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23 January 2020, Tomas Zvolensky

El caso de las Cornetas Asimétricas

Las Cornetas Asimétricas RF elements® son nuestra serie de productos más populares y recibieron el producto WISPA del año 2019. Las cornetas asimétricas están en el mercado desde el año pasado. A pesar de eso, aún no está claro para muchos cómo encajan en el contexto de la red WISP. Si surgen preguntas en tu mente al mirar las cornetas asimétricas, este blog es para ti.

Lo primero es lo primero: ¿cuál es el origen de las cornetas asimétricas? Es simple: si aprietas la corneta simétrica por los lados, obtienes las cornetas asimétricas.

SH AH GIF Fin

Cómo se hacen las cornetas asimétricas ;-)

Bromas aparte, esto obviamente es una simplificación excesiva. La verdad es que el proceso de diseño tomó algo de sangre, sudor y lágrimas. Como resultado de todo esto, le traemos un conjunto de tres antenas - HG3-TP-A20-30, HG3-TP-A60, y HG3-TP-A90Como resultado de la 'compresión', la forma del haz principal se aplana y la ganancia de las cornetas asimétricas es mayor en comparación con las cornetas simétricas con el mismo ancho de haz de acimut. La ganancia de las cornetas asimétricas es de 20.5, 17 y 16 dBi; para anchos de haz de 30 °, 60 ° y 90 ° respectivamente. Las tres antenas funcionan dentro del ancho de banda de 5180 - 6000 MHz y el resto de los parámetros más importantes se encuentran en la tabla a continuación.

 

ID Producto Ganancia (dBi) Ancho de haz Acimut -6 dB Ancho de haz Elevación -6 dB
HG3-TP-A20-30 20.5 H 30° / V 30° H 20° / V 20°
HG3-TP-A60 17 H 60° / V 60° H 25° / V 25°
HG3-TP-A90 16 H 90° / V 90° H 25° / V 25°
HG3 TP A Group 6

Antena tipo cornetas asimétricas HG3-TP-A90, HG3-TP-A60, y HG3-TP-A20-30

El haz principal de las cornetas asimétricas es más ancho en acimut y más estrecho en elevación. Echemos un vistazo a las antenas en sí mismas: las cornetas asimétricas vienen con tres anchos de haz de acimut / elevación diferentes para polarización horizontal y vertical: 30 ° / 20 °, 60 ° / 25 ° y 90 ° / 25 °. Además de eso, la función BeamSwitch™ permite al usuario rotar la corneta asimétrica de 30 ° para obtener un patrón de radiación con un ancho de haz de 20 ° / 30 °.

Los anchos de haz de acimut y elevación de las cornetas asimétricas

Rendimiento de RF de las cornetas asimétricas

Si se diseñan bien, las antenas tipo corneta tienen un excelente rendimiento de RF. En una red WISP, un rendimiento excelente significa que no hay lóbulos laterales, gran eficiencia de radiación, estabilidad de frecuencia del patrón de radiación y disminución brusca de la intensidad de radiación.

Según la tradición de RF elements®, las cornetas asimétricas tienen un haz principal y no tienen lóbulos laterales (nota al margen para geeks: el nivel del lóbulo lateral está muy por debajo de -30 dB). Los sectores de las cornetas asimétricas transmiten y reciben señales solo hacia / desde la dirección a la que apuntan, dependiendo del ancho del haz, a diferencia de un sector típico de antenas patch array. La gran mayoría de estas antenas tipo patch array para redes WISP reciben ruido de prácticamente todas las direcciones, dependiendo de la fuerza de los lóbulos laterales.

Comparación de una antena típica patch array que irradia (y recibe) a todas las direcciones y una corneta asimétrica con cero lóbulos laterales y solo un haz principal

El ruido adicional recibido da como resultado un piso de ruido más alto. Para obtener una explicación detallada sobre el ruido de fondo y por qué es importante, consulte nuestra serie de videos Inside Wireless. En resumen, un nivel de ruido más alto significa una SNR (relación señal / ruido) más baja con la que trabaja la radio RF. Una SNR más pequeña causa un rendimiento alcanzable más bajo y deja a la red inalámbrica con un rendimiento subóptimo, que requiere asistencia y servicio constantes. Además de eso, los usuarios finales también estarán descontentos con un servicio poco confiable.

