longitud de onda para antena wireless (teoría)

[zydas]

LONGITUD DE ONDA PARA ANTENA WIRELESS


En muchos post se indica como construir las antenas, te ponen las medidas, material, unas pocas fotos y a funcionar. Llegas tú la montas con los materiales que encuentras y te va de pena la antena. Así que te preguntas el porqué no te funciona o si los materiales no son los adecuados. Pero el problema es otro, no solo la antena.

Para inicar el tema, un poco de teoría:

La luz, ondas de radio, microondas, etc  son todas iguales, sólo las diferencian su frecuencia (color).

La velocidad de estas ondas electromagéticas es una constante (300.000Km/s aprox.), si un objeto en movimiento emite ondas, no se pueden sumar o restar sus velocidades, sólo se modifica su frecuencia (efecto doppler).Nada viaja más rápido que la luz

Como anécdota la luz del sol (ondas electromagneticas) tardan en llegar a la tierra 8 minutos. Así cuando vemos el sol no vemos donde está, sino donde estaba hace 8 minutos.

Para los enlaces, a media y larga distancia  hay que decir que la señal se difumina en una superficie cada vez mayor a medida que avanza, la señal por unidad de área disminuye según el cuadrado de la distancia, o lo que es lo mismo, la señal disminuye cuadráticamente  con la distancia, al igual que ocurre con una bombilla (antena omnidireccional) o linterna (antena direccional) cuanto más lejos estamos menos luz recibimos.

Las ondas electromagnéticasse comportan como ondas por su forma de propagarse y como partícula ya que produce efectos en la materia (calor, electricidad, etc)

Las ondas electromagnéticas tienen una frecuencia  y un periodo, el periodo es la longitud de la onda.

¿De dónde salen esas medidas en las antenas?

Usando esta simple fórmula.

f x ^ = c

c = Velociad de la luz = 299.792.458 m/s
f = frecuencia (Herzios)
^ = longitud de onda (metros)
y despejando la longitud de onda ^

^ = c / f

Tenemos que dividiendo la velociad de la luz (constante) entre la frecuencia obtenemos la longitud de onda.

Las frecuencias wireless que son las que nos ocupan estan entre el canal 1 y canal 13

f(1) = 2.412.000.000 Hz------->frecuencia del canal 1 (inicio de la banda)

f(6) = 2.437.000.000 Hz------->frecuencia del canal 6 (mitad del ancho de banda)

f(13)= 2.472.000.000 Hz------->frecuencia del canal 13 (final de la banda)


Ahora vamos a ver cuanto miden las ondas wireless usando la fórmula ^ = c / f.

Canal 1    ^(1) = 299.792.458 / 2.412.000.000 =0,12429 metros = 124,29 mm 

Canal 6    ^(6) = 299.792.458 / 2.437.000.000 =0,12301 metros = 123,01 mm 

Canal 13   ^(13)= 299.792.458 / 2.472.000.000 =0,12127 metros = 121,27 mm 

Nosotros para el calculo de la antena vamos a utilizar el canal 6 que está en la mitad del ancho de banda.

^ = 123,01 mm

Pero, para el cálculo de la antena debemos usar la mitad y un cuarto de la longitud de onda

^/2 = 123,01 /2 = 61,50 mm

^/4 = 123,01 /4 = 30,75 mm

¡Coño! mira por dónde aparecen unas medidas que son muy usadas en la construcción de antenas wireless.

Pero estas medidas son para antenas y lineas de transmisión ideales, en realidad la longitud de onda para el diseño de antenas es más pequeña.

La práctica ha demostrado que para el diseño de antenas, la longitud de onda es de un 95% mas pequeña (1 mm) si además le añadimos el efecto de puntas en los dipolos de media onda (antenas de rejilla) la longitud se reduce aún más (1 mm). por lo que la antena se reduce 2 mm.

Así que en la práctica la longitud de onda wireless es de 28 mm más o menos.

Aquí tenemos el dipolo una antena comercial (stella doradus) de 19db de la página zero13



Podemos comprobar la medida de 28 mm  del  dipolo en la antena comercial, la medida de 40 mm es el balum.

El balum es para adaptar la impedancia de 50 ohmios de nuestro emisor wireless a la antena, es decir que la antena tiene que tener 50 ohmios, si no es así tendremos ondas estacionarias, se reduciría el RX y TX y podríamos estropear el transmisor.

Pero esto es otro tema.

Un saludo