61

Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e
Page 2: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

IntroduçãoIntrodução

Os sistemas de Comunicação sem Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual.mercado brasileiro atual.

A inserção de novas tecnologias A inserção de novas tecnologias como o WLL e o sistema Iridium, como o WLL e o sistema Iridium, bem como em um futuro bem bem como em um futuro bem próximo os sistemas PCS prometem próximo os sistemas PCS prometem aquecer nosso mercado ainda mais.aquecer nosso mercado ainda mais.

Page 3: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Definição de AntenasDefinição de Antenas

São dispositivos passivos que São dispositivos passivos que permitem:permitem:• Na transmissão: Na transmissão:

– transdução de corrente elétrica variável transdução de corrente elétrica variável no tempo em campo eletromagnético.no tempo em campo eletromagnético.

• Na recepção:Na recepção:– transdução de campo eletromagnético transdução de campo eletromagnético

em corrente elétrica variável no tempoem corrente elétrica variável no tempo

Page 4: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Circuitos equivalentes em TX e Circuitos equivalentes em TX e RXRX

* Expressões para antenas devidamente casadas

Page 5: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Parâmetros para Parâmetros para Especificação de uma Especificação de uma AntenaAntena

• Faixa de FreqüênciasFaixa de Freqüências• GanhoGanho• Abertura de FeixeAbertura de Feixe• PolarizaçãoPolarização• Potência Máxima de EntradaPotência Máxima de Entrada• DimensõesDimensões• Relação Frente-CostasRelação Frente-Costas• VSWRVSWR• Carga de VentoCarga de Vento• Etc...Etc...

Page 6: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Faixa de FreqüênciasFaixa de Freqüências Uma antena é projetada de acordo com Uma antena é projetada de acordo com

a faixa de freqüências dos sinais que por a faixa de freqüências dos sinais que por ela serão transmitidos e/ou recebidos.ela serão transmitidos e/ou recebidos.

Exemplos de alguns serviços móveis e Exemplos de alguns serviços móveis e suas respectivas faixas de freqüência :suas respectivas faixas de freqüência :• Telefonia Celular no Brasil (824 a 894 MHz)Telefonia Celular no Brasil (824 a 894 MHz)• Sistema Trunking no Brasil (900 MHz)Sistema Trunking no Brasil (900 MHz)

» Em alguns países (806 a 860 MHz)Em alguns países (806 a 860 MHz)• PCS (1800 MHz ou 1900 MHz)PCS (1800 MHz ou 1900 MHz)

» Dependendo do paísDependendo do país• WLL (3500 MHz)WLL (3500 MHz)

Page 7: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Bandas da Telefonia Móvel Celular :

Banda AFaixa de recepção : 824 - 835 / 845 - 846.5 MHzFaixa de transmissão : 869 - 880 / 890 - 891.5 MHz

Banda BEspectro de recepção : 835 - 845 / 846.5 - 849 MHzEspectro de transmissão : 880 - 890 / 891.5 - 894 MHz

Faixa de FreqüênciasFaixa de Freqüências

Page 8: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Conceito - Ganho de Conceito - Ganho de AntenaAntena Antenas são dispositivos passivos, portanto não Antenas são dispositivos passivos, portanto não

produzem potência.produzem potência. O ganho é um conceito estritamente relativo.O ganho é um conceito estritamente relativo. É a relação entre as potências irradiadas por uma É a relação entre as potências irradiadas por uma

antena qualquer e uma antena de referência, a uma antena qualquer e uma antena de referência, a uma dada direçãodada direção

O conceito de ganho é aplicado tanto para a O conceito de ganho é aplicado tanto para a transmissão quanto para a recepção.transmissão quanto para a recepção.

Regiões do diagrama de irradiação com maior Regiões do diagrama de irradiação com maior densidade de potência, e outras com densidades de densidade de potência, e outras com densidades de potência nulas ( diretividade ).potência nulas ( diretividade ).