El rendimiento equilibrado significa que el patrón de radiación de una antena es el mismo para polarizaciones horizontales y verticales. Las cornetas asimétricas están notablemente equilibradas, por lo que cambiar las cadenas en la radio no causará ninguna diferencia en la forma en que funciona el enlace, lo cual es común con los sectores planos tradicionales.

 

El equilibrio entre la polarización H y V garantiza una gran estabilidad de la red al cambiar entre las cadenas de radio

La corneta asimétrica de 30 grados tiene una función BeamSwitch™ que le permite montar la antena rotada físicamente 90 grados. Como resultado, la antena tiene un ancho de haz de acimut de 20 grados y un ancho de haz de elevación de 30 grados. BeamSwitch™ proporciona flexibilidad adicional al planificar la cobertura de su red y le permite responder a situaciones cambiantes con facilidad sin costo adicional.

La función BeamSwitch™ de la corneta asimétrica de 30 grados le permite intercambiar los anchos de haz de elevación y acimut para ayudarlo a mantenerse flexible a medida que cambia la situación del cliente

Las antenas asimétricas tipo cornetas cuentan con nuestro conector patentado de guía de ondas TwistPort™. Una guía de onda es un tipo de línea de transmisión como el cable coaxial, pero con propiedades completamente diferentes. La mayor ventaja de una guía de onda es la pérdida casi nula, por lo que el 99,9% de la señal de RF se envía desde una radio a una antena. Por otro lado, las antenas de parches utilizan conectores coaxiales y pigtails, que pueden introducir una pérdida de potencia de señal de hasta 3dB. 3dB significa que la mitad (!) de la energía de la señal se pierde en el cable. Además de eso, los cables coaxiales se desgastan mecánicamente, son propensos a sufrir daños por elementos ambientales y se deterioran con bastante rapidez.

El conector TwistPort™ proporciona una pérdida casi nula y un mecanismo de montaje de radio de giro y bloqueo fácil de usar

El conector TwistPort™ está optimizado para una conexión fácil, rápida y duradera. El simple movimiento de giro y bloqueo conecta y monta la radio al mismo tiempo. No es necesario conectar el radio al polo de montaje por separado. Para mejorar la experiencia del usuario, todos los adaptadores TwistPort™ funcionan con cada antena TwistPort™ que ofrecemos, por lo que nunca tendrá que preguntarse si necesitará un nuevo adaptador para diferentes antenas TwistPort™.

Instalación rápida y sencilla de radios RF en el conector TwistPort™

¿Por qué asimétrico?

Muchos WISP piensan que las cornetas asimétricas están destinadas a reemplazar la serie de las cornetas simétricas. Eso no es cierto, punto final. El pensamiento convencional de que los productos más nuevos reemplazan al modelo de los últimos años es una fuente de muchos problemas en nuestra industria y a menudo confunde a los WISP. Nuestro enfoque es diferente de la corriente principal. Estamos en la misión de construir un sistema completo con alto rendimiento y escalabilidad ilimitada.

La serie de las cornetas asimétricas se ve mejor como la nueva herramienta en la caja de herramientas de las cornetas de RF elements®. Imagine sectores con las cornetas de RF elements® (tanto simétricos como asimétricos) como un conjunto de herramientas, donde cada herramienta es adecuada para un escenario particular. Ya no tiene que apegarse a los amplios ángulos de radiación de los sectores tradicionales patch array con muchos lóbulos laterales dependientes de la frecuencia que irradian incontrolablemente a todas las direcciones que transmiten y recolectan ruido.

