Upload
marcos-daniel-wiechert
View
304
Download
57
Embed Size (px)
Citation preview
GUIA KATHREIN MOBILCOM BRASIL
KHTHHEinMOBILCOM BRASIL
ÍNDICE
Capítulo l - Frequência de Operação 51.1 - Introdução: 51.2 - O Dipolo de Meia Onda 51.3 - Comprimento de Onda (X) 81.4- Antena é um filtro? 111.5 - Espectro de Frequência - Principais Sistemas Celulares 121.6 - Espectro de Frequência - Brasil 13
1.6.1 - Sub faixas Principais 131.6.2 - Sub faixas de Extensão 141.6.3 - Sub faixas Principais - Sistema 3G 15
1.7 - Interferências 151.7.1 - Situação: GSM 900 (BR) + WCDMA 850 (ou CDMA/TDMA 850) 15
1.8 - Evolução Futura 17Capítulo 2 - Diagramas de Radiação 19
2.1 - Introdução: 192.2 - Diagramas de Meia Potência ("3 dB") 212.3 - Diferentes Representações de Diagramas de Radiação 212.4 - Detalhando o Diagrama de Radiação 232.5 - Lóbulo Principal 242.6 - Lóbulos Secundários (ou Laterais) 242.7 - Preenchimento de Nulos e Supressão de Lóbulos Superiores Superiores 252.8 - Lóbulos Traseiros 262.9 - Relação Frente / Costas (F/C) 27
Capítulo 3 - Ganho 313.1 - Introdução 313.2 - Definição 313.3 - Ganho- Antenas Omnidirecionais 333.4 - Ganho - Fatores Limitantes 343.5 - Ganho - Antenas Painéis 363.6 - Lóbulos Secundários 373.7 - Painéis de Diferentes Aberturas Horizontal x Ganho 373.8 - Estabilidade do Diagrama x Ganho 393.9 - Painéis de Abertura Horizontal de 30° e 45° 403.10 - Customizando Diagramas 41
Capítulo 4 - Polarização 444.1 - Introdução 444.2 - Definição 444.3 - Descasamento de Polarização - Rejeição (XPD) 464.4 - Polarização Linear - Horizontal e Vertical 474.5 - Polarização Circular 484.6 - Diversidade de Recepção 494.7 - Diversidade Espacial 504.8 - Diversidade de Polarização 534.9- Polarização Cruzada 564.10 - O Dipolo Cruzado 574.11 - Relação Cross-Polar 594.12 - Parâmetros de Simetria: Squint e Tracking 60
4.12.1 - Squint 614.12.2 - Tracking 61
Capítulo 5 - Downtilt 625.1 - Introdução 625.2 - Como calcular um ângulo de downtilt otimizado? 635.3 - Formas de Downtilt 645.4 - Downtilt Mecânico 645.5 - Downtilt Elétrico (Fixo) 655.6 - Downtilt Elétrico x Mecânico 665.7 - Downtilt Elétrico Variável (Manual) 675.8 - A interface de ajuste 685.9 - Downtilt Elétrico Variável (Remoto) - Sistema RET 685.10 - Principais componentes do Sistema RET 695.11 - Como funciona o Sistema RET? 705.12 - Diferentes configurações do Sistema RET 70
Capítulo 6 - VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) 726.1 - Introdução 726.2 - VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ou Relação de Onda Estacionária 726.3 - Coeficiente de Reflexão 736.4 - Correlação entre os Diferentes Fatores 746.5 - Cálculo Teórico - Sistema Irradiante 766.6 - Resultados Práticos - Sistema Irradiante 776.7 - Testes Recomendados 776.8 - Curva Típica de VSWR 786.9 - Como realizar testes de VSWR em campo 796.10 - Alguns problemas de medição 80
MHTHHEmMOBILCOM BRASIL
Capítulo 7 - Intermodulação Passiva 817.1 - Introdução 817.2 - O que é Intermodulação Passiva (IM)? 827.3 - Como reduzir os Produtos de Intermodulação (PIM)? 847.4 - Porque os PIM são um problema? 847.5 - Como medir os PIM? 85
Capítulo 8 - Isolação entre Antenas 878.1 - Introdução 878.2 - Aspectos Elétricos 87
8.2.1 - Frequência 878.2.2 - Polarização 888.2.3 - Abertura de Meia Potência 888.2.4 - Downtilt Elétrico 89
8.3 - Aspectos Mecânicos 908.3.1 - Separação Horizontal ou Vertical 908.3.2 - Separação Angular 91
8.4 - Montagem em Mastros e Paredes 928.5 - Distância mínima para isolação entre painéis 93
Capítulo 9 - Cuidados na Instalação 949.1 - Introdução 949.2 - Configuração ' Roof Top' 949.3 - As reflexões 959.4 - Cálculo dos efeitos reflexivos 959.5 - A Influência das reflexões em antenas omnidirecionais 999.6 - Mastros Cilíndricos 99
9.6.1 - Espaçamento de 1/4 À do mastro refletor 1009.6.2 - Espaçamento de 1/2 Â do mastro refletor 1009.6.3 - Espaçamento de 3/4 /. do mastro refletor 1019.6.4 - Espaçamento de 20 Â. do mastro refletor 102
9.7 - Torre entrelaçada 1029.8 - A Influência das reflexões em antenas painéis 1039.9 - Instalação de painéis em paredes (canto de edifícios) 1039.10 - Montagem em Paredes 104
9.10.1 - Conclusão - Instalação de painéis em paredes 1089.11 - Influência de materiais x diagramas de radiação 1089.12 - Resultados 112
Capítulo 10 - Compartilhando Redes 11310.1 - Introdução 11310.2 - Nomenclatura x Aplicação 11310.3 - Escolhendo os Equipamentos 115
10.3.1 - Splliters 11510.3.1.1 - Como funciona? 11510.3.2 - Tappers 11710.3.2.1 - Como funciona? 11710.3.3 - Tapper Ajustável 11910.3.4 - Acopladores Híbridos 12010.3.4.1 -Como funciona? 12010.3.4.2 - Como dimensionar a potência da carga ôhminica? 12110.3.5 - Combinadores 2:1 (Acopladores Híbridos Otimizados) 12410.3.6 - Duplexadores 12610.3.7 - Combinadores Multibanda 12810.3.7.1 - Como funciona? 12810.3.7.2 - Combinadores Multibanda: Simples ou Duplos? 13010.3.8 - Dual Band Combiners (Diplexers) 13010.3.8.1 - Especificando Diplexers: Com ou Sem DC/AISG Stop 13110.3.8.2 - Prós e Contras na utilização de DC/AISG Stop 13210.3.9 - Combinadores Integrados 13310.3.10 - Triple Band Combiners (Triplexers) 134
10.4 - Estudo de Casos 13410.4.1 - (1°) Caso - Descrição 13410.4.2 - (2°) Caso - Descrição 135
10.5 - Exemplos - Sites Compartilhados 14010.5.2 - Aplicação (02) 14110.5.3 - Aplicação (03) 14210.5.4 - Aplicação (04) 14310.5.5 - Aplicação (05) 14410.5.6 - Aplicação (06) 14510.5.7 - Aplicação (07) 14610.5.8 - Aplicação (08) 14710.5.9 - Aplicação (09) 14810.5.10 - Aplicação (10) 14910.5.11 - Aplicação (11) 15010.5.12 - Aplicação (12) 15110.5.13 - Aplicação (13) 152
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Capítulo 1 - Frequência de Operação
1.1 - Introdução
O primeiro parâmetro a ser lembrado na especificação de uma antena é sua faixa de
frequência de operação. Isto é fundamental pois o dipolo de meia onda, que é o
elemento irradiante da energia, deve ser projetado para apresentar sua máxima
eficiência em determinada faixa de frequência. Isto explica porque uma antena de rádio
comum de FM (operando de 88-108 MHz) não é capaz de sintonizar os serviços de
telefonia celular, operando de 824-894 MHz, por exemplo. Mesmo que as ondas
eletromagnéticas do serviço celular estejam presentes no meio não haverá uma
resposta em frequência (sintonização) satisfatória.
Como o dipolo de meia onda está no centro da discussão sobre faixa de frequência de
operação, iremos a seguir introduzir seu conceito.
1.2 - O Dipolo de Meia Onda
Primeiramente consideremos um transmissor de RF (Tx) conectado à uma linha de
transmissão curto-circuitada, conforme a figura (1.1).
Campo Eletrico Pulsante
Transmissor (Tx) Linha de Transmissão
Figura (1.1)- Campo elétrico pulsante
Quando o transmissor entra em operação é criado um campo elétrico pulsante entre os
terminais da linha de transmissão. Esta onda estacionária ressonante fica presa ao
cabo. Afim de libertarmos a onda eletromagnética no espaço livre vamos abrir os
terminais da linha de transmissão, conforme figura (2.1).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KIITHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
rrrrr ?« i lj ; j ! j j j j j | | j,' f - í i-——^ : 2 * ' ' z ^ j j j i Campo
Ortogonais
Figura (2.1) - Linhas de Campo
Observa-se que as linhas do campo elétrico tornam-se maiores e ortogonais aos
terminais da linha de transmissão.
Quando os terminais da linha de transmissão são colocados em ângulo reto as linhas
de campo elétrico atingiram seu comprimento máximo, permitindo que a onda
eletromagnetica liberte-se da linha de transmissão e se propague no espaço livre.
Quando o comprimento entre os terminais ortogonais correspondem a metade da onda
transmitida o elemento irradiante é denominado de dipolo de meia onda, conforme
mostrado na figura (3.1).
Figura (3.1) - O Dipolo de Y* A,
Portanto o fundamento básico de qualquer antena pode ser entendido através do dipolo
de meia onda, pois é ele o elemento físico capaz de irradiar a onda eletromagnetica no
espaço livre. A figura (4.1) ilustra sua operação sob o ponto de vista eletromagnético.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HnTHREinMOBILCOM BRASIL
Tensão (Plano E) Corrente (Plano H)
Distribuição deTensão (U)
Distribuição deCorrente (l)
Campo Elétrico(E) Campo Magnético(H)
Figura (4.1) - Distribuição de Corrente e Tensão no Dipolo de 1/£ X
Observando-se a distribuição de tensão no dipolo de meia onda seu ponto de máximo
ocorre nos terminais opostos. O campo elétrico é criado entre estes dois terminais. A
corrente de alimentação do dipolo é responsável pelo surgimento do campo magnético
Internet: http://www.kathrein.corn.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KdTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
com uma distribuição de amplitude oposta às do campo elétrico, ou seja, máximo no
ponto central de alimentação e mínimo nas extremidades,
1,3 - Comprimento de Onda (k)
Como existe um compromisso físico entre o comprimento de onda e a frequência, dado
pela equação:À [m] = C [m/s] / f [MHz]
K - Comprimento de Onda (m)
f - Frequência (MHz)
C - Velocidade de Propagação da Luz (no vácuo): 3 x 108 (m/s)
pode-se determinar o tamanho físico do dipolo de meia onda de uma antena.
Como vários parâmetros associados à antenas estão relacionados à sua
frequência de operação, e por consequência ao comprimento de onda (À),
por uma questão de portabilidade este é utilizado como unidade de medida.
Para ilustrar este conceito, utilizando como exemplo os sistemas em 850 MHz,
operando no Brasil nas subfaixas A e B, vamos calcular o tamanho médio de um
dipolo de meia onda para operar com eficiência estes sistemas. A banda de operação
inicia se em 824 MHz, canais de up-link, enquanto que o fim da operação se dá em 894
MHz, canais de down-link. Assim, a banda completa de operação está compreendida
entre 824-894 MHz, conforme mostrado na tabela (1.1).
Sub faixa
A
B
Rx ERB (MHz)UP-LINK
824-835
845-846,5
835-845
846,5-849
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
869-880
890-891,5
880-890
891,5-894
Tabela (1.1) - Sub-bandas A e B em 850 MHz utilizadas no Brasil
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Os sistemas celulares operam em modo duplexado (Full Duplex), sendo:
• a Transmissão (Tx): Sinal de descida (Down- link)
- Sentido = da BTS para o terminal móvel (celular)
• a Recepção (Rx): Sinal de subida (Up- link)
- Sentido = do terminal móvel (celular) para a ERB
Com base nisto, utilizando-se a faixa central de operação dada por:
(824+ 894) / 2 = 859 MHz,
podemos obter o tamanho físico do dipolo de meia onda:
300x1 0
Portanto o comprimento físico de um dipolo de meia onda de uma antena para operar
nesta faixa de frequência deverá ser de aproximadamente 17,5 cm,
Observe que a resposta em frequência de um dipolo é determinada pelo seu tamanho
físico, que corresponde à metade do comprimento de onda. A figura (5.1) ilustra a
propagação de onda do sinal no dipolo de meia onda.
Figura (5.1) - Dipolo de Y2
AComo os valores teóricos calculados pela fórmula acima consideram
a propagação de onda no vácuo, na prática, como a velocidade de
propagação nos meios condutores é menor, o comprimento do dipolo
de meia onda é cerca de 95% do valor dado pela fórmula, em 1.3.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KdTHREm SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Utilizando-se da mesma sistemática de cálculo, e tomando-se agora como exemplo, os
sistemas GSM 900 MHz (890-960 MHz) e GSM 1800 MHz (1710-1880 MHz), obtemos
os seguintes valores de comprimento de onda, conforme a tabela (2.1).