ERP - Potência irradiada com referência ao dipolo - ERP - Potência irradiada com referência ao dipolo - [dBd][dBd]

EIRP - Potência irradiada com referência à antena EIRP - Potência irradiada com referência à antena isotrópica - [dBi ]isotrópica - [dBi ]

Page 9: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antenas de ReferênciaAntenas de Referência

Antena Isotrópica :

•Utilizada como referência nas freqüências de 1000 MHz e acima.

Dipolo de meia-onda :

•Utilizado como referência nas freqüências abaixo de 1000 MHz.

GDIPOLO = GISOTRÓPICA + 2,15 dB

Page 10: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Ilustração do GanhoIlustração do Ganho

Page 11: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Diagrama de IrradiaçãoDiagrama de Irradiação É a representação gráfica da equação que descreve a É a representação gráfica da equação que descreve a

irradiação da antena nos vários planos de interesse.irradiação da antena nos vários planos de interesse.• Plano H : É o plano horizontal ou azimutal.Plano H : É o plano horizontal ou azimutal.• Plano E : É o plano vertical ou de elevaçãoPlano E : É o plano vertical ou de elevação

Poder ser representado em coordenadas cartesianas ou Poder ser representado em coordenadas cartesianas ou polares.polares.• As coordenadas polares são mais usuais.As coordenadas polares são mais usuais.

Características de irradiação mais importantes mostradas Características de irradiação mais importantes mostradas pelo diagrama de irradiação da antena :pelo diagrama de irradiação da antena :• Lóbulo principal (diretividade) e lóbulos secundários (indesejados).Lóbulo principal (diretividade) e lóbulos secundários (indesejados).• Abertura de feixe ( indicada pelos pontos de -3 dB do lóbulo Abertura de feixe ( indicada pelos pontos de -3 dB do lóbulo

principal ).principal ).• Relação Frente-Costas.Relação Frente-Costas.• Pontos de irradiação mínima e pontos de nulo.Pontos de irradiação mínima e pontos de nulo.• Pontos de -6 dB, -10 dB do lóbulo principal,Pontos de -6 dB, -10 dB do lóbulo principal,

Page 12: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Diagrama de IrradiaçãoDiagrama de Irradiação

Page 13: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Classe de PotênciaClasse de Potência

As estruturas mecânicas de uma As estruturas mecânicas de uma antena são preparadas de acordo antena são preparadas de acordo com a classe de potência que as com a classe de potência que as mesma irão suportar. Desta forma, mesma irão suportar. Desta forma, antenas utilizadas em ambiente antenas utilizadas em ambiente Indoor trabalham com uma Indoor trabalham com uma potência menor e são menores que potência menor e são menores que as antenas Outdoor.as antenas Outdoor.

Page 14: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Indica a relação entre o nível do sinal na Indica a relação entre o nível do sinal na direção máxima de irradiação e o nível direção máxima de irradiação e o nível do sinal na direção oposta ao lóbulo do sinal na direção oposta ao lóbulo principal.principal.

Em ambientes desobstruídos possui Em ambientes desobstruídos possui valores típicos de 10 dB (antenas valores típicos de 10 dB (antenas setorizadas 120º).setorizadas 120º).

No ambiente rádio-móvel o valor diminui No ambiente rádio-móvel o valor diminui devido à presença de obstáculos.devido à presença de obstáculos.

Relação Frente CostasRelação Frente Costas

Page 15: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Relação Frente CostasRelação Frente Costas

Page 16: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

• Costuma-se especificar uma largura de faixa dentro da qual o coeficiente de onda estacionária - VSWR - na linha fique limitado a um valor máximo admitido.

VSWRVSWR

Page 17: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Aplicações em Sistemas Aplicações em Sistemas MóveisMóveis

As antenas podem possuir diversas As antenas podem possuir diversas configurações e formatos, visando configurações e formatos, visando atender às necessidades de atender às necessidades de performance exigidas pelos sistemas performance exigidas pelos sistemas em que serão utilizadas.em que serão utilizadas.