Los WISP todavía necesitan cornetas tanto como en 2014, cuando lanzamos la primera generación de Cornetas Simétricas. Los problemas principales son interferencia, falta de espectro, pérdida del sistema y escalabilidad. Las cornetas de RF elements® permiten una escalabilidad de red WISP anteriormente imposible debido a que solo existían dos o tres tipos de sectores patch array en el mercado. Los cero lóbulos laterales combinados con una fuerte caída de radiación en los extremos permiten a los WISP planificar la cobertura de la red de manera altamente granular. Con las cornetas, es sorprendentemente fácil colocar, escalar o incluso reducir (aprovechando la inclinación mecánica) los sectores.

La escalabilidad es importante para el crecimiento sostenible de las redes inalámbricas. Las antenas sectoriales tipo patch array estándar de la industria con grandes lóbulos laterales son la raíz de los problemas de escalabilidad, lo que se puede lograr fácilmente con las cornetas de RF elements®.

¿Cuándo usar las cornetas asimétricas?

La respuesta a cuándo usar las cornetas asimétricas es: depende. Una manera exhaustiva de abordar los proyectos de RF es considerar cada uno de ellos caso por caso, incluyendo tantos detalles como sea posible. Cualquier declaración general debe tomarse con reservas, ya que todo depende de la frecuencia, el ancho de banda y los parámetros de cada parte de un enlace. Le daremos algunas pistas sobre dónde podría tener sentido usar las cornetas asimétricas y por qué.

Las cornetas asimétricas son preferibles cuando los clientes están cerca y lejos del sitio AP al mismo tiempo. Su mayor ganancia es una ventaja en este caso. Si los clientes solo están cerca del AP, las cornetas simétricas podrían ser una mejor opción. La siguiente ilustración muestra tal escenario. Los entornos urbanos densamente poblados con CPEs muy cerca se ajustan a la ganancia más baja. Las zonas rurales con CPEs cercanos y lejanos al mismo tiempo se ajustan mejor a las cornetas asimétricas; aquí la ganancia más alta es bienvenida.

new CPE AP AH 2 ESP

Manteniéndose en el escenario rural con clientes cercanos y lejanos, resulta fácil que la única fuente de ruido de RF sean sus propias antenas colocadas en una torre. Las cornetas asimétricas también vienen al rescate aquí. El patrón de radiación con cero lóbulos laterales también significa que las antenas son excepcionalmente fáciles de colocar. En la imagen a continuación se muestra un ejemplo de cómo puede segmentar los sectores. Usted está obligado a cortar el biscocho como desee, con la garantía de que los sectores no interferirán entre sí. Con este tipo de configuración, la reutilización de frecuencia es fácil.

new CPE AP AH 2 02 ESP 02

Hablando de ganancia y distancia, el presupuesto de enlace es su mejor amigo al diseñar cualquier enlace de RF. Es la ecuación utilizada en la calculadora de enlaces en nuestra página web para un uso cómodo. Todas nuestras antenas, incluidas las asimétricas, están integradas en la calculadora. Todo lo que necesita hacer es seleccionar la antena y otros parámetros de entrada y estará listo para comenzar. Verifique cómo usarlo para enlaces PTP y PTMP en los breves tutoriales en video. La calculadora de enlaces le dará una idea aproximada sobre qué ganancia necesita en ambos lados para lograr la tasa de MCS requerida.

Y aquí viene una bala mágica:

 

 “La alta ganancia en una antena de punto de acceso generalmente no es una buena idea.”

 

¿Sorprendido? Sí, lo leíste bien, la antigua sabiduría de "mayor ganancia equivale a un mejor rendimiento" es uno de los mitos más grandes entre los WISP. 

Entiendo que es una idea agradable y fácil de entender: más ganancia equivale a un mejor rendimiento. Esto es solo una parte de la imagen completa y tiene un límite definido en el mundo real. ¡La mayoría de los WISP golpean muy rápido! Más ganancia en el lado AP tiene sentido en situaciones en las que se encuentra en un entorno de baja interferencia. En los casos en que el presupuesto del enlace simplemente requiere esos dB adicionales para que funcione y dado que no hay otro parámetro que pueda ajustar. Incluso las antenas sectoriales tipo patch array con muchos lóbulos laterales pueden funcionar decentemente en áreas rurales escasamente pobladas con casi cero fuentes de ruido. Los lóbulos laterales no son un gran problema aquí: no hay ruido que se acumule en primer lugar. La alta ganancia y el ancho de haz ancho lo ayudan a llegar a clientes amplios y lejanos.