Padrão
GSM 900 MHz
GSM 1800 MHz
Frequência Central(MHz)
925,00
1795,00
Mm)
0,32
0,17
Dipolo 1/2 (m)
0,16
0,085
Tabela (2.1) - Tamanho médio de um dipolo de X/2 para GSM 900 e 1800 MHz
Assim, podemos concluir que aumentando-se as frequências o comprimento de onda
diminui, e por consequência o tamanho do dipolo, e da própria antena, é reduzido.
Vamos correlacionar a frequência de operação com dimensões físicas, comparando
antenas tecnicamente similares, em abertura horizontal e ganho, mas com diferentes
bandas de operação, 800/900 MHz e 1800/2000 MHz, conforme tabela (3.1).
f
fíft
171 0-21 70 (MHz)
+45° / -45°
18dBi
65°
7°
1302x1 55x69 (mm)
0,261 m2
Características Elétricas
Frequência de Operação
Polarização
Ganho
Diagrama de % Potência
Horizontal
Vertical
Características Mecânicas
Dimensões
Área de Exposição
ao Vento
806 - 960 (MHz)
+45° / -45°
18dBi
65°
7°
2580x262x1 16 (mm)
0,893 m2
r
*s
^
,-.
?
íí
T
Tabela (3.1) - Comparação técnica: antenas em 800/900 x 1800/2000 MHz
Internet: http://www.kathrein.com.br/
10KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
Da tabela (3.1), podemos concluir que antenas com mesmas características elétricas,
de abertura e ganho, operando na frequência de 1800/2000 MHz apresentam metade
do tamanho, em relação à antena de 800/900 MHz. A área de exposição ao vento é
cerca de 3,5 vezes maior da antena de 800/900 MHz, em relação à antena de
1800/2000 MHz. Embora seja evidente a vantagem em área de exposição ao vento das
antenas de maior frequência, as perdas no espaço livre, denominada
desvananceamento, são menores para as antena com menor frequência, e portanto,
são necessárias mais ERB's com antenas em maior frequência para cobrir a mesma
área, reduzindo assim a grande vantagem direta apresentada, conforme figura (6.1).
850/900 MHz 1800/1900 MHz 2500 MHz
Figura (6.1) - Estimativas: Cobertura x Frequência
1.4 - Antena é um filtro?
Contrário a que alguns possam pensar, uma antena não opera como um filtro de
grande seletividade, e portanto, em frequências próximas de seu limiar de operação, a
mesma ainda terá uma boa eficiência de sintonização - isto seria mais ou menos como
uma lâmpada de 220V alimentada com apenas 180V, a lâmpada irá iluminar porém
não com a mesma eficiência. A figura (7.1) mostra a resposta em frequência versus o
VSWR de uma antena projetada exclusivamente para atender a banda de GSM 1800
MHz (1710-1880 MHz). O valor máximo da perda de retorno (VSWR <1,4:1). Observe
no gráfico, que fora da banda de operação, inferior e superior, a antena ainda
apresenta uma resposta em frequência dentro dos valores nominais especificados,
eficiência da ordem de 97%. Portanto, para o compartilhamento de um site, por
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
exemplo, caso seja necessário o corte em frequência com valores mais precisos deve-
se utilizar filtros específicos para esta função.
VSWR
Valor Inferiorainda dentro doespecificado
k
,
x\
< \ \ Frequência! de \ (
' ! OperaçãoU. U. j i ._,..._ i
. _L í i i i iL j 1 ; a i :
' <
,/— Valor Superior aindadentro do
especificado1710 MHz 1880 MHz
Frequência
Figura (7.1) -VSWR x Frequência, antena para GSM 1800 MHz
1.5 - Espectro de Frequência - Principais Sistemas Celulares
A faixa de frequência de operação é o pivô do desenvolvimento de qualquer produto de
RF e os fabricantes procuram adequar seu desenvolvimento baseado nos principais
padrões mundiais disponíveis, conforme tabela (4.1).
Padrão
IDEN 800 MHz
WCDMA 850 MHz
GSM 900 MHz
GSM 1800 MHz
GSM 1900 MHz
WCDMA 21 00
Rx ERB (MHz)UP-LINK
806-821
824-849
890-915
1710-1785
1850-1910
1920-1980
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
851-866
869-894
935-960
1805-1880
1930-1990
2110-2170
Tabela (4.1) - Principais padrões celulares mundiais
Internet: http://www.kathrein.com.br/
12KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KilTHREinMOBILCOM BRASIL
1.6 - Espectro de Frequência - Brasil
O plano de frequência Brasileiro é regulamentado pela Anatei (Agência Nacional de
Telecomunicações). Uma de suas principais atribuições é adequar o espectro
disponível com os sistemas padronizados globalmente, para que dentro do possível,
tenhamos uma universalização e maior facilidade de implantação dos serviços, como
roaming internacional, por exemplo. Segue abaixo tabelas de alocação do espectro de
frequência do serviço celular no Brasil.
1.6.1 Sub faixas Principais
Sub faixa
A
B
D
E
F
G
H
l
J
L
M
Rx ERB (MHz)UP-LINK
824-835
845-846,5
835-845
846,5-849
910-912,5
1.710-1.725
912,5-915
1.740-1.755
1920-1935
1.935-1.945
1.945-1.955
1.955-1.965
1.965-1.975
1.895-1.900
1.755-1.765
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
869-880
890-891,5
880-890
891,5-894
955-957,5
1.805-1820
957,5-960
1.835-1.850
2.110-2.125
2.125-2.135
2.135-2.145
2.145-2.155
2.155-2.165
1.975-1.980
1.850-1.860
Principais SistemasAtivos
WCDMA/CDMA/GSM 850
GSM 900/1 800
WCDMA2100
GSM 1900
GSM 1800
Tabela (5.1) - Sub faixa de frequência principal
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL1.6.2 Sub faixas de Extensão
Sub faixa
Extensão
Rx ERB (MHz)UP-LINK
898,5-901
907,5-910
1.725-1.740
1.775-1.785
1.765-1.770
1.770-1.775
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
943,5-946
952,5-955
1.820-1835
1.870-1880
1.860-1.865
1.865-1.870
1.885-1.890
1.890-1.895
Principais SistemasAtivos
GSM 900*
GSM 1800
GSM 1800
GSM 1 900**
Tabela (6.1) - Sub faixas de extensão
***
Não podem ser utilizadas por operadoras que já dispõe das Bandas D e E.Para sistemas TDD(Time Division Duplex)
Sub faixa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rx ERB (MHz)UP-LINK
1.725-1.727,5
1.727,5-1.730
1.730-1.732,5
1.732,5-1.735
1.735-1.737,5
1.737,5-1.740
1.775-1.777,5
1.777,5-1.780
1.780-1.782,5
1.782,5-1.785
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
1.820-1.822,4
1.822,5-1.825
1.825-1.827,5
1.827,5-1.830
1.830-1.832,5
1.832,5-1835
1.870-1.872,5
1.872,5-1.875
1.875-1.877,5
1.877,5-1.880
Principais SistemasAtivos
GSM 1800
Tabela (7.1) - Sub faixas de extensão
Internet: http://www.kathrein.com.br/
14KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
1.6,3 Sub faixas Principais - Sistema 3G
Sub faixa
F
G
H
l
J
Rx ERB (MHz)UP-LINK
1920-1935
1.935-1.945
1.945-1.955
1.955-1.965
1.965-1.975
Tx ERB (MHz)DOWN-LINK
2.110-2.125
2.125-2.135
2.135-2.145
2.145-2.155
2.155-2.165
Principais SistemasAtivos
WCDMA2100
Tabela (8,1) - Sub faixa de frequência 3G
1.7- Interferências
O plano de frequências brasileiro é muito complexo. Há entrelaçamentos de
frequências entre alguns sistemas, o que exige conhecimento e adequações técnicas
afim de tornar possível sua operacionalização conjunta. Vamos explorar um pouco
desta problemática, conforme veremos à seguir.
1.7.1 Situação: GSM 900 (BR) + WCDMA 850 (ou CDMA/TDMA 850)
De acordo com a alocação de frequências no Brasil em 850 MHz (Bandas A+B) os
sinais de Down-link (Tx) estão compreendidos entre a banda de 869-894 MHz. O
padrão GSM 900 MHz opera dentro da banda (890-960 MHz) tendo seu Up-link (Rx)
entre 890-915 MHz. Como no Brasil já existiam outros serviços sendo utilizados dentro
desta banda a ANATEI segmentou o uso do GSM 900 dentro de 4 sub banda de 2,5
MHz. Embora pequena, a maioria dos operadores a utilizam, principalmente para o
atendimento em localidades de baixo tráfego, visto as vantagens da propagação desta
faixa em detrimento ao 1800 MHz. Assim, foi necessário adequar os filtros das ERB's
de 900 MHz, no lado da recepção, pois as portadoras de sistemas em 850 MHz,
transmissores de banda B, são interpretados pelos canais de recepção do GSM 900
MHz como uma fonte de interferências, que dependendo da intensidade podem até
saturar a sua entrada bloqueando por completo a operação da ERB, conforme ilustrado
na figura (8.1).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
869 894
Rx 900 MHz
ZonaPassível deInterferência
890 898,5901 907,5 915
Figura (8.1) - Interferência entre 850 e 900 MHz
Para a maioria dos fabricantes de ERB's o desenvolvimento de filtros específicos
ajustados para o mercado brasileiro foi inviável, devido aos altos custos frente à
demanda. A solução encontrada foi utilizar filtros de passagem externos, normalmente
instalados próximos às antenas, fazendo o papel de pré-seletores, conforme segue
representado na figura (9.1).
xx
Filtro dePassagem
880 502
Filtro dePassagem
880 502
Curva Típica de Atenuação
Tx/Rx Tx/RdvERB
GSM 900
O
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
907-960
865 875 885 895 905 915 925 935 945 955 965
Frequência/ MHz
Figura (9.1) - Esquemático de instalação de filtros de supressão
Internet: http://www.kathrein.com.br/
16KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
1.8 - Evolução Futura
O 3GPP está atualmente trabalhando no desenvolvimento do novo padrão para
comunicações móveis, denominado "Long Term Evolution (LTE)", que deverá ser o
responsável pela evolução das redes atuais GSM/EDGE e WCDMA-HSPA. O LTE
pode ser implantado em redes 2G e 3G existente, sem a necessidade da compra por
parte dos operadores de novas licenças, ou ainda utilizando novos espectros de
frequências em 2500 MHz (2520-2690 MHz), por exemplo, já disponibilizados em
algumas partes do mundo.
Uma outra alternativa muito interessante que está sendo implementada em alguns
países é o emprego do espectro em 700 MHz para sua implantação. Esta frequência
surgiu à partir do chamado "Dividendo Digital", que é a racionalização do espectro
deixado pela digitalização de canais de UHF de TV analógica. Na Região 1 (Europa,
África e Oriente Médio) estão sendo disponibilizados espectro de 790-862 MHz, já na
Região 2 (Américas) e Ásia, as frequências disponíveis estão compreendidas entre as
faixas de 698-806 MHz.
A KATHREIN, atenta a esta demanda vem adequando sua linha de produtos de RF
para atender estes mercados. Foi lançado recentemente uma nova linha de antenas
painéis baseadas em dipolos 'ULTRABROADBAND', com banda de frequência de
operação de 1 GHz, operando de 1700-2700 MHz!. Estes tipos de antenas, associadas
à combinadores certamente irão dominar as instalações destes novos sistemas de
quarta geração (4G).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Capítulo 2 - Diagramas de Radiação
2.1 - Introdução
O diagrama de radiação de uma antena consiste de uma representação gráfica
tridimensional de seu comportamento físico no espaço, conforme mostra a figura (1.2).
-1 -1
Figura (1.2) - Diagrama tridimensional
Como não é prático trabalharmos com diagramas 3D para análises de diagrama de
radiação de antenas, normalmente estes são representados em dois planos principais
ortogonais denominados planos: Horizontal e Vertical. Portanto o diagrama 3D ilustrado
na figura (1.2) pode ser visto em corte conforme a figura (2.2).
Diagrama Horizontal Diagrama Vertical
Figura (2.2) - Diagramas Horizontal e Vertical
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Portanto considerando-se uma antena de polarização linear podemos definir os planos
(E) e (H) conforme segue:
• Plano (E): É o plano que contém o vetor campo elétrico na direção máxima de
radiação, que no sistema celular coincide com o plano vertical.
• Plano (H): É o plano que contém o vetor campo magnético na direção máxima
de radiação, que no sistema celular coincide com o plano horizontal.
Da mesma forma, podemos estender nosso raciocínio para uma antena tipo painel,
conforme mostram as figuras (3.2) e (4.2).
Figura (3.2) - Diagrama de radiação tridimensional
Diagrama Horizontal Diagrama Vertical
Figura (4.2) - Diagramas Horizontal e Vertical
Internet: http://www.kathrein.com.br/
20KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Como uma conclusão básica inicial podemos dizer que a antena Painel, quando
comparado à Omnidirecional, direciona a energia irradiada para uma determinada
região de interesse a ser coberta, daí normalmente estas antenas serem denominadas
genericamente como Diretivas.
2.2 - Diagramas de Meia Potência (3 dB)
O diagrama de meia potência ('Half Power Beam width1) é um parâmetro que mede o
formato do diagrama de radiação de uma antena. É uma medida angular do diagrama
principal, sendo obtido entre os pontos onde este atinge a metade (3dB) do valor do
lóbulo principal de radiação, sendo especificado tanto para o diagrama horizontal
quanto o vertical. Assim, da definição acima podemos observar que os diagramas de
meia potência da figura (2.2) é: HPBW (H): 360° e HPBW (V): 78° e da figura (4.2) é:
HPBW (H): 65° e HPBW (V): 7°. Através de um raciocínio lógico, e conhecimento da
física construtiva de antenas, é possível determinar o ganho aproximado de uma
antena conhecendo-se apenas suas aberturas à meia potência, conforme discutiremos
posteriormente.