Para as comunicações móveis podemos Para as comunicações móveis podemos citar dois grupos básicos de antenas :citar dois grupos básicos de antenas :• Antenas IndoorAntenas Indoor• Antenas OutdoorAntenas Outdoor

Page 18: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Tipos de Antenas IndoorTipos de Antenas Indoor

Antena OmnidirecionalAntena Omnidirecional Antena BidirecionalAntena Bidirecional Antena de CantoAntena de Canto Antena PainelAntena Painel Antena YagiAntena Yagi Antena Log-periódicaAntena Log-periódica

Page 19: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antenas para Comunicações Antenas para Comunicações MóveisMóveis

A diferenciação entre estas antenas A diferenciação entre estas antenas está relacionada basicamente com:está relacionada basicamente com:• O diagrama de irradiaçãoO diagrama de irradiação• A faixa de freqüências de operaçãoA faixa de freqüências de operação• A classe de potênciaA classe de potência• DiretividadeDiretividade

Page 20: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Omnidirecional Antena Omnidirecional IndoorIndoor

Possui como elemento transdutor Possui como elemento transdutor um monopolo vertical.um monopolo vertical.

É geralmente utilizada em É geralmente utilizada em ambientes internos com ambientes internos com dimensões simétricas a partir de dimensões simétricas a partir de um ponto central (local instalação).um ponto central (local instalação).

» Ganho aproximado = 1,5 dBiGanho aproximado = 1,5 dBi

Page 21: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Omnidirecional Antena Omnidirecional IndoorIndoor

Page 22: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Bidirecional IndoorAntena Bidirecional Indoor

Utilizada para prover cobertura de Utilizada para prover cobertura de sinal em ambientes cujas sinal em ambientes cujas dimensões se assemelhem a dimensões se assemelhem a corredores.corredores.

Seu elemento irradiante é o Seu elemento irradiante é o monopolo vertical.monopolo vertical.

» Ganho aproximado = 2 dBi Ganho aproximado = 2 dBi

Page 23: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Bidirecional IndoorAntena Bidirecional Indoor

Page 24: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena de Canto IndoorAntena de Canto Indoor

Possui um diagrama de irradiação Possui um diagrama de irradiação propício para instalações em corner. propício para instalações em corner.

Ambientes internos de grandes Ambientes internos de grandes dimensões em formato tipo dimensões em formato tipo retangular podem ser atendidos com retangular podem ser atendidos com duas antenas desse tipo instaladas duas antenas desse tipo instaladas em sua diagonal.em sua diagonal.

» Ganho aproximado entre 2 e 5 dBiGanho aproximado entre 2 e 5 dBi

Page 25: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena de Canto IndoorAntena de Canto Indoor

Page 26: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Painel IndoorAntena Painel Indoor

Possui um perfil baixo e é constituída Possui um perfil baixo e é constituída internamente por um monopolo internamente por um monopolo vertical. vertical.

É geralmente utilizada para prover É geralmente utilizada para prover sinal em ambientes de grandes sinal em ambientes de grandes dimensões como praças de dimensões como praças de alimentação em shoppings, etc.alimentação em shoppings, etc.

» ganho aproximado = entre 5 e 10 dBiganho aproximado = entre 5 e 10 dBi

Page 27: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Painel IndoorAntena Painel Indoor

Page 28: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Yagi IndoorAntena Yagi Indoor

Esse tipo de antena é formado por Esse tipo de antena é formado por dipolos que guiam por indução o dipolos que guiam por indução o sinal irradiado pelo elemento sinal irradiado pelo elemento “vivo” da antena.“vivo” da antena.

É utilizada para cobertura de É utilizada para cobertura de ambientes com grandes extensões ambientes com grandes extensões como estacionamentos e túneis.como estacionamentos e túneis.

