Antenas direccionales

Las antenas direccionales proporcionan una calidad de enlace mucho mejor que las antenas omnidireccionales, que tienen un patrón de 360 grados. Las antenas para enlaces punto a punto y punto a multipunto de largo alcance  son siempre direccionales en lugar de omnidireccionales.

• Las antenas direccionales aumentan la calidad del enlace al concentrar la intensidad de la señal de la antena (patrón de radiación) en la dirección del tráfico de la señal y reducir la interferencia de señales no deseadas.
• Úselo solo cuando la señal provenga o se transmita a una dirección particular (no cuando la dirección de la señal cambie constantemente, como cuando está en un bote o un automóvil, a menos que pueda ajustar la antena fácilmente).
• Ayuda direccional para evitar la interferencia multitrayecto (que es causada por la reflexión de la señal en superficies metálicas): Muy importante en vehículos recreativos y casas móviles, para apuntar directamente a la fuente de señal.
• Antena cliente: Cuando esté apuntando a un punto de acceso (AP) en particular, apunte la antena direccional hacia él.
• Antena de punto de acceso (AP): Si su AP está enviando la señal en una dirección particular, use una antena direccional y apúntela hacia los clientes

Las antenas sectoriales, como las antenas de panel, son mejores en dos casos:

1. Si el tráfico de la señal va generalmente en sentido direccional (hacia adelante y hacia atrás); y
2. Cuando el atractivo cosmético es importante: la mayoría se pueden montar planos en una pared, para que se mezclen cosméticamente.

Las antenas de panel dirigen la señal frente a la antena, con un ancho de haz de aproximadamente 120 grados horizontalmente.

Las antenas Yagi no son tan potentes como las antenas de rejilla parabólica (abajo), pero tienen estas ventajas:

• Estéticamente mucho más atractivo
• Más fácil de instalar y más ligero y fácil de transportar y enviar
• Debido a que no es tan precisa como las antenas de rejilla, es más fácil "encontrar su objetivo"
• Construido para uso pesado en exteriores en todo tipo de clima.
• Las antenas parabólicas de rejilla o antena parabólica son mucho más direccionales que las antenas Yagi.

Antenas parabólicas de rejilla o antena parabólica: Tipo de antena de mayor alcance:

• Enfoca la energía a un punto central y transmite la señal del dispositivo Wi-Fi a un área muy específica.
• Antena perfecta para enviar tu señal a una distancia muy larga.
• A medida que aumenta la ganancia de una antena, el diagrama de radiación de la antena se vuelve más estrecho y, por lo tanto, la antena debe apuntar con precisión.
• Las antenas parabólicas se utilizan a menudo para un sistema punto a punto para sistemas de larga distancia.

Para enlaces punto a punto: Las antenas parabólicas de rejilla o de plato sólido disfrutan de ventajas considerables sobre las antenas Yagi porque las antenas parabólicas compensan la longitud de la antena con su anchura. Las antenas Yagi de alta ganancia tienen aproximadamente 1 metro de longitud, por lo que la instalación de una antena tan larga será difícil y la antena puede ser una monstruosidad. Pero una antena de rejilla del mismo Dbi puede ser lo suficientemente compacto como para caber en un lugar estrecho y se puede asegurar sin soportes, brazos de soporte o cables guía. Sus reflectores parabólicos permiten una alta relación entre la parte delantera y trasera que proporciona velocidades rápidas al disminuir la interferencia cocanal. Las antenas parabólicas de red se consideran las mejores para WiFi punto a punto de larga distancia, debido a la capacidad de la antena para producir un haz estrecho de señales que no se ven afectadas por la interferencia de ningún equipo vecino. Las dimensiones del haz de señal son extremadamente estrechas, a 16 grados horizontales y 21 grados verticales. Con un haz tan estrecho es posible lograr el mayor alcance WiFi posible entre dos puntos.

Las antenas parabólicas de red tienen una intensidad de señal mucho mejor que una antena Yagi con la misma ganancia, y con solo la mitad del tamaño de la antena Yagi.

Las antenas parabólicas son el tipo más eficiente de antenas direccionales porque tienen lóbulos laterales pequeños, ángulos de radiación agudos y una gran relación frontal-trasera. Pueden servir como espejo primario para todas las frecuencias de la señal WiFi con una pequeña pérdida de irradiación.