2.3 - Diferentes Representações de Diagramas de Radiação
Há várias formas de representarmos o diagrama de radiação de antenas, sendo as
quatros relacionadas abaixo as mais comumente encontradas:
1. Diagrama Cartesiano Linear
2. Diagrama Cartesiano Logarítmico
3. Diagrama Polar Linear
4. Diagrama Polar Logarítmico
Na figura (5.2) há quatro diferentes formas de representação do mesmo diagrama
de radiação de uma antena tipo painel. Dependendo do objetivo de nossa análise um
ou outro tipo melhor se adapta à consulta. Por exemplo, a representação Polar Linear é
a mais popular nos catálogos dos fabricantes de antenas pois, para uma pesquisa
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
rápida ela nos fornece as duas informações básicas de maior interesse, ou seja, as
aberturas horizontal e vertical à meia potência (3 dB). Já para uma análise mais
detalhada certamente o diagrama Polar Logarítmico nos dará informações muito mais
precisas, principalmente com relação ao aos lóbulos secundários laterais e traseiros.
Da mesma forma podemos estender o raciocínio para os Diagramas Cartesianos,
sendo o Logarítmico mais detalhado.
Diagrama Cartesiano
-130' -160' -140- -«»' -100' JO' -50' -40' J»' O' 20' 40' 60' 30' 100' 120' 140' 160'
Diagrama Cartesiano Logarítmico
Diagrama Polar Linear Diagrama Polar Logarítmico
Figura (5.2)
Diferentes representações de diagramas de radiação de uma mesma antena painel.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
22KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HilTHREinMOBILCOM BRASIL
2,4 - Detalhando o Diagrama de Radiação
Tendo em vista as antenas Painéis dominarem as redes celulares em geral iremos à
seguir detalhar os principais elementos do diagrama de radiação que a compõem. A
figura (6.2) condensa os diagramas horizontal e vertical, ilustrados na figura (4.2), de
forma ampliada e em escala Polar Logarítmica.
Diagrama Horizontal
Lóbulos
Traseiros
210
240
Lóbulos
Secundários
1° Lóbulo Superior
Lóbulo Principal
Diagrama
Vertical
1° Ponto de Mínimo
Lóbulos
Secundários
300*
270'
Figura(6.2)
Principais elementos da leitura de diagramas de radiação de uma antena tipo painel.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Em uma análise genérica podemos afirmar que o diagrama horizontal está relacionado
com a cobertura macro de um site devido este possuir, na maioria dos casos, maior
abertura que o diagrama vertical. Por sua vez, o diagrama vertical direciona com maior
precisão a intensidade do sinal abaixo das torres, sendo portanto fundamental no
controle e qualidade da cobertura do site, evitando sombras de cobertura, por exemplo.
Podemos classificar os lóbulos do diagrama de uma antena da seguinte forma:
• Lóbulo Principal.
• Lóbulos Secundários (ou Laterais) - Superiores e Inferiores.
• Lóbulos Traseiros.
2.5 - Lóbulo Principal
O lóbulo principal de uma antena é sempre o de maior interesse, pois é nele que se
concentra a maior parte da energia irradiada. No ponto de meia potência (3dB), são
informados sua abertura, horizontal e vertical, conforme as figuras (2.2) e (4.2), por
exemplo.
2.6 - Lóbulos Secundários (ou Laterais)
Uma das consequências direta do empilhamento de dipolos na vertical é o aumento do
ganho de uma antena e o surgimento dos lóbulos secundários, ou laterais como são às
vezes denominados. Dentre estes, os de maior interesse são: o primeiro superior e
inferior, pois é onde há maior concentração da energia irradiada, aparte do lóbulo
principal. No caso dos lóbulos inferiores o ideal é que o primeiro ponto de mínimo,
também chamado 'primeiro nulo1, seja o menor possível a fim de fornecer para o setor,
ou célula, a ser coberto as menores possibilidades de sombra. Já no caso do lóbulo
superior a ideia é reversa onde quanto menor for sua intensidade há menos
possibilidade deste gerar interferências em células adjacentes. A figura (7.2) ilustra
esta ideia.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHRE1N MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
dB
-5
-10 -•
-15 - •
-20 "
-25 "
-30 • •
-35 • •
-40
Primeiro Ponto deMínimo Inferior
Primeiro Ponto deMínimo Superior
-180° -160" -140° -120° -100° -80° -60° -40° -20° 0° 20° 40° 60° 80° 100° 120° 140° 160° 180°
Figura (7.2) - Diagrama polar linear ampliado da figura (6.2)
2,7 - Preenchimento de Nulos e Supressão de Lóbulos Superiores
Introduzimos anteriormente o significado negativo que os pontos de nulo podem
causar no diagrama vertical de uma antena, eles podem representarsignificativa redução
na intensidade do sinal. Assim, pensando nesta problemática foi desenvolvida uma
técnica, denominada preenchimento de nulo (Null fill), na qual através da supressão
de parte da energia dos lóbulos superiores os lóbulos inferiores são preenchidos
tornando o diagrama desta antena mais uniforme. Portanto o preenchimento dos
nulos da parte inferior do diagrama está diretamente associado com a supressão dos
lóbulos superiores desta antena. Como consequência do preenchimento dos nulos
há normalmente o enfraquecimento do lóbulo principal, o que em outras palavras
significa reduzir o ganho da antena. Não existe portanto a criação de energia, há
apenas o redirecionamento de parte da energia dos lóbulos superiores para os inferi-
ores, de maior interesse na cobertura.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HIITHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Figura (8.2) Simulação de um Diagrama Vertical real
A figura (8.2) ilustra o diagrama vertical de radiação de uma antena a uma altura H do
solo. Os pontos de 1 a 4 estão dentro de representações de cones hipotéticos de
energia onde em teoria poderá haver um enfraquecimento da intensidade do sinal. Na
prática, a maioria destes pontos de mínimo são sobrepostos pela reflexão de sinais de
outros lóbulos laterais, havendo portanto uma compensação da intensidade do sinal,
sendo assim minimizada as zonas de sombra. Portanto os lóbulos secundários não
devem ser vistos apenas como fontes de interferência para o sistema, pois
principalmente nas redondezas próximas às torres estes podem ser os responsáveis
pelo estabelecimento da comunicação.
2,8 - Lóbulos Traseiros
Os lóbulos traseiros podem ser considerados como um caso especial de lóbulos
secundários, onde a principal diferença são que estes estão presentes nas costas da
antena. Como a ideia básica de se utilizar uma antena diretiva é a de focar a energia
Internet: http://www.kathrein.com.br/
26KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
em uma determinada área, fica claro que a energia irradiada nas suas costas é
indesejada ao sistema, podendo ser mais uma fonte de interferência para células
adjacentes. Lamentavelmente, não é possível suprimir por completo esta energia
reversa pois isto é inerente à construção física de antenas painéis.
2.9 - Relação Frente / Costas (F/C)
Afim de mensurar a quantidade de energia presente nas costas de uma determinada
antena diretiva foi criado um parâmetro, denominado relação Frente / Costas ('Front to
Back Ratio1 ) normalmente representada por (F/B), e expresso em Decibel (dB). Como
uma definição preliminar podemos dizer que este consiste em comparar o nível de sinal
em suas costas em relação ao nível de sinal do lóbulo principal, medido no ponto
central. A figura (9.2), ilustra este conceito.
Costas Frente
Figura (9.2) - Ilustração conceituai da relação frente costas.
Podemos assim quantificar teoricamente um possível nível de interferência que uma
determinada antena painel, por exemplo, pode gerar em células ou setores adjacentes.
Quanto maior for a relação menor é a probabilidade da antena causar interferência
devido a seus lóbulos traseiros. De qualquer forma, não podemos nos esquecer da
dificuldade de <se confinar sinais de RF, e portanto, mesmo que uma determinada
antena possua acentuada relação frente / costas não há garantia absoluta que o sinal
presente em suas costas seja desprezível. O meio onde encontra se instalada a antena
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
é um fator determinante de seu desempenho. Em regiões onde há alta concentração
de edifícios, por exemplo, existem sinais com multi-percurso em função das reflexões
nas fachadas. Neste cenário, mesmo utilizando-se antenas com acentuada relação
frente / costas não obrigatoriamente obteremos baixos níveis de sinal na traseira da
antena, conforme figura (10.2).
~T~"' T *- »--
D D DD D DD D D
D D DD D D
nnnnnnnnnnnnnnnnnn
Figura(10.2) - Efeitos da reflexão, sobre a óptica da relação F/C.
Como não existe um padrão entre diferentes fabricantes de antenas de como proceder
tal medição há espaço para muitas interpretações. Alguns medem os diagramas,
horizontal (azimute) e vertical (elevação), e simplesmente escolhem o nível de sinal
exatamente atrás da antena (180°). Este método gera controvérsias pois antenas
distribuem sua energia no espaço de forma tridimensional, havendo portanto a
possibilidade de se obter níveis de sinal mais intensos em outros pontos. A KATHREIN
utiliza um método mais apurado de se determinar tal parâmetro, medindo-se os
diagramas, horizontal e vertical, confinados dentro de um cone tridimensional com
ângulo de ±30°. Os pontos amostrados são significativamente maiores gerando
informações mais precisas. O valor mais crítico encontrado dentro desta área é então
considerado como referência, e efetivamente publicado no catálogo. Para antenas de
polarização cruzada (Xpol) os testes são estendidos e discriminados da seguinte forma:
Internet: http://www.kathrein.com.br/
28KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
• Co-polar - Transmissor / Antena sob teste na mesma polarização.
• Força Total - Transmissor / Antena sob teste em ambas as polarizações,
Co-Polar e Cross-Polar (Polarização Reversa).
A figura (11.2), ilustra em 2D este método de medição.
= ±30° *»'
Figura(11.2) - Medição da relação F/C, cone representado em 2D.
Em antenas tipo painel, que são as de maior interesse no mercado celular, podemos
dizer que quanto maior a abertura horizontal mais pobre será sua relação frente /
costas. Em geral, valores médios encontrados são:
Abertura
Horizontal
65°
90°
120°
Relação
Frente/Costas
25-30 dB
±25dB
±20dB
Tabela (1,2) -Abertura horizontal x F/C
Vale lembrar que 30 dB de F/C significa que teremos um nível de sinal 1000 vezes
inferior nas costas de uma determinada antena, quando comparado ao diagrama
principal. Este foi um dos principais motivos pelo qual antenas painéis de abertura
horizontal de 120°, ou superiores, deixaram de ser empregadas nas redes celulares a
medida que a concorrência entre os operadores foi aumentando.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Portanto conforme mostrado em nossa discussão, em função da falta de padronização
de um método comum de medição da relação F/C é muito fácil tirar conclusões falsas
pois normalmente estaremos comparando valores medidos de forma diferentes, como
valores médios versus 'pior valor absoluto'. Para superarmos estes obstáculos o mais
apropriado é analisar os lóbulos traseiros da antena de interesse, e estar atento ao
método de medição utilizado.
Não é possível mensuramos em campo, com relativa precisão, a relação F/C de
antenas diretivas. Isto ocorre devido a imprecisão da determinação da fonte de
transmissão efetiva que está sendo medida. Estes tipos de testes são realizados em
ambientes laboratoriais, com equipamentos de testes específicos, calibrados, e
principalmente isolando do meio a antena sob observação dentro de câmaras
anecóicas, conforme ilustrado na figura (12.2).
Figura (12.2) - Ilustração de uma antena sob teste dentro de uma câmara anecóica
Como antenas Omnidirecionais irradiam sua energia em todas as direções,
não há sentido em medir o parâmetro, relação frente / costas!.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
30KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Capítulo 3 - Ganho
3.1 - Introdução
Um dos parâmetros mais importantes para descrever o desempenho de antenas em
geral é o seu ganho. No entanto, esta palavra por si só pode induzir ao leigo a
conclusões erróneas quanto ao seu comportamento. O aumento do ganho, por
exemplo, irá implicar de fato no redirecionamento da energia irradiada no espaço
através do achatamento de seu diagrama vertical, conforme nossas discussões
posteriores.
3.2 - Definição
Sob o ponto de vista teórico o ganho de uma antena pode ser definido como sendo
proporcional ao produto de sua diretividade pela sua eficiência, conforme a seguinte
equação:
G = e x D
onde:
e: É a Eficiência da antena
D: É a Diretividade da antena
Este pode ser mensurado através da comparação com uma dada referência. No caso
Ideal, o radiador isotropico é um elemento que irradia a mesma quantidade de energia
em todas as direções do espaço, tendo portanto ganho de O dBi (entenda-se, O dB em
relação ao dipolo isotropico). Já no caso Real, o dipolo de Vz X faz o papel do elemento
irradiante, que por não possuir a mesma eficiência na irradiação da energia possui
ganho inferior, expresso em dBd (entenda-se, O dB em relação ao dipolo de Yz X) .
Devido a esta diferença há a seguinte relação entre o ganho expresso em dBi x dBd:
dBi = dBd+ 2,15
Através dos diagramas de radiação horizontal e vertical ilustrados na figura (1.3) é
possível visualizarmos com maior clareza a correlação entre o ganho medido em dBi e
dBd. Observe que o dipolo Isotropico, teórico, produz como resultado de sua excitação
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
uma esfera de energia no espaço, enquanto que o dipolo de % X, real, produz como
resultado a figura de um toróide de energia. Em termos tridimensionais fica claro
entendermos que a diferença em volume de energia produzido por ambos.