» Ganho Aproximado > 10 dBiGanho Aproximado > 10 dBi

Page 29: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Yagi IndoorAntena Yagi Indoor

Page 30: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Tipos de Antenas OutdoorTipos de Antenas Outdoor

Antena Painel de DipolosAntena Painel de Dipolos Antena OmnidirecionalAntena Omnidirecional Antena Yagi-UdaAntena Yagi-Uda Antena Log-periódicaAntena Log-periódica Antenas Inteligentes (Antenas Inteligentes (Smart Smart

Antennas)Antennas) Antenas VeicularesAntenas Veiculares

Page 31: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Painel de DipolosAntena Painel de Dipolos É formada por redes de dipolos alimentados É formada por redes de dipolos alimentados

por correntes adequadamente defasadas.por correntes adequadamente defasadas. Visa a cobertura setorizada de sinal.Visa a cobertura setorizada de sinal. Valores de ângulos de abertura de feixe Valores de ângulos de abertura de feixe

típicos de 60típicos de 60, 90, 90 e 120 e 120 Outros valores de abertura de feixe podem Outros valores de abertura de feixe podem

ser solicitados ao fabricante.ser solicitados ao fabricante. As arrays, como são chamadas estas redes, As arrays, como são chamadas estas redes,

permitem a obtenção de uma maior permitem a obtenção de uma maior eficiência eletromagnética.eficiência eletromagnética.

» Ganhos típicos = entre 10 e 20 dBiGanhos típicos = entre 10 e 20 dBi

Page 32: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Painel de DipolosAntena Painel de Dipolos

Page 33: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Omnidirecional Antena Omnidirecional OutdoorOutdoor

Utilizada em OmnicélulasUtilizada em Omnicélulas Cobertura omnidirecional no plano H.Cobertura omnidirecional no plano H. É formada internamente por um É formada internamente por um

conjunto colinear de dipolos e seu conjunto colinear de dipolos e seu ganho é igual a aproximadamente o ganho é igual a aproximadamente o número de dipolos da rede.número de dipolos da rede.

» Ganho aproximado = número de dipolos ( 0 a 17 Ganho aproximado = número de dipolos ( 0 a 17 dbd )dbd )

Page 34: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena OmnidirecionalAntena Omnidirecional

Page 35: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Yagi ExternaAntena Yagi Externa

Comumente utilizada para prover Comumente utilizada para prover sinal em ambientes externos como sinal em ambientes externos como estacionamentos e calçadas de estacionamentos e calçadas de grande movimento de usuários grande movimento de usuários para o sistema.para o sistema.

» Ganho aproximado = acima de 10 dBiGanho aproximado = acima de 10 dBi

Page 36: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena Yagi ExternaAntena Yagi Externa

Page 37: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Smart AntennasSmart Antennas São redes de antenas direcionais controladas por fase.São redes de antenas direcionais controladas por fase. Principais características :Principais características :

• Adaptação dinâmica às variações do canal rádio-móvel.Adaptação dinâmica às variações do canal rádio-móvel.• Utilização de técnicas DSP com chips de alta velocidade.Utilização de técnicas DSP com chips de alta velocidade.• Proteção contra o fading por multi-percursos.Proteção contra o fading por multi-percursos.• Utilização de técnicas inovadoras de redes de antenas.Utilização de técnicas inovadoras de redes de antenas.• A rede é tratada como um filtro espacial digital.A rede é tratada como um filtro espacial digital.• Combinação simultânea de técnicas de diversidade e equalização.Combinação simultânea de técnicas de diversidade e equalização.• Possui diagrama de irradiação adaptativo.Possui diagrama de irradiação adaptativo.• Utilização de algoritmos avançados para o controle da irradiação.Utilização de algoritmos avançados para o controle da irradiação.• Alta performance de cobertura de sinais.Alta performance de cobertura de sinais.• Redução de interferências pelo controle de nulos ( Adaptative Redução de interferências pelo controle de nulos ( Adaptative

Nulling ).Nulling ).• Possui sistemas precisos de calibração e amplificadores lineares.Possui sistemas precisos de calibração e amplificadores lineares.• Aumento da eficiência espectral pela técnica SDMA.Aumento da eficiência espectral pela técnica SDMA.

Page 38: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Controle dos pontos de nulos do diagrama da rede, com o objetivo de se eliminar a irradiação em regiões indesejadas.Já foram obtidos resultados práticos bastante satisfatórios com a técnica “CLEAN”.Características da técnica CLEAN :

Permite o controle de um número aproximado de nulos igual ao número de elementos da rede.Não exige elevada performance de DSP, o que permite a realização de aplicações em tempo real.Sua eficiência de funcionamento diminui à medida que se aumenta o número de nulos a serem controlados.

