Este documento describe las microondas, antenas y la zona de Fresnel. Explica que las microondas son ondas electromagnéticas de longitud de onda corta que se utilizan comúnmente en comunicaciones inalámbricas. Detalla el funcionamiento de las antenas para transmitir y recibir estas señales de microondas y define la zona de Fresnel como el área alrededor de una antena donde los obstáculos pueden interferir con la transmisión.

1. Microondas, Antenas ,
Trasmisión y Zona de
Fresnel

2.  El IEEE (The Institute of Electrical and
Electronics Engineers, el Instituto de
Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, una
asociación técnico-profesional mundial
dedicada a la estandarización, entre otras
cosas). Define una Antena como aquella parte
de un sistema transmisor o receptor diseñada
específicamente para radiar o recibir ondas
electromagnéticas.

3.  La misión de una Antena es radiar la potencia
que se le suministra con las características de
direccionalidad adecuadas a la aplicación.

4.  La intensidad de radiación es la potencia
radiada por unidad de ángulo sólido en una
determinada dirección.

5.  Un diagrama de radiación es una representación gráfica de las
propiedades de radiación de la antena, en función de las
distintas direcciones del espacio, a una distancia fija.

6.  La directividad D de una antena se define como la
relación entre la densidad de potencia radiada en una
dirección, a una distancia dada, y la densidad de
potencia que radiaría a esa misma distancia una
antena isótropa que radiase la misma potencia que la
antena

7.  Una antena capta de una onda incidente sobre
ella, parte de la potencia que transporta y la
transfiere al receptor.

8.  La antena extrae potencia del frente de onda
incidente, por lo que presenta una cierta área de
captación o área efectiva
Aef=Pl /r
 Aef=areaefectiva
 PI=3.1416
 R=radio

9.  La vibración o frecuencia de resonancia de una
antena es comparable a la vibración de una
cuerda o varilla

10.  La alimentación del emisor a la antena y de la
antena al receptor, se hace en un vientre de
intensidad.

11.  En las antenas verticales la radiación o
captación de ondas directas y reflejadas, es la
misma en todos los sentidos.
 En las antenas horizontales, la combinación de
ondas directas y reflejadas no es la misma Se
trata de una antena direccional.

12.  Se utilizan cuando el nivel de la señal es
demasiado elevado y existe peligro de bloqueo
o saturación de la imagen.

13. Una onda electromagnética es una
perturbación del campo eléctrico y magnético
que se propaga en cierta dirección a lo largo
del tiempo.
Las microondas son ondas electromagnéticas
igual que las de radio, pero de longitud de
onda mucho más pequeña. Son ondas de radio
de alta frecuencia y por consiguiente de
longitud de onda muy corta.

14. Las microondas están situadas
entre los rayos infrarrojos
(cuya frecuencia es mayor) y
las ondas de radio
convencionales.

15. Su longitud de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm.

16. El rango de las microondas incluye las bandas
de radiofrecuencia de UHF (0.3-3 GHz), SHF
(3-30 GHz) y EHF (30-300 GHz).

17.  Se reflejan fuertemente en el agua y en
estructuras metálicas.
 No son reflejadas en la ionosfera como sucede
con las señales a baja frecuencia.
 Al trabajar a frecuencias de microondas se
cuenta con mayor ancho de banda, debido a
que el espectro de 300 MHz y 300 GHz tiene
miles de canales.
 La fase de las señales de microondas varía
rápidamente con la distancia.

18. Tienen muchas aplicaciones: radio y televisión,
radares, meteorología, comunicaciones vía
satélite, medición de distancias, investigación
de las propiedades de la materia o cocinado de
alimentos.
Se usan en comunicaciones (WIFI, Bluetooth,
telefonía móvil, TV…) , sensores (radares,
telescopios…) y navegación (GPS) y algunas
otras aplicaciones puntuales.

19. En telecomunicaciones, las microondas
son usadas en radiodifusión, ya que estas
pasan fácilmente a través de la atmósfera
con menos interferencia que otras
longitudes de onda mayores. También hay
más ancho de banda en el espectro de
microondas que en el resto del espectro
de radio.

20. Área en donde se difunde una onda luego de ser
emitida por una antena.
Mientras menos obstáculos haya en esta área,
mejor será transmitida la onda. En los sistemas
inalámbricos que se manejan en la frecuencia de
2.4 GHz, la zona Fresnel es muy importante, pues
debe mantenerse limpia de obstáculos que
detengan la señal. Por ejemplo, los árboles suelen
detener mucho más esas señales que las paredes, por
su alto contenido en agua.

21. Lo ideal es que la zona de Fresnel no este obstruida, pero normalmente es
suficiente despejar el 60% del radio de la zona para así tener un enlace
satisfactorio.

22. La Zona de Fresnel es la altura ideal(radio) en la cual se deben posicionar
el NODO para poder realizar un enlace confiable dependiendo de la
frecuencia y la distancia:
La constante de Fresnel establece lo siguiente:
* r = radio en metros
* D = distancia total del enlace en kilómetros
* f = frecuencia del enlace en GHz (2.4, 5.8Ghz, etc.)

23. De esta manera, para un simple enlace de 3km, aplicando la fórmula,
necesitaremos un radio de 9.68mts, por lo que el NODO y el CPE se deberían
encontrar al menos a 10mts de altura. En el caso de que la altura del nodo sea
significativamente mayor (40mts por ejemplo) necesitaremos menor altura en
el CPE para poder realizar el radioenlace.

24. En el ejemplo 2 y 3 de la imagen
anterior, notamos obstáculos de
por medio, por lo que el radio de
9.68mts calculado será a partir
del obstáculo mas alto de por
medio. Ej.: Si en nuestra línea de
visión se encuentra un árbol de
5mts de altura, las distancias
ideal para nuestro radioenlace
será de 5mts + 9.68mts =
14.68mts.
Les recuerdo que estos cálculos
son todos para conexiones
ideales, se estima que con
respetar el radio de Fresnel en al
menos un 66% se puede lograr
un enlace estable. Convirtiendo
los 9.68mts en 6.4mts y la altura
con un obstáculo de 5mts de
14.68 en 9.7mts aprox.

25.  Practica Zona de Fresnel
 Identificación de Antenas