Referência
Dipolo de 1/2 A.
(dBd)
(REAL)
Radiador Isotrópico
(dBi)
(IDEAL)
Diagrama Vertical Diagrama Horizontal
Figura (1.3) - Representação gráfica do ganho em dBi e dBd
Quando da especificação técnica de antenas deve-se tomar muito
cuidado com relação à qual medida está sendo tomado como referência,
dBi ou dBd, pois a diferença de 2,15 altera significativamente seu
tamanho, abertura vertical e custo.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HflTHREinMOBILCOM BRASIL
3.3 - Ganho- Antenas Omnidirecionais
Para aumentarmos o ganho de uma antena é necessário adicionarmos dipolos na
vertical. Este empilhamento deve ser espaçado de « 1x X um do outro, pois se estes
elementos forem colocados muito próximos haverá um acoplamento entre eles
cancelando parcialmente sua radiação efetiva, causando assim a redução no ganho da
antena. Em teoria há uma regra básica para o incremento de ganho de Antenas, a
saber: Dobrando-se o número de dipolos, o ganho da antena aumenta em 3 dB, e seu
diagrama vertical é reduzido pela metade. A tabela (1.3) ilustra este conceito
correlacionando o aumento dos dipolos de uma antena Omnidirecional, com seu ganho
e abertura vertical.
Num, de DipolosHPBW: 78° Ganho: O dB
Num. de Dipolos1/2 X = 2
HPBW: 32° Ganho: 3 dB
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Num, de Dipolos
= 4HPBW: 15° Ganho: 6 dB
Num. de Dipolos1/2 À = 8
HPBW: 7° Ganho: 9 dB
210 . __+ 150
180
Tabela(1.3) - Relação: Ganho x Diagramas de Radiação
3.4 - Ganho - Fatores Limitantes
Mas afinal, qual o limite de ganho de uma antena para sistemas celulares?. Conforme
discutimos acima o aumento de 3 dB no ganho de uma antena implica na duplicação
de seu tamanho e achatamento do diagrama vertical pela metade. Desta forma, o
ganho máximo deve levar em consideração dois pontos básicos: tamanho e a abertura
vertical mínima, suficiente para cobrir os usuários com seus terminais móveis.
Tomando como exemplo antenas Omnidirecionais o limite de seu ganho é da ordem de
Internet: http://www.kathrein.com.br/
34KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
11 dBi. Operando na faixa de 800 / 900 MHz esta antena tem comprimento de 3,30 m e
diagrama de %. potência vertical de 7°, Para entendermos o fator limitador vamos supor
o desenvolvimento de uma nova antena com ganho superior de 3 dB. Isto implicaria em
uma antena de ordem de 6,60 m de comprimento e diagrama vertical Vz potência de
3.5°, O suposto ganho adicional que esta antena poderia oferecer ao sistema
irradiante, agora com 14 dBi, na realidade dificilmente se concretizaria. Devido ao seu
tamanho haveria um significativo aumento na carga de vento, o que poderia implicar,
em maiores oscilações da antena na torre e consequente variação na cobertura celular.
Seu diagrama vertical extremamente diretivo, com menos de 2° de energia útil irradiada
abaixo da linha do horizonte, limitaria o uso destes tipos de antenas somente em
situações muito particulares de propagação do sinal, em terrenos planos por exemplo.
Outra ponto a se destacar seriam as dificuldades construtivas destas antenas. Do
ponto de vista elétrico as consideráveis perdas ao longo das extensas linhas de
alimentação dos dipolos tornariam muito mais difícil atingir o casamento das
impedâncias, por exemplo. A resistência mecânica e peso também seriam fatores a
serem considerados com atenção. Segue na tabela (2.3) uma pequena relação de
antenas de alto ganho x aberturas.
Tipo
Omni 360°
Ganho
Painel 30°
Ganho
Painel 65°
Ganho
Painel 88°
Ganho
800/900 MHz
738192/736347
11 dBi
80010456
21 dBi
80010305
18 dBi
80010310
17dBi
1800/21 00 MHz
738187/741 790
11 dBi
80010251
21 dBi
742215
18 dBi
741 990
18 dBi
Dual Band
800 1 0274
9/10 dBi
X
X
742 266
17/1 8 dBi
80010123
17/1 8 dBi
Tabela (2.3) - Relação de antenas
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KIlTHREm SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
3,5 - Ganho - Antenas Painéis
O mesma lógica construtiva aplicada à antenas Omnidirecionais pode ser utilizada para
antenas tipo Painel. Considerando antenas de 800/900 MHz e abertura de Vz potência
horizontal de 65° obtemos os resultados mostrados na figura (2.3).
Número deDipolos 1/2 A.
1
2
4
8
Ganho(dBi)
9
12
15
18
AberturaVertical
70°
27°
15°
7°
Tamanho(mm)
256
656
1296
2580
--ar™"a3 Ã
Família de Antenas commesmo Diagrama Horizontal
KV
Figura (2.3) - Incremento de Ganho em Antenas Painéis 800/900 MHz
Internet: http://www.kathrein.com.br/
36KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KdTHREinMOBILCOM BRASIL
3.6 - Lóbulos Secundários
Um efeito adicional relacionado ao aumento do ganho de uma antena é o surgimento
de lóbulos secundários. Na figura (3.3) podemos verificar este comportamento.
Ganho 9dbi 12dbi 15dBi 18dBi
Lóbulos
SecundáriosNão há! Poucos Bem definidos Muitos!
Diagrama
Vertical
Ampliado
Figura (3.3) - Antenas Painéis x Lóbulos Secundários
3.7 - Painéis de Diferentes Aberturas Horizontal x Ganho
330'
300*
120*
330'
90' 270'
240'
180' 180'
(a) (b)
Figura (4.3) - Variação do Ganho x Aberturas Horizontal (65°/90°/105°/120°)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
A figura (4.3) representa antenas painéis de diferentes aberturas horizontal (65° / 90° /
105° / 120°) em dois setores adjacentes. Em (a) existe uma diferença grande nas
bordas dos setores dos diferentes painéis, pois a variação do ganho não foi
considerada!. Na realidade as antenas painéis de polarização vertical aqui
consideradas possuem mesmo tamanho e frequência de 800 / 900 MHz conforme
segue na tabela (3.3).
Abertura Horizontal
65°
90°
105°
120°
Ganho (dBi)
15,5
14
13,5
13
Tabela (3.3) - Ganho x Abertura
Por apresentarem o mesmo diagrama vertical, mas diferentes diagramas horizontais
estas possuem valores de ganho distintos, conforme pode ser constatado em (b).
Observem também que não existe significante diferença em relação aos diagramas de
% potência de 90°, 105° e 120° e a sobreposição entre os setores adjacentes é menor
do que sugerido em (a). Com base nestes fatos, nos sistemas celulares atuais não são
empregadas antenas de 105° ou 120° de abertura horizontal. Além disto, testes de
campo demostraram que embora exista uma variação angular de 30° entre painéis de
90° e 120°, na prática isto significa apenas uma redução da ordem de 5% na área de
cobertura, o que reforçou ainda mais o descarte do uso destas antenas.
Os diagramas de radiação apresentados normalmente em catálogos de
antenas não são normatizados, e portanto não consideram seu ganho.
Assim, atenção nas análises para não incorrer em distorções, conforme
mostrado na figura (4.3) / (a).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
3.8 - Estabilidade do Diagrama x Ganho
Os fabricantes de antenas procuram desenvolver suas antenas mantendo a
estabilidade do diagrama de radiação relativo ao ganho ao longo em toda:
• Frequência de Operação.
• Gama de Tilt Elétrico.
• Gama de Temperatura.
A falha em qualquer um destes parâmetros implicará na redução parcial do ganho da
antena. A KATHREIN desenvolve seus produtos levando estes parâmetros ao extremo,
superando muitas vezes normas de conformidade, como pode ser verificado nas
extensivas características publicadas em nossos catálogos. Veja no exemplo da figura
(5.3) a uniformidade do diagrama de radiação da antena 742 215 ao longo de seus 500
MHz de banda. Observe que a medida que aumenta-se a frequência de operação há
uma tendência natural no aumento da diretividade da antena (diagrama horizontal
diminui de 2° enquanto o diagrama vertical sofre redução de apenas 0,7°), tendo assim
um pequeno aumento de ganho (0,3 dB).
Modelo
Faixa de Frequência
Polarização
Ganho
Diagrama Horizontal:
Ângulo de 1/2 Potência
Diagrama Vertical:
Ângulo de 1/2 Potência
Downtilt Elétrieo
742 215
1710 -1880 MHz
+45°, -45°
2x17.7dBi
11710-220011850 -1990 MHz
+45°, -45°
2x17.9dBi
1920 -2200 M Hz
+45°, -45°
2x18dBi
68° 66° 64°
7.1° 6.8° 6.4°
0°-10°, continuamente ajustável
Figura (5.3) - Especificação parcial da antena 742 215
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOB1LCOM BRASIL3,9 - Painéis de Abertura Horizontal de 30° e 45°
O conceito do empilhamento de dipolos na vertical também pode ser aplicado
considerando se a junção de dipolos na horizontal, pois os princípios físicos são os
mesmos. Este tipo de arranjo é normalmente empregado na construção de antenas
painéis celulares com abertura de Vz potência horizontal da ordem de 30° ou 45°. Tais
diagramas são obtidos através da junção interna de duas antenas de abertura de Yz
potência horizontal de 65° ou 90°, respectivamente, unidas eletricamente e montadas
em paralelo. È por este motivo que estas antenas são largas, tendo maior área de
exposição ao vento, conforme apresentado na figura (6.3).
ta* Diagrama Horizontal
Figura (6.3) - Antena 742 351 - Xpol 1710-2170 MHz 33° 21 dBi 0°-10°T 1302 mm
Estas antenas são utilizados normalmente para cobrir rodovias, ou ferrovias, onde o
leito é bem definido e não há nas vizinhanças próximas necessidade de cobertura
adicional. Como normalmente o tráfego é baixo muitas vezes nestas situações o
operador opta pela configuração clássica denominada 'back-to-back1, conforme
representado na figura (7.3). Neste esquema há apenas um rádio sendo compartilhado
pelos dois setores opostos via um divisor de potência.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
40KATHRE1N MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
W//////////ÀFigura (7.3) - Configuração 'back-to-back' com antenas de 33°
Um outro exemplo de empilhamento de dipolos lateral pode ser visualizado na antena
800 10368, figura (8.3). Nesta montagem um painel de polarização vertical foi invertido
tendo como resultado uma antena compacta, de alto ganho (18 dBi) e com diagrama
horizontal de apenas 12°, ideal para links de repetidores por exemplo.
12'
Figura (8.3) - 800 10368 - Vpol 1710-2180 MHz 12° 18 dBi 0°T 743 mm
3,10 - Customizando Diagramas
As vezes por razões diversas o diagrama de radiação, ou ganho, necessário para a
cobertura de um determinado site não se encontra disponível. Em situações de
adversidades como esta podemos lançar mãos dos princípios físicos discutidos até
aqui para a montagem de um diagrama específico. Como exemplo, nossa proposta
será montar uma antena com as seguintes características básicas: Xpol / 806-960 MHz
/ H:33° / V: 7°/ 21 dBi / 0-7°T / 2254 mm.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Para atingirmos nosso objetivo necessitamos unir lado a lado duas antenas painéis de
65° de abertura horizontal conectadas através de divisores de potência. Teríamos
assim um novo sistema de antenas, eletricamente ligadas, com as seguintes
características:
Componentes
80010305
85010006
737 304
738 546
Sistema de
Antenas
Quant.
2
1(par)
2
2
1
Característica Técnica
Xpol 806-960 MHz H:65° V:7° 18 dBi 0°-7°T 2254 mm
Junção para antenas de 800/900 MHz
Splitter 1:2 800-2200 MHz DIN(F) Outdoor
Abraçadeiras para mastros de 50 - 115 mm
Xpol 806-960 MHz H « 33° V: 7° « 21 dBi 0°-7°T 2254 mm
Tabela (4.3) - Componentes do Sistema de Antenas de 33C
Figura (9.3) - Ilustração da montagem do Sistema de Antenas
Internet: http://www.kathrein.com.br/
42KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA |f DT§-| R E l II
MOBILCOM BRASIL
Um aspecto importante é quanto aos jumpers de conexão entre o Feeder / Splitters e
Splitters / Antenas. Como estes cabos fazem parte agora de um Sistema de Antenas,
que irá compor um diagrama específico de « 33°, é fundamental que os mesmos
tenham as mesmas características elétricas e comprimento, para que não haja
defasagem na fase de alimentação das antenas. Para antenas com tilt elétrico variável,
ambas devem estar ajustadas no mesmo ângulo. Estes cuidados são de fundamental
importância para evitar distorções na composição deste diagrama.
Uma vantagem operacional importante desta montagem é a flexibilidade na escolha
das antenas que podem ser adicionadas, de forma a se obter o diagrama que melhor
atenda à necessidades específicas.
