ANTENAS CELULARES
Banda. Frecuencia en la que opera una antena, ejem. 800 mhz, 1200 mhz, 1900 mhz, etc. Las frecuencias viajan por el aire en forma de ondas electromagneticas y mientras no existan interferencias como sierra, cerros, posos, etc. Pueden llegar hasta a 50 km de las antenas emisoras, después de esto se debilitan
GSM. Global Sistem for Mobile comunications. (Sistema Global para las comunicaciones Móviles), es el sistema de teléfono móvil digital más utilizado.
3G. La telefonía móvil 3G se refiere a la tercera generación de telefonía móvil.
La telefonía 3G permite, además de la transferencia voz, la transferencia de datos, lo que permite descargar programas, enviar y recibir e-mail y enviar mensajes de texto instantáneos (SMS), entre otras cosas.
CDMA. Code Division Multiple Acces. Acceso múltiple de división de código. Norma de transmisión de datos a través de teléfonos celulares.
TDMA. Time Division Multiple Acces. es una tecnología inalámbrica de segunda generación, que distribuye las unidades de información en ranuras alternas de tiempo, dando acceso múltiple a un número reducido de frecuencias. TDMA permite dar servicios de alta calidad de voz y datos.
iDEN. Integrated Digital Enhanced Network. es una tecnología inalámbrica desarrollada por Motorola en 1994, proporciona a los usuarios múltiples servicios en un único e integrado sistema de comunicaciones móviles. Su principal característica radica la comunicación directa que permite pulsar un botón para poder establecer una llamada o conferencia con los usuarios del sistema, algunos terminales incluyen características GPS (Global Positioning System), muchas de las cuales dependen de la capacidad de la red; Motorola es quien provee tanto la infraestructura como los terminales móviles de esta tecnología. Nextel!
Antena. Es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.
Site, tambien conocidos como nodos. Es la antena que provee del servicio celular, ya sea Movistar, Nextel, Personal, Claro, etc. Estas antenas proveen señal celular desde 5 km diametrales hasta 50 km radiales, la cobertura depende de la capacidad de la antena y del tipo de terreno en donde esten instaladas, lo ideal es cuando no existen obstrucciones como sierra, cerros, posos, etc.
Las Antenas de una sola banda captan señal de una sola frecuencia y son direccionales, solo reciben la señal de un solo punto, generalmente son las antenas Yagi que están diseñadas para captar las ondas de frecuencia justo como viajan en el aire.
Es mucho mas fácil captar las señales que viajan en frecuencias bajas como 800 MHz, ya que el ancho de banda en el que viajan es mas espaciado y mas grande como la banda de AM en el radio convencional, por esta razón llega mas lejos, de aquí los teléfonos TIPs rurales y los teléfonos digitales que tienen mucho mejor recepción que los nuevos GSM 3G
Las antenas Yagi son las mas potentes, ya que captan la señal tal y como viaja y además se apuntan directamente al punto de donde viene la señal, es como apuntar un rifle de alta precisión, es mucho mas fácil dar en el blanco que con una escopeta.
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Una antena Doble Banda opera en dos frecuencias al mismo tiempo, podríamos usar la misma antena para 800 MHz y para 1900 MHz. Estas antenas son generalmente las móviles o las antenas de 1 solo elemento, tienen mucho menor ganancia y son omnidireccionales ya que captan la señal de donde venga. Cuando el problema de señal no es tan grave recomendamos el uso de este tipo de antenas, ya que no hay que orientarlas y son mucho mas estéticas
Las antenas tri banda operan en tres frecuencias al mismo tiempo, estas antenas funcionan para cualquier compañía celular, son generalmente antenas Panel o antenas móviles, la ganancia es mayor que la antenas móviles aunque menor que las yagi, en el caso de las antenas Panel son direccionales, ya que hay que apuntarlas al área de donde viene la señal, auque no hay que ser tan precisos, regresando al ejemplo del rifle, esta antena sería la escopeta. Y también se usan para repetir la señal cunado usamos amplificadores.
