Enlace Microondas

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Presupuesto de potencia de enlace
Es el cálculo de ganancias y pérdidas desde el radio transmisor, a través de cables, conectores y espacio libre hasta el receptor.

Elementos del presupuesto de enlace
1. El lado de Transmisión con potencia efectiva de transmisión. 2. Pérdidas en la propagación. 3. El lado de Recepción con sensibilidad efectiva receptiva.

Figura 1: Trayectoriacompleta entre el transmisor y el receptor  Debe realizarse el cálculo del presupuesto tanto en el sentido transmisor-receptor como en el sentido inverso para asegurarnos que el enlace se puede establecer efectivamente.

Potencia de Transmisión (Tx)
 La potencia de transmisión es la potencia de salida del radio.

Pérdidas en el cable
 Dependen del tipo de cable, la frecuencia de operación y lalongitud de cable a utilizar. Tipo de cable Pérdidas [dB/100m] RG 58 100 RG 213 50 LMR-200 50 LMR-400 22 Aircom plus 22 LMR-600 14 Flexline de 1/2” 12 Flexline de 7/8” 6,6 C2FCP 21 Heliax de ½ “ 12 Heliax de 7/8” 7 Tabla 1: Valores típicos de pérdida en los cables para 2,4GHz.

Pérdidas en los conectores
 En promedio, esta pérdida es de 0,5 dB por conector.

Amplificadores
  Se utilizanpara compensar la pérdida en los cables, o cuando no exista otra manera de cumplir con el presupuesto de potencia. Normalmente se deben escoger adecuadamente las antenas y una alta sensibilidad del receptor para evitar utilizar los amplificadores ya que aumentan los costos y deterioran S/N.

Ing. Luis Fernando Asela Mariño

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Ganancia de antena
   Depende de las antenas utilizadas parala aplicación. Se puede expresar en dBi o dBd, las cuales se relacionan así: dBi = dBd + 2,14dB. Dependiendo de la instalación esta ganancia se puede deteriorar(inclinación, polarización, objetos metálicos adyacentes).

Pérdidas en el espacio libre
  La Pérdida en el Espacio libre (Lfs), mide la potencia que se pierde en el mismo sin ninguna clase de obstáculo. El cálculo de las pérdidas delespacio libre se puede obtener a partir de la siguiente ecuación:

PR =  P G G 16 r
2 T T 2 2

R

PR: Potencia entregada al receptor en Vatios GT: Ganancia del transmisor GR: Ganancia del receptor

P P

R T

es una ganancia, en este caso, pérdida o atenuación del espacio libre (Path Loss)

P P

R T

=

GG 16 r
2 T 2 2

R

=

 c    4fd  G G   
T

2

RNOTA: r, realmente es la distancia al receptor, esto es, d

La ganancia está dada por:

  c 1   20 log 1  20 log 10 log PR  20 log  (dBi )  GR (dBi ) 3 6  4  d (km) f ( MHz) GT PT  10 10 
10 log PR  32.44  20 log d (km)  20 log f ( MHz)  GT (dBi )  GR (dBi )

P

T

En otras palabras la pérdida está dada por:

10 log

P P

T R

 Lfs  32.44  20 log d (km) 20 log f ( MHz)  GT (dBi )  G R (dBi )

Ejemplo: Un transmisor tiene una salida de potencia de 150W a una frecuencia de portadora de
325MHz. Se conecta a una antena con una ganancia de 12 dBi. La antena receptora se ubica a 10km y tiene ganancia de 5dBi. Calcule la potencia entregada al receptor. Suponga que no hay pérdidas o desacoplamientos en el sistema. Lfs = 32,44 dB + 20log10 +20log325– 12dBi – 5dBi = 85,7dB

Ing. Luis Fernando Asela Mariño

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10 log PT  85,7dB  PR  404nW

P

R

Ejemplo: En una red inalámbrica a 2.4 GHz, si hacemos los cálculos de Lfs, se pierden 100 dB en el
primer kilómetro y la señal es reducida a 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Esto implica que un enlace de 2 km tiene una pérdida de 106 dB y a 4km tiene una pérdida de 112 dB,etc. Distancia [km] 915 MHz 2,4 GHz 5,8GHz 1 92 dB 100 dB 108 dB 10 112 dB 120 dB 128 dB 100 132 dB 140 dB 148 dB Tabla 2: Pérdidas en el espacio libre para diferentes distancias y frecuencias

Zona de Fresnel
Primera zona de Fresnel. El espacio alrededor del eje que contribuye a la transferencia de potencia desde la fuente hacia el receptor.

Figura 2: Zona de Fresnel    Lo ideal es que...