Como observação final, nosso exemplo foi baseado em antenas de 800 / 900 MHz,
mas o mesmo se aplica para antenas em outras faixas de frequência, como por
exemplo 1800/2100 MHz.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASILCapítulo 4 - Polarização
4.1 - Introdução
Polarização é um aspecto importante em um projeto wireless. A máxima intensidade de
campo entre estações distintas ocorrerá quando ambas utilizarem polarizações
idênticas, daí a necessidade das antenas estarem alinhadas. Assim, é importante
considerar qual polarização utilizar: horizontal, vertical ou circular. No caso de Sistemas
Celulares, onde a mobilidade é um fator determinante, a polarização cruzada, na qual
as antenas das ERB's operam em +45°/-45°, foi a que melhor se adaptou a este tipo de
serviço, conforme nossas discussões posteriores.
4.2 - Definição
A onda eletromagnética é composta de dois campos, o elétrico e o magnético,
posicionados em planos ortogonais (90° de defasagem), podendo sofrer variações de
fase (ô) e amplitude, conforme ilustrado na figura (1.4).
Direção dePropagação
Figura (1.4) - Representação do Campo eletromagnético
A Polarização de uma onda plana no espaço pode ser descrita como a variação da
direção do vetor Campo Elétrico (E) em função do tempo. Em um ponto genérico do
espaço a forma traçada por este vetor é uma elipse, conforme mostrado na figura (2.4).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
yEI
_
„z
yEI
E,j^T '(
i v 4
* E2 x zi
y
k
x Z
yEj
x"" 1 "X
A/V ''''E2 x r z
r-' )P ",'TTI vy ÍL2 *
(a) (b) (c) (d)
Pol. Elíptica Pol.Vertical Pol.Horizontal Pol.Circular
Figura (2.4) - As principais formas de polarização de ondas
Os tipos de polarização de ondas: Vertical, Horizontal, Circular e Cruzada, são portanto
um caso especial de Polarização Elíptica, onde há variação nos parâmetros (Ei, £2 e ô),
conforme apresentado na Tabela (1.4).
Tipo de Polarização
Vertical
Horizontal
Circular Direita
Circular Esquerda
Cruzada (+ 45°)
Cruzada (- 45°)
Ei
0
1
1/V2
1/V2
1/V2
1/V2
E2
1
0
1/V2
1/V2
1/V2
1/V2
ô
0°
0°
-90°
90°
0°
180°
Tabela (1.4) - Componentes dos tipos de polarização de onda
A máxima eficiência de uma antena, em termos de polarização, será atingida quando
as mesmas estiverem transmitindo e recebendo na mesma polarização, sem
descasamento, conforme ilustrado na figura (3.4).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREIH SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Antena
Transmissora
\ \Antena
Receptora
Figura (3.4) - Link ponto a ponto com antenas Yagi em polarização vertical
4.3 - Descasamento de Polarização - Rejeição (XPD)
Afim de verificar as perdas ocasionadas pelo descasamento de polarização foram
realizadas várias medições alterando-se os tipos de polarização das antenas
Transmissora e Receptora. Os resultados estão sumarizados na Tabela (2.4).
Antena (Tx)
Polarização
Vertical
Horizontal
+ 45°
-45°
Vertical
Vertical
Vertical
Horizontal
Horizontal
Antena (Rx)
Polarização
Vertical
Horizontal
+ 45°
-45°
Horizontal
+ 45°
-45°
+ 45°
-45°
Descasamento
Prático
OdB
OdB
OdB
OdB
oo dB
3dB
3dB
3dB
3dB
Descasamento
Teórico
«OdB
«OdB
-OdB
«OdB
-20dB
«3dB
~3dB
«3dB
= 3dB
Tabela(2,4) - Descasamento de polarização
Pelo princípio da Reciprocidade, a troca das antenas de Transmissão e
Recepção não influenciam o resultado final obtido na medição do
descasamento de polarização.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
46KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Os valores obtidos podem ainda sofrer variações significativas em função das
reflexões, sendo o ambiente onde encontra se instalada as antenas um fator
determinante de seu desempenho quanto a este parâmetro.
4,4 - Polarização Linear- Horizontal e Vertical
Uma antena é um transceptor que converte as ondas eletromagnéticas irradiadas no
espaço. O campo elétrico, ou plano E determina a polarização, ou orientação das
ondas de rádio. Uma antena de polarização linear irradia totalmente em um plano
contendo a direção de propagação. Assim, antenas tem polarização linear:
• Vertical: quando seu campo elétrico é perpendicular à superfície da terra
Exemplo: Antenas automotivas, rádios portáteis, celulares.
• Horizontal: quando seu campo elétrico é paralelo à superfície terrestre.
Exemplo: Emissoras transmissoras de TV e Rádio
A polarização vertical é frequentemente utilizada quando deseja se irradiar um sinal de
rádio em várias direções, como por exemplo, unidades móveis distribuídas em uma
área. Esta apresenta bom desempenho em subúrbios de cidades ou na zona rural,
especialmente onde o relevo é montanhoso. Como resultado, grande parte dos
sistemas de comunicação terrestre atuais, acima de 30 MHz, utilizam este tipo de
polarização.
A polarização horizontal é utilizada por grande parte de sistemas de transmissão de
broadcast, de TV e Rádio AM e FM. Dizem que a polarização horizontal foi escolhida
originalmente porque havia a vantagem de não ter uma recepção de tevê interferindo
com as estações móveis de rádio polarizadas verticalmente. Outro ponto também a se
considerar é o fato do ruído de rádio produzido pelo homem ser predominantemente
polarizado verticalmente. Portanto o uso da polarização horizontal fornece alguma
discriminação contra interferências desta natureza.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHRElIl SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
4.5 - Polarização Circular
Uma onda com polarização circular irradia energia em ambos os planos, horizontal e
vertical, e em todos os planos entre estes. A diferença, se houver, entre os picos de
máximo e mínimo, ocorre uma vez que a antena rotaciona entre todos os ângulos. Esta
relação axial ou elípce de polarização é usualmente especificada em decibel (dB). Se a
relação axial é O dB, a antena tem polarização circular. Se a relação axial está entre 1 a
2 dB a polarização é elíptica.
Em uma antena de polarização circular o plano de polarização rotaciona em circulo
realizando uma revolução completa durante um período de onda. Se a rotação é
horária, em relação à direção de propagação, o senso de direção é chamado de
circular direita. Se a rotação é anti-horária, em relação à direção de propagação, o
senso de direção é chamado de circular esquerda.
A polarização circular é frequentemente utilizada em comunicações via satélite. Ondas
de rádio polarizadas linearmente podem girar quando da passagem do sinal pela
lonosfera, perdendo intensidade de campo. A polarização circular manterá o sinal
constante não obstante estas anomalias. Antenas deste tipo são mais caras do que as
de polarização linear, devido a sua construção complexa e trabalhosa.
Considerações Importantes
(Vide 6 dicas envolvendo Polarização)
1) Sob a óptica de visada direta, o mais importante é que ambos as exfremidades a
serem conectadas utilizem a mesma polarização. Em um sistema de polarização
linear, um desalinhamento de polarização de 45° irá degradar o sinal em até 3
dB. Caso este seja de 90°, a atenuação poderá ser > 20 dB. Da mesma forma,
em um sistema de polarização circular ambas as antenas deverão ter o mesmo
senso, ou então, isto poderá incorrer em perdas > 20 dB de atenuação.
2) Antenas de polarização linear podem operar com antenas de polarização
circular, e vice versa. No entanto, haverá até 3 dB de perda de intensidade em
campo. Em situações de sinal fraco, ou intermitência, poderá haver bloqueio na
comunicação.Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
3) Se sua antena tiver que ser instalada em uma torre ou edifício, com outras na
vizinhança, a melhor opção é distancia-las ao máximo. Na banda de UHF,
mesmo uma pequena separação, de poucos centímetros, poderá melhorar
significativamente os problemas de perda de sintonia.
4) Em ajustes de links de comunicação, é interessante testa-lo na polarização
vertical e horizontal para verificar qual tem melhor desempenho. Se houver
alguma reflexão na área, proveniente das estruturas, um tipo de polarização
pode se sobrepor ao outro. Além disto, se há outros sinais de RF, em
polarização oposta aos predominantes isto irá aumentar a isolação.
5) Uma observação importante é quanto às reflexões das ondas de rádio em uma
superfície reflexiva lisa. Poderá ocorrer um deslocamento de fase de 180°, um
fenómeno conhecido como reflexão especular (ou espelho da imagem). O sinal
refletido pode ser destrutivo ou construtivo, afetando o comportamento do sinal
de visada direta. A polarização circular tem vantagens nestas situações pois a
onda refletida poderá ter diferente senso relativo à onda direta e obstruir o
desvanecimento provenientes destas reflexões.
4,6 - Diversidade de Recepção
Mesmo quando há casamento de polarização, outros fatores também poderão afetar a
intensidade do sinal, como "Long term fading' e ' Short term fading\ O primeiro é
resultado das mudanças do tempo (como pressão barométrica e precipitação) ou
quando o terminal móvel encontra-se atrás de montanhas ou prédios. Já o segundo, é*>
normalmente referenciado como multi-percurso, pois é resultado de sinais refletidos
interferindo com os sinais em visada direta. Outro fator negativo bem conhecido em
redes celulares esta no fato do terminal móvel ter menor capacidade de transmissão
que as ERB's. Isto significa que a transmissão do terminal móvel para a ERB (Up-link)
é muito mais desfavorável em relação ao link reverso, da ERB para o terminal móvel
(Down-link). Para compensar este desbalanço entre, entre down-link / up-link, foi
desenvolvido esquemas de diversidade, aumentando a sensibilidade do sinal na
recepção da ERB.Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
4,7 - Diversidade Espacial
O sinal transmitido por um terminal móvel é normalmente refletido ao longo de sua
propagação chegando a ERB via diferentes direções. Como resultado, o sinal de
recepção na ERB, é a somatória de diversos vetores com diferentes amplitudes, fases
e polarizações. Se duas antenas de recepção forem separadas horizontalmente uma
da outra, é muito mais provável que uma delas receba o sinal com maior intensidade
de campo (Principio dos Sinais não Correlacionados). Assim nasceu o primeiro
esquema de diversidade utilizado nos Sistemas Celulares em geral, a denominada
Diversidade Espacial. Para sua implementação prática são necessárias duas antenas
de recepção, (Rx) e (Rx div), instaladas em um mesmo setor, separadas
horizontalmente uma da outra, daí vem a denominação, conforme representado na
figura (4.4).
Rx d Rx div
Figura (4.4) - Princípio da Diversidade Espacial
Portanto, os sinais captados nestas antenas são comparados por algum esquema
lógico dentro da ERB. O sinal de maior intensidade prevalece, por onde será
estabelecida a conexão naquele momento. A movimentação do usuário celular pode
alterar esta situação a todo o instante trocando, ou não, a antena de recepção em
operação. A figura (5.4) ilustra este conceito.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KI1THREII1MOBILCOM BRASIL
Diversidade - 2 Antenas Rx Sinal Combinado20 20
c -40
?.,', A"V
Temoo Temoo
Figura (5.4) - Esquema de ganho em Diversidade Espacial
Dependendo das características de propagação onde se encontra localizado o site, o
ganho da diversidade espacial é da ordem de 3 a 5 dB, quando comparada à recepção
via apenas uma antena.
Jumpert
\
^
'
t
«,
.
'
t
\
1
>
'
Feeder-4 \- 1-
l
Jumper
i ' v 'Rx Tx Rxdiv
ERB
Figura (6.4) - ERB configurada com antenas em Diversidade Espacial
Uma das principais desvantagens desta configuração é que para se obter eficiência é
necessário separar as antenas de recepção (Rx) de pelo menos 6x A (comprimento de
onda), conforme figura (6.4). Na prática, isto significa que uma ERB operando um
sistema em 900 MHz, por exemplo, necessitará de uma estrutura de fixação das
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOB1LCOM BRASIL
antenas de aproximadamente 4,0 m. Isto implica na construção de torres robustas com
alta carga de vento, conforme ilustrado na figura (7.4).
Vista Superior
Figura (7.4) - ERB configurada com antenas em Diversidade Espacial
Com a evolução dos equipamentos, surgiu a possibilidade de duplexar o Sistema
Irradiante, ou seja, integrar dentro da mesma antena os sinais de transmissão (Tx) e
recepção (Rx).
f 1
o-y À
s Vista Superior
T TJumper
Feedei . ._ _ _ _ _
Jumper j
yDuplexador
fper
v
* i
t \
^
'RK T»
v'
Rsdiv
ERB
Figura (8.4) - ERB configurada com antenas em Diversidade Espacial (Duplexada)
Assim, foi possível reduzir para duas antenas de polarização vertical por setor. A figura
(8.4) ilustra esta configuração. O Sistema Irradiante ficou mais enxuto, porém mais
complexo, pois há a presença de sinais de TX e Rx dentro do mesmo cabo de
Internet: http://www.kathrein.com.br/
52KATHRE1N MOBILCOM BRASIL LTDATEL, (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA |fj []TH R E l 11
~ M O B I L C O M BRASIL
alimentação. Conforme veremos em nossas discussões posteriores, a partir deste
ponto a questão da intermodulação começa a se tornar mais crítica.
4.8 - Diversidade de Polarização
Com o aumento significativo da quantidade de operadores competindo dentro de uma
mesma área e dificuldades de se obter licenças de instalação de novas ERB's surgiu à
necessidade do desenvolvimento de novos esquemas de diversidade mais eficientes,
com menor impacto visual e estruturas mais leves e compactas. Como uma variante ao
esquema de Diversidade Espacial foi desenvolvido um novo conceito baseado na
Diversidade por Polarização de onda. Ou seja, os sinais de recepção que antes eram
comparados em função de sua distância no espaço serão agora discriminados em
relação à sua polarização.