Detalles técnicos clave de las antenas direccionales

La dirección es el patrón formado por la señal transmitida. El aumento de la ganancia de una antena direccional conduce a una disminución del ángulo de radiación. Esto permite cubrir una mayor distancia al tiempo que se reduce el ángulo de cobertura de la transmisión. Medimos los patrones de radiación o el área de cobertura en grados. Este ángulo también se conoce como ancho de haz.

Una antena no agrega energía a la señal transmitida, sino que solo redirige la energía recibida desde el transmisor. Redirigir la energía tiene como consecuencia suministrar más energía en una dirección determinada que en otras.

La anchura del haz de una antena direccional es el ángulo de separación entre la mitad de los puntos de potencia en un diagrama radiado de una antena. Esto implica que solo hay dos anchos de haz para una antena direccional: ancho de haz vertical y ancho de haz horizontal.

Relación entre la parte delantera y la trasera de una antena direccional

La relación entre la parte delantera y la trasera es la medida de la directividad de una antena direccional. Es una relación entre la energía dirigida en una sola dirección, que depende del diagrama de radiación, y la energía desperdiciada por la antena. Cuando aumenta la ganancia de una antena direccional, también aumentará la relación entre la parte delantera y trasera. La mejor relación entre la parte delantera y trasera de una antena direccional es normalmente de 20 dB.

Efectos interiores en antenas direccionales

La refracción, reflexión o difracción en un entorno afecta a la propagación de cualquier señal inalámbrica. Las ondas de radiofrecuencia toman múltiples direcciones entre el receptor y el transmisor. La transmisión de señales de radiofrecuencia en interiores difiere de la transmisión en exteriores debido a la presencia de pisos, techos y otras obstrucciones que contribuyen a la atenuación de las señales.

Los materiales de construcción también afectan a la transmisión de señales en interiores mediante antenas direccionales. La densidad de los materiales de construcción tiene el efecto de reducir las velocidades de propagación de las señales de RF. Las señales de RF con longitudes de onda más cortas se distorsionan y absorben más en comparación con las señales de longitudes de onda más altas.

Los efectos reales de las antenas instaladas dentro de una habitación deben probarse en el sitio real.

Montaje y conexiones

Las antenas direccionales a menudo requieren una puntería precisa para un rendimiento óptimo. Además, pueden usar conectores de antena especializados  (como SMA, RP-SMA o U.FL) para conectarse a los dispositivos. Si está considerando una antena direccional, asegúrese de que sea compatible con el tipo de conector de su dispositivo.

Pros y contras de las antenas direccionales

El uso de antenas direccionales le permite desviar la energía de la señal de radiofrecuencia en una sola dirección para aumentar las distancias de transmisión. Un aumento en la distancia de transmisión reduce el ancho de haz de la señal. No puede cubrir áreas más grandes alrededor del punto de acceso ya que la cobertura angular es pequeña. El montaje de antenas direccionales a veces es difícil debido al hecho de que debe encontrar una dirección particular donde la intensidad de la señal es alta.

Interferencia

La interferencia en las antenas direccionales puede provenir de teléfonos inalámbricos, hornos microondas y señales de radar de los aeropuertos. La interferencia hace que las señales de la antena se balanceen a frecuencias particulares. Esta variación se conoce como desvanecimiento. El desvanecimiento varía con la frecuencia de la señal. La interferencia también aumenta la SNR de una señal. La ganancia de la antena ayuda a mejorar la SNR y la relación interferencia/ruido.

Conclusión

Las antenas direccionales son esenciales cuando se requieren conexiones inalámbricas fuertes y enfocadas. Al concentrar la energía de la señal en una dirección específica, mejoran significativamente la calidad del enlace, el alcance y la relación señal-ruido al tiempo que minimizan la interferencia. Su eficacia depende de la alineación e instalación adecuadas, ya que los anchos de haz más estrechos exigen una orientación precisa.

Para aplicaciones punto a punto de larga distancia, las antenas parabólicas o parabólicas ofrecen el mayor rendimiento y eficiencia, mientras que las antenas Yagi y de panel brindan opciones más compactas y fáciles de instalar. En general, elegir la antena direccional correcta y colocarla correctamente garantiza un rendimiento óptimo, una pérdida de señal reducida y enlaces de comunicación estables en entornos exigentes.