FUNCIONAMIENTO DE LAS ANTENAS CELULARES
Las antenas proveedoras de servicio emiten la señal celular omnidireccionalmente o diametralmente, esto quiere decir que emiten la señal hacia todos lados en forma de círculos partiendo del centro de la antena. Existen diferentes tipos de antenas que proveen servicio desde 5 km diametrales hasta 50 km radiales o 100 km diametrales. Las señales que emiten estas antenas pueden ser de diferentes frecuencias, dependiendo del tipo de servicio que proporcionen o de la compañía de celulares que la maneje. Para pasar a lo siguiente requiero explicarles como se mide la intensidad de señal emitida por las Antenas.
(dB) El Decibel.
A la unidad de potencia acústica se le denomina: DECIBEL, un decibel ( db ) es el cambio mínimo apreciable en la intensidad audible de dos sonidos. La intensidad máxima (potencia relativa) que el oído humano puede tolerar, sin causar dolor, es de unos 10 -4 W/cm², que corresponde a un nivel de intensidad acústica de 130 decibeles.
Veamos a continuación algunos ruidos y su intensidad:
Umbral de la sensación sonora: 0 db
Murmullo de la brisa en la hierba: 10 db
Conversación en voz baja: 20 db
Cuando los decibeles se encuentran precedidos por el signo de menos ( – ) puede significar:
1. Corresponden a la medida de un sonido de intensidad menor al nivel mínimo audible, esto es igual a cero decibeles. 2. Cuando un sonido pasa de -20 a -5 db, se dice que hubo una ganancia de 15 decibeles, el mismo resultado daría al aumentar de 65 a 80 decibeles una intensidad acústica.
Con lo anterior quiero dar una idea de cómo se mide la cantidad de señal emitida por un Site o Nodo. Cuando estamos frente a una antena Site emisora de señal celular a través de frecuencias o bandas electromagnéticas estamos a 0dB, como mencionamos en los párrafos anteriores tenemos intensidad de ruido que no es audible, aunque este ruido si es detectado por los celulares o tarjetas de datos, así como radios. Entre mas nos alejamos de esta antena menor cantidad de ruido o señal recibimos en nuestro teléfono celular. Como les comente anteriormente una antena grande emite hasta 50 km de distancia la señal y después se debilita, asi que si estamos a 50 km de ella la cantidad de señal en dB recibida por nuestro teléfono celular es de -89 dB aprox. Ya después de los 85dB ya no tenemos buena señal, el celular estará en una barrita y esporádicamente se quedara sin señal, y ya pasando los -89 dB de plano estaremos sin servicio
Ahora veamos como funcionan las antenas celulares. Y para esto vean la siguiente tabla de potencia de cada antena.
| Antena Móvil magnética doble banda | 8.5 dB 800 900MHz 9 dB 1850 ? 1900 MHz |
| Antena Yagi uni banda 1900 MHz | 15 dB |
| Antena Yagi uni banda 800 MHz | 15dB |
| Antena Panel tri banda | 10 dB 800 960 / 12db 1710 2500 MHz |
Ejemplo.
Estamos parados exactamente a 50 km de la antena emisora de señal de GSM 1900 MHz y tenemos una marca de -87 dB, ya no se escucha bien, la llamada esta robotizada y en algunos casos se corta la comunicación, aquí vamos a usar una antena móvil doble banda que en la frecuencia de 1900 MHz me da una ganancia de 6.12 dB, entonces hacemos el siguiente calculo.
-87 dB + 6.12 dB = – 80.88 dB
Con esto ya nos daría la suficiente ganancia de señal como para que no se corte la llamada y se escuche bien. Puedes hacer el mismo ejercicio con una antena yagio fija, las cuales existen de hasta 18 dB de ganancia, asi que imagina un lugar que este a -100 dB y el celular no capta absolutamente nada de señal.
-100 dB + 18 dB = -82 dB
Igual ya tendríamos señal y podríamos hablar tranquilamente.