Em geral, podemos afirmar, que a isolação entre antenas próximas de transmissão /
transmissão, Tx-Tx, e de transição / recepção, Tx - Rx, devem ter pelo menos 30 dB,
para evitar:
• produtos de intermodulação (IMs) interferentes
• bloqueio dos canais receptores
• incremento do VSWR
Os requisitos de 30 dB de isolação são portanto aplicáveis à antenas de polarização
dupla - que possuem dipolos operando em mais de um tipo de polarização. As
pesquisas iniciais optaram por trabalhar com antenas de polarização dupla nas
polarizações Horizontal e Vertical, por ser mais fácil atingir os 30 dB de isolação
necessários para a perfeita operação dos sistemas. Assim a primeira antena
desenvolvida, denominada de polarização HA/, dispunha de duas entradas
independentes, onde cada conjunto de dipolos opera em Polarização Vertical e
Horizontal respectivamente. O fato de haver um acentuado valor de descasamento de
polarização entre ondas em polarização vertical e horizontal contribuiu de forma
expressiva para a operação deste tipo de antena. Este esquema de diversidade
também demonstrou sua eficácia, tendo seu ganho atingido a mesma ordem de
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
grandeza da Diversidade Espacial, podendo reduzir a estrutura para uma ou duas
antenas por setor. Portanto o objetivo principal de reduzir a estrutura de instalação dos
sites mantendo-se, ou superando, o ganho da diversidade espacial foi atingido,
conforme figura (9.4).
2 X
Vista Superior
Jumper
T TFeeder . ,
— —r —|— — — — — —
J. J. J.
Jumper
v vRx Tx Rxdiv
ERB
Figura (9.4) - ERB configurada com antenas em Diversidade Espacial HA/
E possível utilizar dois tipos de configuração em sites com antenas HA/. A primeira
possibilidade e a instalação mista, contendo uma antena de polarização vertical e outra
de polarização HA/. Há dois pontos desfavoráveis neste esquema, relativo a estruturas
e diagramas de radiação. Embora de menor porte, agora com seis antenas na ERB,
ainda faz se necessário um distanciamento de pelo menos 2 X (comprimento de onda)
entre as duas antenas instaladas no mesmo setor. Outro ponto, é que mesmo
utilizando-se antenas do mesmo fabricante os diagramas de radiação gerados por uma
antena de polarização vertical e outra HA/, serão similares, mas não idênticos em toda
extensão, e que portanto podem gerar pequenas distorções entre sinais de Tx e Rx. A
segunda possibilidade, é utilizar apenas uma antena H/V, duplexada por setor. Como
esta possibilidade mostrou se eficaz, com bons ganhos de diversidade, e tendo a
Internet: http://www.kathrein.com.br/
54KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
vantagem de se mais compacta, foi adotada em geral como padrão para estes tipos de
sites, conforme ilustrado na figura (10.4).
Vista Superior
Seíores120°
Jumper
RK TK Rxdiv
ERB
Figura (10.4) - ERB configurada com antena em Diversidade de Polarização (HA/)
Um fator limitante no emprego de antenas de polarização HA/ está no fato das antenas
dos terminais móveis operam basicamente na vertical. Assim, a transmissão da ERB
para o terminal móvel (sinal de down-link) não deve ser feita na polarização horizontal
para que não haja diminuição da eficiência de propagação.
Lembramos, que o descasamento de polarização entre a
ERB/terminal móvel, transmitido na horizontal e recebido na vertical,
pode atingir a ordem de 20-30 dB de atenuação do sinal,
comprometendo de sobremaneira o link de comunicação.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HdTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
4.9 - Polarização Cruzada
Dando continuidade ao processo evolutivo da Diversidade de Polarização, surgiu então
uma nova linha de pesquisas baseadas em dipolos de Polarização Cruzada em +45° e
- 45°. Exaustivos testes foram realizados e os resultados do ganho em diversidade
foram tão bons quanto os outros dois esquemas apresentados. Uma vantagem das
antenas de polarização cruzada frente às HA/ e que ambas as portas, em +45° ou -
45°, podem ser utilizadas para a transmissão, sem perda de eficiência relativa ao
terminal móvel - a atenuação teórica de 3dB causada pelo descasamento de
polarização entre a ERB e o terminal móvel não é observada na maioria das situações
práticas, pois devido as reflexões, o sinal raramente chega polarizado verticalmente no
terminal móvel. Alem disto, ambas as portas da antena podem ser simultaneamente
utilizadas para a transmissão de sinais, sem a necessidade do uso de um combinador
de transmissão. Quanto à isolação, prevaleceu a necessidade da ordem de 30 dB, o
que também foi atingido. Com isto, as antenas Polarização H/V caíram em desuso e
posteriormente deixaram de ser produzidas. Outra otimização importante foi a
integração nas ERB's dos duplexadores, minimizando assim perdas de inserção e
eliminando os jumpers de conexão, conforme apresentado na figura (11.4).
Jumper
Rn Tx Rxdiv
ERB
Figura (11.4) - ERB configurada em Diversidade de Polarização (+45% 45°)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
56KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Atualmente, como a questão de impacto visual e carga de vento nas torres esta cada
vez mais crítico, as antenas de Polarização Cruzada dominaram o mercado de antenas
para redes celulares. Há os mais diferentes tipos de antenas, com variados ganhos e
aberturas além dos modelos multibanda, que possibilitam a convergência de redes. A
figura (12.4) ilustra um site dual band operando dois sistemas GSM em 900 e 1800
MHz com somente uma antena por setor.
xxXxxxx
Jumper
T Il l
Feeder . t
— -T T"
l }Jumper
_y v_
ERB
Figura (12.4) - ERB dual band configurada em Diversidade de Pol. (+450/ - 45°)
4.10 - O Dipolo Cruzado
Relativo aos diagramas de radiação, antenas com polarização vertical ou horizontal
apresentam ângulo de azimute constante independentemente de onde estas são
observadas no espaço. Já o dipolo cruzado, o ângulo de azimute varia de acordo com
o posicionamento da antena relativo ao observador. Este conceito é fácil de ser
entendido considerando-se o ângulo de orientação de um dipolo cruzado visto sob
diferentes perspectivas, conforme mostrado na figura (13.4).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
PolarizaçãoVertical
Polarização+45°
Polarização"4^° Dipolo
Figura (13.4) - Dipolo de Polarização Cruzada (+ 45°/ - 45°)
Variado-se a polarização de um dipolo cruzado de 45°, o vetor intensidade de campo
elétrico pode ser descrito por um sistema de coordenadas retangulares decomposto na
horizontal (Eh) e na vertical (Ev). Isto significa que a precisão da polarização cruzada
de uma antena Xpol pode ser testada medindo-se o diagrama de radiação nas
polarizações vertical e horizontal, ou alternativamente medindo-se os diagramas nas
polarizações de + 45° e - 45°. Se o vetor intensidade de campo é exatamente + 45°, o
valor co-polar é 100% e o valor cross-polar é 0%. Em outras palavras, se a polarização
é quase 45° o diagrama de radiação medido na vertical (Ev) e na horizontal (Eh) serão
muito próximos. Se a polarização é exatamente 45°, então o diagrama de radiação
vertical (Ev) e na horizontal (Eh) serão idênticos, conforme figuras (14.4).
Figura (14.4) - Decomposição do vetor campo elétrico E
Internet: http://www.kathrein.com.br/
58KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HIlTHREinMOBILCOM BRASIL
4.11 - Relação Cross-Polar
Devido ao esquema de diversidade de polarização, as antenas de polarização cruzada
possuem um parâmetro denominado Relação Cross-Polar, que descreve a correlação
entre duas polarizações ortogonais no campo distante, medido a ± 45°. Este parâmetro
é uma razão entre o sinal Co-Polar e Cross-Polar, sendo que quanto maior o valor,
melhor o desempenho da antena relativo ao ganho de diversidade de polarização entre
suas portas +45° e - 45°.
Claramente a Relação Cross-Polar varia com o ângulo de azimute, tendo na direção
principal seus valores mais acentuados. Nas bordas dos setores da célula, em + 60°,
há um decréscimo deste valor em função do enfraquecimento do sinal. Valores típicos
encontrados nas antenas KATHREIN são:
• Na Direção principal: > 20 dB
• NoSetor±60°: >10dB
As figura (16.4) ilustra o desempenho da relação Cross-Polar de uma antena Xpol ao
longo de seu azimute.
-8D -30 O 30
Azimute (Graus)
Figura (16.4) - Relação Cross-Polar, antena Xpol HPBWde 65C
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
E importante destacar este parâmetro de desmpenho, principalmente nas
bordas do setor, ± 60°, onde o sinal tende a estar enfraquecido. A figura
(17.4) ilustra graficamente o desempenho de uma antena painel Xpol de
abertura horizontal de 65°. Observe o decaimento da energia nas bordas da
célula em relação à direção principal.
MaiorIntensidade
Setor da Célula
MenorIntensidade
320
280
270
310
Figura (17.4) - Desempenho da Relação Cross Polar, antena painel de 65°
4.12 - Parâmetros de Simetria: Squint e Tracking
Com o emprego de antenas de polarização cruzada há uma sobreposição dos
diagramas de radiação, em + 45° e - 45°. A simetria destes dois diagramas é
fundamental para o bom desempenho do sistema, para evitar problemas de
desbalanço entre os sinais de uplink e downlink, por exemplo. No entanto, devido à
física construtiva de antenas não é possível obter 100% de simetria na sobreposição
destes diagramas. Os dois parâmetros utilizados pelos fabricantes de antenas para
medir variação na simetria dos diagramas de radiação horizontal de antenas de
polarização cruzada são o: Squint e Traking.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
60KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
4.12,1 -Squint
O Squint é o desvio do diagrama horizontal da antena medido ortogonalmente ao
refletor, entre os ângulos de meia potência, dentro da banda de frequência de
operação. Normalmente a tolerância deste desvio é da ordem de ± 5%, conforme
representado na figura (1 8.4). Medição:
350340
330
D+45° / 806 MHz / OTilt
+45° / 960 MHz / OTilt
320
310
280
270
300
90"1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ^srW*&**flj 10 6 3
Figura (18.4) - Squint, antena painel Xpol HPBW de 65°
4,12.2-Tracking
O Tracking é a medida do desvio da simetria do diagrama horizontal nas polarizações
de + 45° / - 45° a ± 60° em relação à direção ortogonal ao refletor, medido na mesma
frequência e ângulo de tilt elétrico. Medidas de compensação de traking podem
minimizar esta distorção à ordem de 2 dB, conforme representado na figura (19.4).350- o- ,n. Medição:
340
330D+ 45° 71750 MHz / BTilt
45° 71750 MHz / 8Tilt
310"
1 2 3 4 5 6 7 S 9 1090"
Figura (19.4) - Tracking, antena painel x pol HPBW de 65C
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Capítulo 5 - Downtilt
5.1 - Introdução
Um problema frequente encontrado no planejamento celular é a sobreposição
excessiva de setores adjacentes. Embora esta região de fronteira seja importante para
uma transição suave e imperceptível do assinante móvel, a indefinição de uma área de
handover poderá causar conflitos entre células, sobrecarregando o sistema ou em
casos críticos podendo até derrubar a conexão. Uma das ferramentas disponíveis aos
engenheiros de RF para tentar controlar melhor esta área é o downtilt de antenas, que
tem por objetivo principal a redução da energia na direção principal de propagação,
conforme abordaremos nesta sessão. Afigura (1.5) ilustra esta ideia.
\ Região de /\Transicao7
Figura (1.5) - Região de fronteira entre dois setores
Internet: http://www.kathrein.com.br/
62KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
5.2 - Como calcular um ângulo de downtilt otimizado?
Normalmente o diagrama vertical de uma antena irradia a maior parte de sua energia
na direção do horizonte, sendo os lóbulos inferiores úteis para a cobertura abaixo das
torres. Em aplicações padrão o propósito de se utilizar o downtilt é limitar a intensidade
de campo em relação à linha do horizonte. Este objetivo é atingido com a redução da
ordem de 6 dB na energia irradiada, em relação à direção principal de propagação.Primeiro LóbuloSecundário Superior
> .ÍF-V .-. . : • • 'i.-.vjV ~- • -'••••.; r?7 - -
LóbuloPrincipal
Figura (2.5) - Diagrama vertical típico
Há ainda um segundo ponto importante a se considerar. Aparte do lóbulo principal, o
diagrama de radiação vertical também possui lóbulos secundários superiores, cuja
quantidade depende do ganho da antena, conforme figura (2.5). Se o ângulo de tilt é
muito grande na direção do solo a intensidade de campo não será reduzida, mas sim
incrementada, devido a contribuição do primeiro lóbulo secundário, que é o mais
intenso. Portanto o limite de downtilt do diagrama vertical de uma antena é atingido
quando seus lóbulos superiores se encontram no máximo na linha do horizonte.
CondiçãoLimite
Linha doHorizonte
TiltElétrico:14°
Figura (3.5) - Diagrama vertical da antena 800 10303 em 14 de tilt elétrico.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
A figura (3,5) ilustra o diagrama vertical da antena 800 10303 no seu ângulo máximo de
tilt elétrico, de 14°. Observem que mesmo neste caso o primeiro lóbulo secundário
superior encontra se acima da linha do horizonte, garantido assim a eficiência deste
ajuste.
5.3 - Formas de Downtilt
Há no mercado atual quatro tipos diferentes de downtilt para antenas painéis, são eles:
• Downtilt Mecânico.
• Downtilt Elétrico Fixo.
• Downtilt Elétrico Variável (Manual)
• Downtilt Elétrico Variável (Remoto).
