| Artículos | 01 OCT 2002

Tipos de antenas

Tags: Histórico
Martín Moncalvillo.
El principal reto para las comunidades wireless es crear antenas que lleven la comunicación más lejos. Los problemas son muchos y los aspectos a tener en cuenta algo complicados. Revelamos las claves en este artículo.

Las antenas son dispositivos utilizados para recoger y radiar ondas electromagnéticas. Lo que realmente hacen es adaptar las ondas guiadas (transmitidas por los conductores) a las que son propagadas por el espacio. Gracias a ellas es posible establecer reducidas redes locales o acceder a las mismas desde distancias cada vez mayores. El último récord español se ha establecido en 54 km.
Antes de definir sus tipologías, y para conocer mejor las características que ofrecen, hemos recogido la definición de sus valores esenciales. Puede consultar otros valores en el glosario.

Potencia
Para medir la potencia de las antenas se utiliza el mW (milivatio, milésima parte de un vatio), aunque a veces también se utiliza el vatio. Los decibelios que comparan una potencia con el milivatio se llaman dBm. En el cálculo se tiene en cuenta la impedancia (resistencia). En España la potencia máxima permitida para transmisión se sitúa en 100 mW. Más potencia requeriría la aprobación expresa del Consejo Nacional de Telecomunicaciones. Cuanto mayor sea la potencia de la antena, más lejos podrá emitir las ondas electromagnéticas; es decir, podrá trabajar a mayor distancia.

Ganancia
Para conocer este valor se suele tomar como referencia la radicación de una antena isotrópica imaginaria. Esta antena irradia potencia en todos los sentidos, de forma que el emisor queda en el centro de una esfera. De este modo, concentra menos potencia en un punto específico del espacio que una antena direccional. La ganancia significa las veces que la antena isotrópica debe multiplicar su potencia para hacer llegar igual potencia a un mismo punto que una direccional. Si necesita 8 veces su potencia diremos que la antena dispone de 9 dBi (decibelios isotrópicos). El valor final se extrae de una fórmula preestablecida. Puede que el fabricante utilice las unidades dBd. En este caso se toma como referencia una antena real (antenas con dipolo de media onda) que produce 1,6 veces más radiación que una antena isotrópica. En este caso, la ganancia sería menor, ya que la antena real con dipolo de media onda concentra más potencia que la isotrópica. La diferencia entre uno y otro valor ronda los 2 dB. Al igual que en el apartado de potencia, cuanta mayor sea la ganancia de la antena, a mayor distancia podremos utilizarla.

