Alcance y Patrones de Radiación de Antenas

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 de 100 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.

dBi dB; dBm (mW): definido y explicado

dBi (Decibel isotrópico): dBi mide la ganancia de una antena en decibelios en comparación con una antena isotrópica. 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 (Decibel miliWatt): dBm mide la potencia absoluta en relación con 1 milivatio (mW). Es una forma de expresar la potencia en decibelios con referencia a 1 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.

Diferencia entre dBi y dBm:

dBi está relacionado con la ganancia de la antena y no implica una medición de potencia directamente.

dBm mide la potencia real que se entrega a un sistema, por lo general desde un transmisor o amplificador.

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.

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.

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:

Conversión de dBm a Watt

Al actualizar su antena, con sólo un pequeño incremento en dBm, se tiene un impacto enorme sobre el alcance del dispositivo:

Tabla de incremento de la potencia al incrementar los dB en diferentes cantidades