¿Qué es y para qué sirve una antena WiFi?

Una antena WiFi es un elemento pasivo que no ofrece ninguna potencia adicional a la señal. Una antena simple redirige la energía que recibe de la emisora.

La reorientación de esta energía tiene el efecto de proporcionar más energía en una dirección específica, y menos energía en el resto de direcciones.

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Una antena ofrece tres propiedades fundamentales a un sistema inalámbrico: ganancia, dirección y polarización.

La ganancia es una medida de incremento en la potencia. La ganancia es la suma del incremento en energía que una antena añade a la señal de radio frecuencia (RF).

Cuando la ganancia de una antena direccional aumenta, el ángulo de la radiación por lo general disminuye. Esto proporciona una distancia de mayor cobertura, pero reduce el ángulo de cobertura. El área de cobertura o patrón de radiación se mide en y se conoce como ancho del haz.

El ancho de haz se define en los dos planos; horizontal y vertical. El ancho del haz es la separación angular entre los puntos de media potencia (3dB) en el patrón de radiación de la antena en cualquier plano. Por lo tanto, en una antena tienen un ancho de haz horizontal y ancho de haz vertical.

Tipos de antenas

Antenas direccionales (o planares )

Las antenas direcionales concentran la señal en un área concreta, por lo que se pueden lograr enlaces de varios kilómetros. Podemos imaginar el patrón de radiación de la antena direccional como el foco de una linterna. La apertura horizontal puede variar entre 4° - 60° y son ideales para hacer conexiones punto a punto.

Antena omnidireccionales

En las antenas omnidireccionales, la señal es dirigida en un plano horizontal de 360°, aunque su apertura vertical suele ser bastante reducida. El patrón teórico de radiación es semejante a un "donut", por lo que su centro es un "0", o como una bombilla, donde la intensidad de la luz es inferior a la del foco de una linterna.

Antenas sectoriales

Las antenas sectoriales pueden ofrecer una ámplia apertura horizontal de entre 60° y 180°, y como su nombre indica, son ideales para proporcionar cobertura por sectores.

También podemos cubrir un plano de 360° horizontales con un array de 3 antenas, obteniendo mayor eficiencia que con una sola antena omnidireccional

Polarización en las antenas y sus diferentes aplicaciones

La polarización de una antena es la orientación del campo eléctrico radiado por la misma. Ésta puede ser una polarización horizontal, vertical, circular o elíptica. Como norma general las antenas usan  polarización vertical y con menos frecuencia polarización horizontal. También podemos encontrar antenas que usan polarización dual, es decir, horizontal y vertical al mismo tiempo.

Punto a punto de corta distancia

Antenas directivas tipo planar de 8dBi de ganancia y una apertura de 60 º x 60 º. Con esta configuración se pueden obtener enlaces de alrededor de 1,5 Km, dependiendo también de la potencia de salida de la radio.

Punto a punto de media distancia

Antenas directivas tipo yagi de 16dBi de ganancia y una apertura de 24 º x 30 º. Debido a que la apertura en menor que una antena planar, se requiere más precisión para el alineamiento. Con esta configuración se pueden obtener enlaces de alrededor de 5-6 Km, dependiendo también de la potencia de salida de la radio.

Punto a punto de larga distancia

Antenas directivas tipo parabólica de muy alta ganancia, con una una apertura de 3 º x 3 º. Ya que son antenas ideales para cubrir muchos kilómetros y ofrecen una apertura muy reducida, es recomendable el uso de alguna herramienta de alineamiento. Con esta configuración se pueden obtener enlaces de hasta 50 Km, dependiendo también de la potencia de salida de la radio.

Punto a multipunto con antena omnidirecional vs planar

En el esquema podemos observar que la estación base utiliza una antena omnidireccional y los clientes antenas directivas. La apertura horizontal de la antena omni es de 360º y las estaciones se encuentran a una distancia de 1,5 Km. En muchas ocasiones los clientes usan antenas dipolo de poca ganancia, de unos 3dBi, por lo que la distancia entre estación base y cliente será inferior que si se usaran antenas directivas tipo planar como en este caso.

Punto a multipunto con antena sectorial vs planar

En el esquema podemos observar que la estación base utiliza una antena sectorial y los clientes antenas directivas tipo planar y omnidireccional. La apertura horizontal de la antena sectorial es de 120º y 8º verticalmente. Estas antenas ofrecen un amplio sector de cobertura horizontal, pero debemos tener en cuenta que su apertura vertical es muy reducida, así que depende de donde la situemos, si los clientes están muy próximos y hay mucho desnivel entre ambos, es probable que no tengan cobertura. Podemos usar un array de tres antenas sectoriales de 120º y conseguir una cobertura en todas las direcciones con un rango de alcance mayor que una antena omnidireccional convencional.

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Infografía Qué es y para qué sirve una antena WiFi

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