5.4 - Downtilt Mecânico
O método mais simples utilizado para se fazer o downtilt do diagrama vertical de uma
antena painel é o denominado Downtilt Mecânico, conforme figura (4.5). Este consiste
no uso de uma articulação simples que prove um mecanismo angular de ajuste.
Observe que o downtilt desejado é válido apenas na direção principal do diagrama de
radiação horizontal. Não há nenhum downtilt na direção do eixos (+ 90°), medidos em
relação ao lóbulo principal. Entre 0° e 90° o ângulo de downtilt varia de acordo com a
direção do azimute. Isto resulta em um diagrama de meia potência horizontal que
aumenta em função do incremento do ângulo de downtilt.
+90
Figura (4.5) - Variação do diagrama horizontal em função do downtilt mecânico.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
64KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
O resultado alcançado de redução do ganho depende da direção do azimute. Este
efeito é muito difícil de ser considerado no planejamento celular. Outro aspecto
negativo no uso do downtilt mecânico é o fato deste direcionar o lóbulo traseiro da
antena para cima, podendo causar interferências em células adjacentes.
O ajuste acentuado de tilt mecânico realmente limita a intensidade de campo
na direção principal, porém há a abertura do diagrama horizontal da antena
em suas bordas. Este espalhamento lateral é conhecido como 'Efeito
Borboleta', devido ao seu formato.
5.5 - Downtilt Elétrico Fixo
Em geral os dipolos de uma antena são alimentados com a mesma fase através de um
esquema de divisão. Nesta configuração o ângulo de tilt elétrico é de 0°. Alterando-se
as fases de alimentação dos dipolos, é possível ajustar a ângulo do tilt elétrico do
digrama de radiação da antena. Como exemplo, a figura (5.5), representa uma rede de
dipolos que são alimentados de cima para baixo, com um incrementando de fase na
razão de 70°.
(p = 70'
<p = 2&0"
DODDD
-90°
Antena PermaneceFixa.
Diferentes ângulos de fase Cada ângulo de tiltalteram o tilt da antena. representa uma antena!
+90
Figura (5.5) -Variação do diagrama horizontal em função do downtilt elétrico
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOB1LCOM BRASIL
Fisicamente, na construção destas antenas, as diferentes fases são atingidas
utilizando-se cabos de alimentação de diferentes comprimentos ou bitolas. O downtilt
elétrico tem a vantagem de manter o ângulo determinado, quando da fixação dos cabos
de alimentação, constante ao longo de toda a gama do azimute. O diagrama horizontal
de meia potência permanece inalterado. Assim, o ângulo de downtilt elétrico é
determinado na montagem da antena e não pode ser alterado.
5.6 - Downtilt Elétrico x Mecânico
Comparando o downtilt elétrico versus mecânico podemos tirar algumas conclusões
importantes, conforme tabela (1.5):
Downtilt Mecânico
O ângulo de downtilt varia sobre o azimute,
sendo apenas efetivo na direção principal (0°).
Não há tilt nas direções t 90°, em relação ao
lóbulo principal.
O diagrama de meia potência horizontal
aumenta em função do incremento do ângulo
de tilt ('Efeito Borboleta1).
A redução do ganho resultante depende da
direção do azimute - isto raramente pode ser
considerado no planejamento celular.
Pode ser ajustado em campo.
Downtilt Elétrico fixo
O ângulo de downtilt varia sobre o azimute de
maneira uniforme, e não apenas na direção
principal (0°).
O diagrama de meia potência horizontal
independe do ângulo de downtilt.
A redução do ganho ocorre em todas as
direções do azimute. Assim, simulações se
aproximam dos resultados práticos.
Não pode ser ajustado em campo.
Tabela (1.5) - Downtilt elétrico x mecânico
Embora sejam nítidas as vantagens da utilização do downtilt elétrico em relação ao
mecânico, vale lembrar que a maioria dos operadores móveis, mesmo quando
utilizando-se de antenas com downtilt elétrico variável, ainda assim adquirirem o
downtilt mecânico. Uma explicação básica para isto deve-se ao fato de que muitas
vezes o efeito do espalhamento lateral ('Efeito Borboleta1), visto na maioria das vezes
de forma negativa, pode auxiliar para a adequação do diagrama de radiação em
determinada situação.Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHRE1N MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HilTHREinMOBILCOM BRASIL
Em casos especiais, onde é necessário o uso de grandes ângulos de downtilt, como
por exemplo, para a cobertura de ruas adjacentes a edifícios altos ou próximos a base
de uma montanha, pode-se utilizar a combinação do downtilt elétrico com o mecânico.
5.7 - Downtilt Elétrico Variável (Manual)
O downtilt elétrico representou uma evolução na forma de controle do diagrama de
radiação. Porém o fato de mão poder ser ajustável em campo representava uma
desvantagem substancial em sua utilização. Se o ajuste necessário no site não
pudesse ser corrigido via tilt mecânico a antena deveria ser substituída, com outro valor
de tilt elétrico. A fim de corrigir este problema foi desenvolvido um mecanismo de ajuste
de tilt elétrico com esta possibilidade. Aqui, ao invés de utilizar-se diferentes cabos
fixos para se obter diferentes fases de alimentação dos dipolos foi adicionado ao
circuito interno da antena um dispositivo, denominado seccionador (phase shifter) que
através de diferentes caminhos, de acoplamentos capacitivos, ajustam o ângulo de tilt
elétrico, conforme ilustrado na figura (6.5).
1 CaminhoLongo
CaminhoCurto
Seccionador
Figura (6.5) - Esquema do tilt elétrico variável em uma antena painel.
O uso de antenas com tilt elétrico variável é uma das ferramentas mais eficazes no
processo de otimização de redes wireless, tornando este tipo de operação mais fácil,
ágil e económica, diminuindo o tempo de soluções de problemas que afetam
diretamente a qualidade do serviço prestado pela operadora.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Outros dois fatores positivos no uso destes tipos de antenas são:
(1) logística - há a redução do número de modelos de antenas na rede pois apenas
o modelo ajustável substitui uma família completa de antenas com
características técnicas similares, e diferentes ângulos de tilt fixo.
(2) menor impacto visual - as antenas não necessitam serem deslocadas dos
mastros para o ajuste do tilt.
5,8 - A interface de ajuste
Atualmente todas as antenas produzidas pela KATHREIN que dispõe de tilt elétrico
variável apresentam a mesma interface de ajuste de tilt elétrico, que pode ser feito
manualmente ou via RCU (Remote Control Unit). Na figura (7.5) é apresentado o ajuste
manual do mecanismo, que é bem simples.
Figura (7.5) - Interface de ajuste para antenas de tilt variável.
5.9 - Downtilt Elétrico Variável (Remoto) - Sistema RET
Por volta do ano 2000 quando do desenvolvimento dos sistemas de 3° Geração para
Celulares surgiu a necessidade de um controle e monitoramento mais efetivo do
diagrama de irradiação de antenas, em sintonia com as novas redes dinâmicas em
implantação, como o WCDMA. O desafio é balancear: cobertura, capacidade,
qualidade do serviço e custos para se obter o máximo ganho da rede.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
68KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
A fim de desenvolver interfaces de controles abertas e padronizadas para estes
sistemas foi estabelecido um grupo de trabalho, denominado AISG (Antenna Interface
Standard Group), na qual os principais fabricantes de produtos de RF se associaram. A
KATHREIN, como um dos membros pioneiros, tem participado e contribuído
ativamente para o desenvolvimento e aprimoramento de interfaces para Sistemas RET
(Remote Eléctrica! Tilt). Atualmente este padrão encontra-se na versão 2.0, sendo
consistente com o 3GPP (3rd Generation Partnership Project).
5.10 - Principais componentes do Sistema RET
O Sistema RET é composto basicamente de 4 componentes :
G L O B A L l N l T l A T t V E
Unidade de Controle Remoto (RCU):
Servo mecanismo responsável pelo ajuste do tilt
elétrico na antena. Compatível com o padrão
AISG / 3GPP. É possível a instalação destescomponentes em cascata.
HUnidade Central de Controle (CCU):
Processa as informações transmitidas/recebidas
da Antena para a Central de Controle Remota
(OMC).
Smart Bias-Tee:
Injetor de corrente / sinal no Sistema Irradiante.
Cabo RET:
Cabo de conexão utilizado no Sistema RET.
Tabela (2.5) - Principais componentes dos Sistema RET
(*) Atualmente os grandes fabricantes de equipamentos otimizaram a Unidade Central
de Controle (CCU) integrando as dentro da Node B.
Internet: http://vww.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HdTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
5,11 - Como funciona o Sistema RET?
O Sistema funciona da seguinte forma, o operador, na Central de Controle Remota
(OMC), altera o tilt elétrico da antena através do software de controle. Esta informação
é transmitida à Unidade Central de Controle (CCU) cujo link de conexão pode ser
implementado via rede local / Internet. Os comandos são processados na CCU e
repassados para a Unidade de Controle Remoto (RCU), que então altera o tilt elétrico
na antena, conforme ilustrado no diagrama de blocos, figura (8.5).
OMC
LinkOMC-CCU
CCU
LinkCCU-RCU
RCU
Figura (8.5) - Diagrama de blocos do Sistema RET
Legenda:
OMC - Operational Maintenance Center
CCU - Central Control Unit
RCU - Remote Control Unit
5.12 - Diferentes configurações do Sistema RET
A figura (9.5) representa um site hipotético, com três setores distintos, sendo
implementado o Sistema RET em diferentes configurações.
E importante lembramos que o sistema RET torna os sites ativos, com
corrente DC, no sistema irradiante de alguma forma. Assim, todos os
cuidados na instalação, como aterramento, devem ser adequados para cada
configuração específica.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
70KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
Setor y
Figura (9.5) - Sistema RET em três configurações distintas
Setor a
A conexão CCU / RCU foi realizada via cabo RET, A principal desvantagem neste caso
é que este cabo irá ser instalado em paralelo ao sistema irradiante tendo de ser fixado
e aterrado apropriadamente.
Setor
A conexão CCU / RCU foi realizada via o próprio cabo de alimentação, sendo os sinais
de controle e alimentação injetados via o Smart Bias Tee. Este esquema tem sido o
mais utilizado devido às facilidades de instalação.
Setor y
Esta conexão é uma variante do Setor (3 onde os sinais de controle e alimentação são
retirados do cabo de alimentação através do DTMA (Double Tower Mounted Amplifier).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREIIl SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Capítulo 6 - VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
6,1 - Introdução
Pelo princípio da Máxima Transferência de Potência é necessário um casamento
perfeito de impedâncias entre a fonte de energia e uma carga. Aplicando-se este
princípio à ERB's de sistemas móveis, só seria possível repassarmos 100% da energia
gerada no transmissor efetivamente para a antena, se o cabo de alimentação (Feeder)
não apresentar perda, e ambos, a saída do transmissor e a entrada da antena
apresentarem um casamento perfeito de impedâncias. Para Sistemas Móveis foi
padronizado impedâncias características de 50 Q. A figura (1.6) sintetiza este conceito.
} ) Antena
Cabo de Alimentação(Feeder)
Transmissor
Figura (1.6) - Representação básica de um Sistema Irradiante
6,2 - VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ou Relação de Onda Estacionária
Como na prática todos os elementos básicos que compõem sistema irradiante causam
um pequeno desvio na impedância, haverá sempre alguma perda associada. Para as
antenas ocorre a variação da impedância em função da banda de operação.
Qualquer desvio da situação ideal irá causar uma onda estacionária ao longo da linha
de alimentação, reduzindo portanto a eficiência da transmissão, ou recepção, do
sistema irradiante. O VSWR é uma medida do descasamento de impedância entre a
linha de transmissão e uma carga. Quanto maior seu valor, maior o descasamento. O
valor mínimo é unitário, que corresponde ao perfeito casamento de impedâncias.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
6.3 - Coeficiente de Reflexão
A proporção de energia incidente (ou direta) que retorna ao transmissor, devido ao
descasamento de impedância de uma antena, é chamado de energia refletida e é
determinada pelo coeficiente de reflexão na antena. Este coeficiente denominado (r) é
simplesmente uma medida do descasamento visto pela antena sobre a linha de
alimentação e pode ser determinado pela seguinte equação:
Onde,
ZT - È a impedância da antena.
Z0- È a impedância da linha de alimentação.
Como Zi e Z0são números complexos, então (r) também é um número complexo. Todo
número complexo tem um ângulo de fase associado a ele. A fase do sinal refletido
estará adiantada ou atrasada dependendo de como a antena será vista pela linha de
transmissão, ou indutivamente ou capacitivamente. Se a antena for vista de forma
indutiva então a tensão estará adiantada em fase, mas se a antena for vista de forma
capacitiva então a tensão estará retardada. O sinal refletido retorna ao transmissor e
soma-se ao sinal incidente em um determinado ponto. Portanto, qualquer
descasamento na antena formará uma segunda onda refletida que tem direção oposta
da onda incidente. Quando Zi = Zo o coeficiente de reflexão é zero e não há sinal
refletido. Este caso é considerado ideal pois todo sinal será transmitido pela antena. O
problema é que na prática esta situação raramente, ou nunca, é alcançada e portanto
(r) sempre terá um valor diferente de zero. Note que (r) pode ter valores negativos,
porém, em análises do VSWR somente os valores absolutos tem importância, variando
entre zero e um.
