi dB, dBm (mW): definido y explicado
dBi  dB(isotrópico):  la ganancia proporcional de una antena comparada con la antena isotrópica hipotética, que uniformemente distribuye la energía en todas las direcciones. La polarización lineal del campo electromagnético se asume a menos de que se especifique de otra manera.

dBm  dB(mW): la energía relativa a un milivatio. Cuando se usa en trabajo auditivito el milivatio es referenciado como una carga de 600 ohm, con el voltaje resultante siendo de 0.775 voltios. Al ser usado en un campo de radio de 2 vías, dB es referenciado como una carga de 50 ohm, con un voltaje resultante de 0.224 volts. Existen ocasiones en que las hojas de especificaciones pueden mostrar el voltaje y el nivel de energía, por ejemplo: 120 dBm = 0.224 micro voltios.

“dBm” se usa para hacer una comparación frente a vatios. No existe una correlación directa entre vatios y dBi.

El término “dB” no es una referencia, sino un método y un estándar de medida. Los dB deben ser usados contra un estándar, por tanto “dBm” se usa para hacer una comparación frente a vatios.
[tab:Potencia de dBm]El aumento de dBm de una antena resulta en incremento del poder de efecto multiplicador:  Añadir una antena multiplica el poder del dispositivo WiFi:

La tabla a continuación muestra el múltiplo de aumento en la potencia que resulta de un pequeño incremento en dBm: