Jueves, 17 Septiembre 2009

Este artículo proporciona los resultados del análisis comparativo efectuado entre cuatro tipos de antenas, incluyendo los siguientes:
- Antena de ganancia estándar vs. antena de alta ganancia.
- Antena de 900 MHz vs. antena de 1800 MHz.
- Antena con un ancho de haz horizontal de 65° vs. antena con un ancho de haz horizontal de 90°.
- Dos antenas de banda única vs. una antena de banda dual.

I. Configuraciones
Se comparan las áreas de cobertura de estas antenas para determinar la influencia de la alta ganancia, la banda dual y el ancho del haz.
Los parámetros fueron modificados de uno en uno, dejando el resto constantes, de modo que pudimos focalizarnos en la influencia de ese parámetro.
Se han utilizado las siguientes configuraciones:
- Un emplazamiento.
- Tres sectores (0°, 120°, 240°).
- Potencia TX = 40 dBm.
- Altura de la antena = 30 m.
- Espacio libre (durante el cálculo no han sido considerados ni el terreno ni el clutter).
- Se ha utilizado un modelo de propagación en 900 MHz estándar del tipo COST231.
- Se ha utilizado un modelo de propagación en 1800 MHz estándar del tipo COST231.
La leyenda del mapa que se muestra más abajo describe el nivel de señal mostrado en la Figura 1.

II. Antenas
Se compararon las siguientes antenas:

- 932DG65T2EKL 2° Downtilt a 1810 MHz 18.0 dBi.
- DB858DG65ESY 0° Downtilt a 940 MHz 18.1 dBi.
- DB858DG90ESY 0° Downtilt a 950 MHz 16.8 dBi.
- DB932DG65EKL 0° Downtilt a 1830 MHz 18.1 dBi.
- DBXLH-6565C-VTM 0° Downtilt a 940 MHz 17.0 dBi.
- DBXLH-6565C-VTM 2° Downtilt a 1785 MHz 18.2 dBi.
- UMWD-06519-2DH 2° Downtilt a 1785 MHz 20.0 dBi.

III. Comparación de la antena
de ganancia estándar vs. la antena de alta ganancia
El presente análisis compara la antena 932DG65T2EKL (ganancia 18 dBi) con la antena UMWD-06519-2DH (ganancia 20 dBi). Ambos modelos tienen un downtilt eléctrico de 2° y utilizan la misma banda de frecuencia (1800 MHz).
Podemos ver que la UMWD-06519-2DH proporciona una mejor cobertura. Como esta antena tiene una ganancia 2dB mayor, la diferencia promedio en el nivel de señal de cobertura, es de aproximadamente 2dB. En la figura de la izquierda, se ve la cobertura de una antena de ganancia estándar. En la figura de la derecha, se ve la mejor cobertura de la antena de alta ganancia. Hay un área significativamente mayor cubierta por la antena
de mayor ganancia y el área limítrofe entre los sectores está también mucho mejor cubierta por la antena de mayor ganancia.
Esto puede suponer una ventaja significativa para la banda de 1800 MHz, que tiene niveles de señal más bajos que la banda de 900 MHz. Por consiguiente, es muy importante obtener la mayor intensidad de señal posible a la salida de las antenas de 1800 MHz y las antenas de alta ganancia pueden lograrlo.

IV. Comparativa de las bandas de frecuencia de la antena de 900 MHz vs. la antena de 1800 MHz
El presente análisis compara la antena DB932DG65EKL (ganancia 18.1 dBi a 1800 MHz) con la antena DB858DG65ESY (ganancia 18.1 dBi a 900 MHz). Esta comparación muestra la influencia de la banda de frecuencia en la cobertura ya que los diagramas de antena y ganancias son muy similares.
Se puede ver claramente que el área de cobertura a 900 MHz es mucho mayor y mejor que la cobertura a 1800 MHz. En promedio, la diferencia en intensidad de señal entre estas dos antenas (y entre las de 900 MHz y 1800 MHz) es entre 8-10 dB en cualquier ubicación de ese área.
Esto muestra claramente que los niveles de señal en 1800 MHz requieren mucha más atención que los niveles de señal en 900 MHz. Para anular esa influencia, se suelen utilizar diferentes niveles de inclinación entre las antenas de 900 MHz y de 1800 MHz.
NOTA: Para calcular estos valores de nivel de señal, se han utilizado parámetros estándar en 900 MHz y 1800 MHz.

V. Comparativa de la antena de 65° HBW vs. la antena de 90° HBW
El presente análisis compara la antena DB58DG65ESY (ganancia 18 dBi y 65° HBW) con la antena DB858DG90ESY (ganancia 16.8 dBi y 90° HBW), con el propósito de ver cómo la cobertura se ve influenciada por el ancho de haz horizontal (HBW) y ver también cómo las diferencias de ganancia afectan al área de cobertura.
Podemos observar tres efectos:

a) La intensidad de señal en el área del lóbulo principal de los tres sectores (0°, 120° y 240°) es ligeramente mejor con la antena de 65° (aproximadamente 1 dB) debido a la mayor ganancia de la antena de 65°.
b) Para el área entre los sectores (en este caso 60°, 180° y 300°) podemos notar un nivel de señal significativamente mejor de la antena de 90° de alrededor de 2-3 dB debido a que el mayor ancho de haz horizontal de esta antena cubre mejor el área.
c) Las áreas entre el lóbulo principal y los límites de sector (a aproximadamente 30°, 90°, 150°, 210°, 270 y 330°) muestran una cobertura casi idéntica. A pesar de que la antena de 65° tiene 1.2 dB más de ganancia, esto se compensa con el mayor ancho de haz horizontal de la antena de 90°.
Estos efectos pueden verse aún más claramente al mirar las vistas ampliadas que se muestran a continuación.
VI. Dos antenas de banda única vs. una antena de banda dual
Este análisis compara la antena de banda dual DBXLH-6565C-VTM (ganancia 17 dBi a 940 MHz y ganancia 18.2 dBi a 1800 MHz) con dos antenas de banda única 932DG65T2EKL (ganancia 18 dBi a 1800 MHz y la DB858DG65ESY (ganancia18.1 dBi a 900 MHz), para ver cuál es la diferencia cuando se usan dos antenas de banda única en comparación con una antena de banda dual.
Se puede ver que la cobertura en 900MHz es muy similar, y que la antena de banda única tiene aproximadamente 1dB más de intensidad para la mayor parte del área, debido a que tiene una ganancia 1dB mayor (18.1 dBi comparado con 17dBi), pero esto no constituye una gran diferencia.