Algo muy importante que hay que tomar en cuenta es que además de poner atención en la ganancia de la antena debemos calcular la perdida de señal que nos generará el uso de cable y conectores, ya que cada metro de cable nos quita decimales de señal, ya en una extensión de 10 mts. tendríamos algunos decibeles de perdida
Ejemplo.
Antena Yagi 18 dB ganancia + Conector N – .5 dB de perdida + 10 mts. de cable RG58 -8 dB de perdida de señal, en este caso solo tendríamos 9.5 dB de ganancia. E aquí la importancia de usar amplificadores de señal celular.
Amplificador Celular. Los amplificadores extienden el servicio celular en áreas de poco alcance amplificando las señales de recepción y trasmisión. Los amplificadores reducen los problemas con las señales de baja intensidad y las llamadas interrumpidas, mejorando la calidad de vos y el rango de servicio. Estos amplificadores multi modo están diseñados para ofrecer una solución efectiva en costos para usos en instalaciones móviles y en edificios. Los amplificadores están diseñados para trabajar con una variedad de teléfonos celulares, tarjetas de datos celulares, adaptadores de antena, soportes y sistemas de manos libres en aplicaciones fijas y móviles.
Los amplificadores son compatibles con redes y aumentan la satisfacción de los usuarios de teléfonos celulares o tarjetas de datos celulares sin comprometer la operación del sistema celular.
Ahora veamos algunos modelos de amplificadores para hacer los cálculos de ganancia de señal.
| Amplificador conexión directa doble banda | 26 dB |
| Amplificador movil inalambrico doble banda | 40 dB |
| Amplificador Fijo de medio poder | 50 dB |
| Amplificador fijo de alto poder | 70 dB |
Imaginemos que estamos en el punto de -110 dB, que deben ser a unos 60 Km de distancia del Site, esto si no tuviéramos interferencias. Y usaremos una antena móvil con un amplificador de conexión directa.
Antena móvil 6.12 dB + Amplificador 26 dB ? cables y conectores -8 dB Ganancia 24.12 dB
-110 dB + 24.12 dB = -85.88 dB
Esto nos daría la suficiente señal para hablar sin problemas a varios kilómetros del punto donde se corto la señal en un celular normal.
AHORA EXPLICARE UNO DE LOS PUNTOS MAS DELICADOS A TOMAR EN CUENTA CUANDO SE TRABAJAN CON ESTOS EQUIPOS.
Es muy importante que para usar un amplificador lo alimentemos de buena señal, ya que si lo alimentamos con una señal defectuosa que se corta o tiene ruido, entonces eso mismo amplificaremos y trasmitiremos al celular o celulares. Les comente con anterioridad que podíamos hacer cálculos matemáticos para determinar la cantidad de decíbeles que lograremos con un amplificador y realmente lo que nos de del calculo es lo que obtendremos, solo que si esta señal tiene ruido, la amplificaremos con todo y ruido. Para explicarme un poco mejor. Si la antena exterior no capta absolutamente nada de señal, entonces no amplificaremos nada.
Ejemplo.
Si estamos a -127 dB del Site o antena emisora no podremos bajar esta señal con nada, ya que ninguna antena yagi me da mas de 18 dB de ganancia, si aquí agregamos un amplificador directo de 26 dB para ayudar como en el ejercicio anterior con una ganancia de 24.12 tendría como resultado -102 dB, aunque llegar a tener -89 dB y se escuchara algo, esta señal traería ruido y cortes y no nos serviría para el amplificador de alto poder.
Es muy común que en áreas conflictivas sin cobertura existan algunos puntos donde encontremos señal con las antena Yagi, aunque esta señal no sea captada por el celular, en otros casos encontramos rebotes de señal en los cerros, y muy comúnmente encontramos la señal a varios metros de altura, de aquí el uso de las torres de comunicaciones. Para este tipo de estudios requiere del apoyo de un especialista, le recomiendo que visite nuestro Eshop.
Autor: RADIAC SOLUCIONES