En áreas suburbanas o urbanas, la interferencia se convierte fácilmente en un espectáculo. Aquí, la alta ganancia del AP es una fuente de problemas. Puede disminuir la potencia de salida para transmitir la señal solo hasta donde lo necesite, pero no puede cambiar el área de cobertura cuando recibe porque no puede ajustar el patrón de radiación de una antena.

Una solución correcta de este problema es usar una antena AP con una ganancia menor. De hecho, lo más pequeño posible. Compensar los dB quitados en el lado AP por el aumento de la ganancia de antena CPE.

A la izquierda, se utiliza una antena de alta ganancia y ancho de haz ancho. Cubriendo los CPE según sea necesario, pero al mismo tiempo recibiendo el ruido AP de los competidores. En el lado derecho hay un ejemplo de una mejor manera de solucionar el problema de ruido vs. ganancia. Utilice una antena de menor ganancia y un ancho de haz más estrecho en el lado AP y antenas de mayor ganancia en el lado CPE para lograr el rendimiento deseado. Los AP de la competencia están en la zona ciega de su AP, protegiendo su AP del ruido excesivo.

ap vs cpe gain ESP

Con respecto a los diferentes tipos de paisajes, las cornetas simétricas y asimétricas funcionan bien en regiones planas o montañosas. Sin embargo, en regiones montañosas reales como Sierra Nevada y similares, la amplia gama de cornetas simétricas es el arma correcta. Cuando la forma del patrón de radiación y la ganancia de la serie de las cornetas simétricas lo permitan, úselos. Son excelentes para áreas de alta densidad de clientes, tienen una zona nula insignificante y funcionan maravillosamente en todo tipo de climas.

sym asym complement ESP 02

Las cornetas asimétricas muestran su fuerza en lugares donde la ganancia más alta y su forma de haz específica (en comparación con la serie de cornetas simétricas o antenas patch array) son útiles. La forma asimétrica del patrón de radiación funciona mejor en paisajes planos o ligeramente ondulados. Eso significa áreas de tierras agrícolas rurales con colinas, áreas urbanas o suburbanas con fuertes interferencias y menor densidad de clientes. Puede haber algunas dificultades para cubrir regiones ligeramente montañosas o montañosas.

sym asym complement ESP 01
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La estabilidad de frecuencia es bastante difícil de lograr tan pronto como el patrón de radiación se vuelve asimétrico. Tomó algunos años de esfuerzo lograr la estabilidad del patrón de radiación que tienen nuestras cornetas asimétricas. La estabilidad es importante para una cobertura uniforme y confiable y fronteras precisas entre los sectores. Esto es especialmente importante para un excelente servicio al cliente y satisfacción.

 

La estabilidad de frecuencia del patrón de radiación de las cornetas asimétricas es excelente y garantiza la estabilidad de la cobertura y los bordes precisos entre sectores.

Antenas premiadas

El rendimiento de RF de una antena es crítico y siempre debe recibir la menor cantidad de compromisos posible. Una vez que se logra el rendimiento requerido, los diseñadores deben poner sus ojos en la experiencia del usuario desde un punto de vista mecánico. El producto debe ser duradero, fácil de ensamblar, transportar y montar. En RF elements® tampoco hicimos compromisos aquí y los usuarios nos lo han confirmado. Las antenas cornetas asimétricas fueron elegidas Producto del año 2019 por los miembros de WISPA durante el WISPAPalooza 2019 en Las Vegas, Nevada, EE.UU.

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En RF elements® pensamos en los productos como una solución completa a un problema. En lugar de proporcionar a los clientes mejoras que esperan, como "mayor ganancia", observamos todos los aspectos del rendimiento del producto y no tenemos miedo de dar pasos audaces hacia un territorio desconocido si creemos que es lo mejor para el cliente.

Si te gusta el video mejor que la palabra escrita, mira más características de los cuernos asimétricos aquí:

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