Tipos de antenas
Básicamente existen dos tipos de antenas: onmidireccionales y direccionales. Las antenas omnidireccionales se utilizan en puntos de acceso y tarjetas Wireless LAN debido a que tienen poco alcance (150 metros de media). Sin embargo, no es necesario orientarlas hacia el foco de la señal. Las podemos utilizar en espacios reducidos: oficinas, universidades o establecimientos. La señal se distribuye uniformemente hacia todas las direcciones y puede dar cobertura incluso a varias plantas. De todos modos, debemos saber que la señal está más limitada en el flanco superior e inferior (ver imagen), por lo que sólo podrá cubrir un número reducido de alturas, dependiendo de la potencia del punto de acceso.
Las antenas omnidireccionales también son utilizadas en las tarjetas PCI o PC Card o incluso en las CompactFlash, destinadas a equipos cliente. Su cobertura, al igual que en los puntos de acceso, es también limitada. La distancia al punto no debe superar, de media, los 150 metros dentro de un edificio. En zonas abiertas la distancia efectiva suele ser mucho mayor debido, sobre todo, a la ausencia de interferencias.
Las antenas direccionales son utilizadas para conectarse a un punto de acceso o receptor de la señal, a una distancia desde la que sería imposible conectarse mediante una antena omnidireccional. Estas antenas sí deben orientarse, dado que irradian la señal con una orientación limitada, pero pueden llegar mucho más lejos. El principal problema de las antenas es su conexión con la tarjeta del PC. La mayoría de las veces las tarjetas Wireless LAN no permiten la conexión de ningún cable, así que tendríamos que manipularlas con el riesgo de una posible avería. Trataremos este tema un poco más adelante.
Las antenas direccionales suelen reducir su eficacia entre los 8 y los 30 grados, frente a los 360 grados a los que puede irradiar una antena omnidireccional. De este modo, su orientación hacia el punto de acceso es crítica. Existen tipos muy diversos de antenas manufacturadas, pero la comunidad wireless destaca en este aspecto por publicar en Internet numerosos artículos y utilidades que explican cómo hacer una antena con materiales de lo más variopinto: tubos de PVC, botes de patatas o de conservas, etc. Aunque pueda parecer complicado, a veces se obtienen excelentes resultados con estas antenas artesanales. En cuanto a los tipos de antenas, hemos recogido las más comunes en el cuadro.
Para optimizar su uso deberíamos evitar obstáculos físicos, colocar las antenas en un sitio lo más despejado posible y utilizar cables que conserven lo mejor posible la señal. En último caso, podríamos reducir la velocidad de transmisión desde los 11 MB/s hasta los 5.5, 2 ó 1 MB/s.
En último lugar hacemos referencia a las antenas isotrópicas, que irradian la señal en forma de esfera, de forma que se mantienen en el centro de la misma. Se toman como valor de referencia teórica, ya que no existen.

La banda de los 2,4 GHz
La banda de los 2,4 GHz utilizada por dispositivos Wireless LAN es una banda que no requiere de licencias para su uso, con lo que, por ahora, podremos utilizarla libremente.
En cuanto a su idoneidad, este tipo de frecuencias se ven bastante afectadas por las edificaciones, así que en el caso de utilizar antenas omnidireccionales el paso de una planta superior a una inferior puede suponer una pérdida notable de la señal. En el caso de las antenas direccionales tendremos que habilitar la antena en el sitio más despejado posible. El tejado de un edificio sería idóneo, aunque también podría funcionar desde una altura media. Dependería de los edificios colindantes, de la cercanía al punto de acceso, de la potencia de las antenas, de su ganancia y sensibilidad, etc. Como valor a tener en cuenta, una distancia de más de 2 km con respecto al punto de acceso requeriría que la vista entre la antena direccional y el punto fuera directa.
La banda de radio de 2,4 GHz está dentro de la especificación UHF (Ultra High Frequency), que puede cubrir desde los 300 MHz hasta los 3 GHz. Otros dispositivos que operen en esta banda pueden llegar a producir interferencias (teléfonos móviles, otras redes wireless LAN...), por ello existen tecnologías de transmisión que evitan en la medida de lo posible estos inconvenientes: FHSS y DSSS

FHSS. Frequency Hopping Spread Spectrum
Espectro Extendido con Salto de Frecuencia. Procura fiabilidad de la conexión evitando interferencias, a la vez que permite la coexistencia con otros sistemas inalámbricos que trabajen en la misma frecuencia.
La banda utilizada en España, es de 2,457 a 2,462 GHz, y se divide como mínimo en 75 canales o saltos. De este modo, sólo se utiliza un canal a la vez. El marco legal obliga a ocupar cada canal como máximo 0,4 segundos (Consejo Nacional de Telecomunicaciones. Resolución 538-20-CONATEL-2000), pero los sistemas ac

Contenidos recomendados...

Comentar
Para comentar, es necesario iniciar sesión
Se muestran 0 comentarios
X

Uso de cookies

Esta web utiliza cookies técnicas, de personalización y análisis, propias y de terceros, para facilitarle la navegación de forma anónima y analizar estadísticas del uso de la web. Consideramos que si continúa navegando, acepta su uso. Obtener más información