Smart Antennas - Adaptative Smart Antennas - Adaptative NullingNulling

Page 39: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

É uma rede de antenas em anel circular.Seu lóbulo de irradiação é perpendicular ao plano do anel e simétrico em todos os planos que passam através do eixo do anel.Utiliza-se de métodos de sintetização de campo com DSP.Formada por antenas microstrip e pedaços de guias de onda .Alta eficiência de eliminação dos lóbulos secundários da rede.

Smart Antennas - Circular Smart Antennas - Circular Ring ArraysRing Arrays

Page 40: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antenas VeicularesAntenas Veiculares

Tem a finalidade de melhorar a Tem a finalidade de melhorar a eficiência do aparelho móvel eficiência do aparelho móvel quando utilizado no interior de quando utilizado no interior de veículos. São constituídas por veículos. São constituídas por monopolos verticais instalados nos monopolos verticais instalados nos capôts, calhas, porta-malas ou capôts, calhas, porta-malas ou vidros dos veículos.vidros dos veículos.

Page 41: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena VeicularAntena Veicular

Page 42: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena do MóvelAntena do Móvel

Tipicamente essas antenas são Tipicamente essas antenas são constituídas por monopolos constituídas por monopolos verticais.verticais.

Para os móveis de comunicação Para os móveis de comunicação com sistema via satélite como o com sistema via satélite como o Iridium, configurações mais Iridium, configurações mais complexas são exigidas.complexas são exigidas.

Page 43: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antenas WQHA Antenas WQHA (Wire Quadrifilar Helix (Wire Quadrifilar Helix Antennas )Antennas )

• Polarização circular

•BW = 220 MHz

•Tamanhos bastante reduzidos ( estética ).

•Comunicações móveis via satélite

• Funcionamento dual nos sistemas GSM e ICO (satélite)

• ICO : S-band ( 1980-2010 MHz, 2170-2200 MHz )

Page 44: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Antena WQHAAntena WQHA Para o funcionamento DUAL no sistema terrestre GSM e no Para o funcionamento DUAL no sistema terrestre GSM e no

sistema satélite ICO, as fases das correntes de sistema satélite ICO, as fases das correntes de alimentação das hélices da antena devem ser modificadas.alimentação das hélices da antena devem ser modificadas.

Page 45: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Formados pela associação de diversas antenas colocadas próximas umas das outras e alimentadas por correntes de RF com amplitudes e fases adequadas.Possibilidade de modificações do diagrama de irradiação.Aumento de eficiência na diretividade, eliminação de lóbulos indesejados, etc.Pelo ajuste das amplitudes de das fases das correntes de alimentação é possível a escolha de direções preferenciais de máxima irradiação ou irradiação nula.Exemplos de arrays em comunicações móveis :

Antena painel de dipolosAntena omnidirecionalSmart Antennas,Etc.

Arrays de AntenasArrays de Antenas

Page 46: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

A expressão que calcula o valor do campo irradiado por uma rede de antenas é formada por dois termos que se multiplicam :

1º Termo : Fator Espacial da Rede - É o diagrama de campo irradiado por uma rede de antenas isotrópicas.2º Termo : Diagrama individual de um único elemento da rede.

Na rede colinear de dipolos, os elementos são alimentados por correntes de mesma amplitude e a diferença de fase entre dois elementos é constante.

Método da Multiplicação de Método da Multiplicação de DiagramasDiagramas

Page 47: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Polarização de AntenasPolarização de Antenas Indica a orientação do campo elétrico da onda Indica a orientação do campo elétrico da onda

eletromagnética.eletromagnética. A antena de RX deve possuir a mesma polarização de TX para A antena de RX deve possuir a mesma polarização de TX para

que haja uma máxima interceptação de energia irradiada.que haja uma máxima interceptação de energia irradiada. Tipos mais comuns :Tipos mais comuns :

• Lineares : Horizontal e Vertical.Lineares : Horizontal e Vertical.• Circular e Elíptica : Satélite communications.Circular e Elíptica : Satélite communications.• Diagonal : +45º e -45º.Diagonal : +45º e -45º.

A polarização VERTICAL é a mais usual em Wireless.A polarização VERTICAL é a mais usual em Wireless. No canal rádio-móvel o sinal irradiado é despolarizado em No canal rádio-móvel o sinal irradiado é despolarizado em

vários ângulos ( “clutter” ).vários ângulos ( “clutter” ).• Isto não causa perdas significativas nos sistemas celulares.Isto não causa perdas significativas nos sistemas celulares.• Em microondas a despolarização causa perdas de aprox. 20 dB.Em microondas a despolarização causa perdas de aprox. 20 dB.

Polarização típica da antena do aparelho móvel : Polarização típica da antena do aparelho móvel : 45º. 45º.• Perdas de 6 dB nas antenas de RX da ERB, quando existe somente Perdas de 6 dB nas antenas de RX da ERB, quando existe somente

recepção na vertical.recepção na vertical.

Page 48: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Diversidade de PolarizaçãoDiversidade de Polarização Referência Básica : Paper May, 1995 - TURKMANI Referência Básica : Paper May, 1995 - TURKMANI

• IEEE - Vehicular Technology TransactionsIEEE - Vehicular Technology Transactions Recepção do sinal pela ERB feita em duas polarizações.Recepção do sinal pela ERB feita em duas polarizações.

• 45º ou V e H45º ou V e H Em ambientes urbanos, possui uma eficiência Em ambientes urbanos, possui uma eficiência

comparável à diversidade espacial :comparável à diversidade espacial :• Ganhos de 3.0 a 5.2 dBGanhos de 3.0 a 5.2 dB• Múltiplas reflexões do sinal transmitido pelo móvel ( “clutter” ).Múltiplas reflexões do sinal transmitido pelo móvel ( “clutter” ).• Móvel inclinado a 45º aumenta a performance Móvel inclinado a 45º aumenta a performance

Duas antenas diferentemente polarizadas (V-H ou Duas antenas diferentemente polarizadas (V-H ou Cruzada) são construídas dentro de um único RADOME.Cruzada) são construídas dentro de um único RADOME.• Melhoria estética das ERB’s.Melhoria estética das ERB’s.• Os sinais que chegam à antena estão suficientemente Os sinais que chegam à antena estão suficientemente

descorrelacionados.descorrelacionados. A transmissão é feita pelos elementos VERTICAIS.A transmissão é feita pelos elementos VERTICAIS.

• Para isto utiliza-se um DUPLEXER.Para isto utiliza-se um DUPLEXER.

Page 49: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Diversidade de PolarizaçãoDiversidade de Polarização

Page 50: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Diversidade EspacialDiversidade Espacial Duas antenas de recepção são utilizadas na ERB e Duas antenas de recepção são utilizadas na ERB e

separadas de uma distância tal que os sinais que separadas de uma distância tal que os sinais que chegam a cada uma delas estejam o máximo chegam a cada uma delas estejam o máximo descorrelacionados possível.descorrelacionados possível.

Permite um ganho em torno de 3 a 5 dB na Permite um ganho em torno de 3 a 5 dB na recepção.recepção.

A distância entre as duas antenas varia em torno de A distância entre as duas antenas varia em torno de 10 vezes o valor do comprimento de onda do sinal. 10 vezes o valor do comprimento de onda do sinal.

Outros estudos também indicam que a distância Outros estudos também indicam que a distância entre as antenas poderá ser a altura da torre divido entre as antenas poderá ser a altura da torre divido por 11 (Lee)por 11 (Lee)

Não faz sentido utilizar a diversidade na transmissão.Não faz sentido utilizar a diversidade na transmissão. Não se utiliza a diversidade na antena do telefone Não se utiliza a diversidade na antena do telefone

móvel por limitações físicas de construção.móvel por limitações físicas de construção.

Page 51: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Considerações de Instalação das Considerações de Instalação das AntenasAntenas

Alguns quesitos básicos devem ser analisados no processo de instalação das antenas, para que seu funcionamento e performance não fiquem comprometidos.

Proteção contra descargas elétricas atmosféricas.As estruturas da antena devem estar completamente aterradas.

Obstruções no campo irradiadoCuidados com obstáculos nos campos próximos e distantes.Cuidados com antenas montadas na região campo próximo ou na região do lóbulo principal de outra antena.

Isolação elétrica entre as antenas instaladas na torreDistância boa de isolação : 10. ( 3,5 metros em 850 MHz )Para evitar intermodulações, interferências, etc.

Page 52: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

DowntiltCusto de instalação para diversas configurações de ERB.Vedação dos pontos de conexão de cabos e jumpers contra entrada de água

Para se evitar a atenuação por umidade no cabo.Casamento total de impedâncias em todo o sistemaCorreto clampeamento dos cabos que sobem a torre

Suporte do peso do caboResistência à vibração causada por ventos

Correta escolha dos ângulos de azimute e elevação.

Considerações de Instalação das Considerações de Instalação das AntenasAntenas

Page 53: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Sistema de Conexão da AntenaSistema de Conexão da Antena

Page 54: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Configuração de Instalação Configuração de Instalação SetorizadaSetorizada

Page 55: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Configuração de Instalação Configuração de Instalação SetorizadaSetorizada

Page 56: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

É a inclinação angular do lóbulo principal de irradiação da antena no plano E ( de elevação ) feita para acima ou para baixo da referência de 0º.

Objetivos do downtilt :Redução de interferências co-canais em co-célulasConcentração da irradiação da antena somente na célula de serviço,Prover cobertura de sinal nas regiões próximas à antena. Posicionar os pontos de nulos de irradiação do plano vertical da antena em regiões onde não há necessidade de cobertura eficiente.Cuidados com o downtilt :Combinar o diagrama E com os pontos de cobertura dentro da célula.Verificar onde cairão os pontos de nulo na área de cobertura.Escolher uma antena com baixo ganho e elevada abertura de feixe na vertical quando se tem muitos pontos verticais para serem cobertos,Prestar especial atenção ao se fazer downtilt em antenas que possuem o diagrama vertical muito fragmentado.

DOWNTILTDOWNTILT

Page 57: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

DOWNTILTDOWNTILT

Page 58: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Tipos de DowntiltTipos de DowntiltTilt Mecânico :

•Para células setorizadasTilt Elétrico :

• É feito mudando-se as fases das correntes de alimentação do array.

• É utilizado em Omnicells

• Diagrama toma o formato de um guarda-chuva

• Valores de 0 a 10º

Page 59: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Ferramenta de Ferramenta de AlinhamentoAlinhamento

Page 60: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

Observar em mínimos detalhes as informações contidas no catálogo do fabricante.Cuidado com diagramas de irradiação que mudam significativamente com a variação da freqüência. Isto pode levar à ocorrência de uptilts ou downtilts residuais.Suspeite quando o diagrama de irradiação apresentado no manual do fabricante for muito perfeito, simétrico e sem deformações.Faça as suas próprias medidas de perda de retorno.A antena possui boa resistência física e elétrica contra as intempéries climáticas ? (descargas elétricas, ventos, umidade, corrosão, etc.)Peça informações para outras pessoas que já utilizaram uma determinada antena que é de seu interesse.As arrays colineares alimentadas no centro possuem menor dependência da freqüência.

Considerações de Escolha das Considerações de Escolha das AntenasAntenas

Page 61: Introdução ê Os sistemas de Comunicação sem fio são os mais promissores no mercado brasileiro atual. ê A inserção de novas tecnologias como o WLL e

AgradecimentosAgradecimentos

Aos professores, pais e amigos que nos Aos professores, pais e amigos que nos acompanharam durante todo este acompanharam durante todo este processo de formação acadêmica processo de formação acadêmica

superior e principalmente aos futuros superior e principalmente aos futuros engenheiros formandos da turma de engenheiros formandos da turma de

Julho de 1999 !Julho de 1999 !

Agüenta que falta pouco P10 !!!!!!Agüenta que falta pouco P10 !!!!!!