Como a onda direta e a refletida tem sentidos oposto, elas criam uma interferência
denominada "Onda Estacionária". Portanto em certos pontos do sistema irradiante
ocorrerá a adição destas ondas resultando em pontos de máximo e em outros casos,
onde há diferença de fase entre as ondas, ocorrerá os pontos de mínimo. Os pontos de
máximo e mínimo acorrem a cada % de onda. Medições de VSWR em cabos de
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
alimentação (Feeders) são normalmente realizadas na saída do transmissor mostrando
portanto o comportamento de todo o sistema irradiante, o que inclui todas as perdas
associadas ao longo do conjunto de componentes que o compõem. A figura (2.6),
ilustra o conceito de VSWR discutido.
TransmissorPonto deMáximo
Cabo CoaxialPonto deMínimo
OndaEstacionária
Onda Direta
Antena
Onda Refletida
Figura (2.6) - Representação da Onda Estacionária dentro do Cabo Coaxial
6.4 - Correlação entre os Diferentes Fatores
Há diferentes formas de correlacionar o VSWR com diferentes fatores, de acordo com
as seguintes equações:
(a) VSWR = 1 + r ,onde r é o Coeficiente de Reflexão
1-r
(b) Perda de Retorno: ar = - 20 log r [dB]
(c) Potência Refletida: Pr/P = 100 r2 [%]
2(d) Perda por Descasamento: am = -10 log (1 - r ) [dB]
Através das equações acima podemos correlacionar o valor de VSWR, veja:
VSWR= 1,5:1 > Perda de Retorno= 14 dB > Potência Refletida= 4%
Internet: http://www.kathrein.com.br/
74KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
As equações apresentadas podem ser visualizada através do Gráfico(1.6) e
Tabela(1.6).
Perda de Retorno (ar)
k ^
£ 5 "
20 ~
1 Q -,
1.5 ~"
1 4 J
1.3 "
1 2 "
1 i '
1 n - fs*' 4 "
l ~~"" ^-^* F * H-» ^
VSWR (Típico)de Antenas
\
^
xx
\
jtX
\
H
XS
S
jtxx/
>/
O.i 0.2 0.3 0,60.6 O.Ôi.O 4 5 6 8 1 0 15 20
Potência Refletida /Pr/P)
i—-i—i 1—i 1 1—i—i—i 1 1 1—i—i—O 0.CC Q03 Ci.MSQ.05 C-.C6 Q.07 C.06 0.09 D.l 0.12 0.14 0.18 O 13 02
—\ 1 1 1fl.3 0.35 0.4
Coeficiente de Reflexão (r)-
Gráfico (1.6) - Correlação de fatores
VSWR
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
Coeficientede Reflexão (r)
0.000
0.048
0.091
0.130
0.167
0.200
0.231
0.259
0.286
0.310
0.333
Perda deRetorno (ar)
Infinito
26.44
20.83
17.69
15.56
13.98
12.74
11.73
10.88
10.16
9.54
PotênciaRefletida (Pr/P)
0,00%
0,23%
0,83%
1 ,70%
2,78%
4,00%
5,33%
6,00%
6,72%
9,63%
11,11%
Perda porDescasamento (am)
0.0000
0.0099
0.0360
0.0745
0.1223
0.1773
0.2377
0.3022
0.3698
0.4398
0.5115
Tabela (1.6) - Variação de fatores correlates (VSWR 1,0 - 2,0)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
6.5 - Cálculo Teórico - Sistema Irradiante
O valor máximo de VSWR permitido na aceitação de um Sistema Irradiante básico,
composto de Antena + Jumper + Feeder, depende de critérios estabelecidos por cada
operador. Medindo-se o VSWR de uma antena isoladamente é possível verificar, com
certa precisão, se a mesma está dentro dos parâmetros técnicos de sua especificação.
Em teoria a perda de retorno deste Sistema Irradiante é menor ou igual a duas vezes a
atenuação do cabo (Feeder + Jumper) adicionando o VSWR especificado para a
antena, medido em dB. Vide o exemplo representado na figura (3.6).
Antena Isolada Sistema Irradiante
DDD
OdB
Atenuação = -0,5 dB
-14 dB(VSWR = 1,5)
Atenuação = -2,5 dB
OdB
-14dB
(VSWR = 1,5)
-17 dB
Transmissor
-20 dB
(VSWR = 1,21)
Figura (3.6) - Cálculo teórico - Sistema Irradiante
VSWR da Antena = 1.5:1 (Perda de Retorno = - 14dB)
Atenuação do Feeder (Incluindo Jumper) = - 3 dB
Duas vezes a atenuação do Feeder (Direta + Refletida) = - 6 dB
Resultado Total Calculado = - 20 dB
Valor Correspondente de VSWR = 1.21
Internet: http://www.kathrein.com.br/
76KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA nnTHREinMOBILCOM BRASIL
Conclusão, devido à atenuação do cabo de alimentação o VSWR medido
para todo o Sistema Irradiante será muito inferior, VSWR = 1.21:1 (retorno de
~ 1,0%) do que quando a antena medida isoladamente, VSWR Antena =
1,5:1 (retorno de ~ 4,0%).
6.6 - Resultados Práticos - Sistema Irradiante
Na prática, os valores de VSWR medidos normalmente divergem dos teóricos
calculados pois, no exemplo acima foi considerado os cabos (Feeder+ Jumper) como
ideais, portanto com um VSWR = 1.0:1. Os principais fatores que influenciam o
desempenho do VSWR dentro do Sistemas Irradiante são:
• Comprimento do cabo
• Raio de Curvatura
• Mudanças de Direção
• Fixação apropriada dos cabos na torre
• Decapagem do cabo para seu aterramento
• Montagem e aperto adequado dos conectores
• Interferências provenientes do Meio, entre outros
6.7 - Testes Recomendados
Afim de verificar a funcionalidade do cabo de alimentação, e o seu tamanho, é
recomendado utilizar medições de reflexão no domínio do tempo ou TDR (Time-
Domain-Reflexion-Measurement), Este tipo de teste pode localizar com precisão partes
danificadas do cabo, causadas por exemplo: por dobras excessivas além do limite
permitido, estrangulamento do cabo por abraçadeiras de fixação e perdas excessivas
de descasamento nas junções de conectores, entre outras.
Outro método de medição comum, denominado DTF (Distance-To-Fault ) é também
muito útil, mas tem certas restrições. Este tipo de medição é baseado em certas pré-
condições ligadas ao instrumental que não necessariamente refletem o estado do cabo.
Duas medidas recomendadas a serem realizadas para a verificação do desempenho
de todo o Sistema Irradiante são:
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOB1LCOM BRASIL
a) VSWR de todo o sistema irradiante
b) Medidas de TDR dos cabos
Se após as medidas sugeridas acima os valores obtidos não forem satisfatórios, então
é recomendado medir o VSWR da antena isoladamente e verificar a perda de retorno
do cabo de alimentação, e jumper, utilizando-se uma carga de 50 D no lugar da antena.
È recomendado ainda medir a atenuação do cabo para se determinar a falha. Quando
da medição da atenuação do cabo, proceder da seguinte forma:
(a) - Interromper o cabo através de um curto circuito.
(b) - Medir a atenuação (Perda de retorno).
O resultado é metade do valor da atenuação do cabo, pois o sinal de teste transmitido
passa dentro do cabo duas vezes:Network analyser - Curto Circuito - Network analyser.
6.8 - Curva Típica de VSWR
Embora antenas para Sistemas Celulares sejam dimencionadas à operar com VSWR
(Típico) < 1,5:1 na grande maioria dos casos os valores médios encontrados são muito
inferiores adiste limite, da ordem de 1,20:1, conforme pode ser visualizado na figura
(4.6), onde é apresentada a curva típica de VSWR medido na antena 800 10303 .
VSWR0.20 /Div
1 80
1 60
n nn
^/*
~~~-~~~^^\v./-"" ^^^^*~ ~- — -^
/K-
t
•\
Limite < '
t
k
ValorMédio
r 1
1,5:1
k
ValorMáximo
r
806 960Frequência (MHz) *•
Figura( 4.6) - Medição VSWR, antena 800 10303.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
78KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KdTHREinMOBILCOM BRASIL
6.9 - Como realizar testes de VSWR em campo
Equipamentos de medição portáteis são expostos a um ambiente não
controlado quando utilizados em campo. Variações de temperatura,
umidade, poeira, além de manuseio inadequado são típicos em muitas
instalações. Estes tipos de equipamentos são de fácil manuseio e robustos, mas
podem ser sensibilizados por intensos campos eletromagnéticos. O processo de
calibração é fundamental para a medição adequada de qualquer componente de RF
isolado, ou Sistema Irradiante. Este deve ser realizado cuidadosamente seguindo o
procedimento padrão de: Curto, Aberto e Carga de 50 O. Além disto deve estar
disponível um conjunto completo de acessórios, como os cabos de medição de baixas
perdas e cargas padrão de boa qualidade em condições de uso para que seu
desempenho não influenciem a própria medição. Com isto em mente recomendamos
que sejam observados os seguintes passos para a realização em campo de testes de
verificação de VSWR em antenas tipo painéis:
(1) Tenha sempre em mãos o prospecto técnico da antena
(VSWR (Típico) < 1,5:1 ou Perda de Retorno < 14 dB ).
(2) A antena deverá ser colocada em um ambiente externo livre de obstáculos e
apoiada num cavalete a aproximadamente 1,0 m do solo. Durante a
realização dos testes o ideal é que não haja objetos, especialmente
metálicos, ou pessoas nas laterais da antena, à pelo menos 2,0 m, conforme
ilustra a figura (5.6).
(3) Calibração do equipamento de teste:
- Proceder conforme padrão: Curto, Aberto e Carga de 50 D.
(4) Conectar o equipamento de medição aos cabos e antena sob teste utilizando
o torque dos conectores recomendado pelo fabricante do equipamento.
(5) Realizados os testes, estes deverão ser gravados para analises posteriores.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASILEspaço Livre
h> 1,0 m
Figura (5.6) - Antena painel sob teste de VSWR
6,10 - Alguns problemas de medição
Normalmente problemas encontrados em campo durante o processo de medição
variam de uma simples distração, na calibração, até o uso inapropriado de
componentes no circuito de medição, como:
• ft Adaptadores extras de RF impactam nos resultados!.
• M Jumpers adicionais destrõem a acuracidade, devido a erros de fase e
descasamento.
• S Campos eletromagnéticos intensos provenientes de sites vizinhos podem
alterar a sensibilidade do equipamento de medição.
Conclusão, para obtermos bons resultados em medições de campo é
necessário conhecimento técnico, equipamentos de boa qualidade, e
atendimento aos procedimentos de calibração. O uso de cabos adequados
são diretamente responsáveis pela acuracidade, e as equipes de instalação
devem estar atentas ao meio onde está sendo realizado os testes, para que
possam ter uma visão crítica da medição.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
80KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Capítulo 7 - Intermodulação Passiva
7.1 - Introdução
O número de operadores celulares cresceu de maneira acentuada nos últimos anos.
Como o espectro de frequências é limitado, a indústria de telecomunicações
desenvolveu novos métodos de transmissão mais eficazes, com equipamentos
sofisticados para acompanhar este incremento de demanda. Um dos resultados deste
avanço tecnológico foi o desenvolvimento de antenas com diversidade de polarização,
antenas Xpol, operando em multi-banda. Devido ao aumento da complexidade do
sistema irradiante, com diversas frequências de transmissão (Tx) operando em uma
mesma antena, os riscos de ocorrerem problemas relacionados à Intermodulação
também cresceram. Entender este parâmetro e discutir formas de mante-lo em níveis
adequados é o nosso objetivo neste capítulo. A figura (1.7) ilustra esta ideia em um
esquema de combinação de dois transmissores (Txi e Tx2).
X
TT TTTx-, Rx,, Tx2 Rx2
Figura (1.7) - Antena Xpol duplexada com dois Tx
Se uma ERB transmite dois ou mais sinais ao mesmo tempo não linearidades podem
causar interferências, as quais poderão bloquear um ou mais canais de recepção, e em
casos críticos haverá queda da ligação do assinante. A estas interferências é dado o
nome de Intermodulação Passiva, sendo normalmente representada por (IM).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
H HÍTH R E l II SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
7,2 - O que é Intermodulação Passiva (IM)?
Intermodulação Passiva (IM) é uma modulação indesejada que irá provocar distorções
nas portadoras de recepção de uma ERB,
Um sinal injetado dentro de um componente linear passivo, como uma antena,
conector, cabo etc..., em uma dada frequência fv irá produzir um sinal de saída sem
modificação na frequência, apenas a amplitude e a fase poderão ser alterados. No
entanto, se o mesmo sinal for injetado dentro de componente passivo com
características de transmissão não lineares, isto irá resultar em distorções na escala de
tempo levando a trocas nas frequências. Isto significa que irão se somar a frequência
da portadora f,, uma série de harmónicas produzidas: 2 f, ,3 í,, 4 f,, ..., n fr
Se o sinal de entrada contém duas ou mais componentes de frequência, fi e Í2, o sinal
de saída será uma composição espectral, que além das harmónicas também incluirá
todas as possíveis combinações de frequência, que podem ser expressas pela
seguinte equação:
PIM = n f, ± m f2
Onde:
PIM : Produtos de Intermodulação
n, m = 1,2, 3,,..
Apenas valores para PIM > O são fisicamente relevantes.
A ordem do produto de intermodulação pode ser obtido pela equação:
o = n + m
Há produtos de intermodulação de ordem par e impar. Os produtos de ordem par tem
um grande espaçamento em relação as frequências de transmissão(Tx) originais e
portanto não causam problemas com antenas de banda simples. O mais problemático
são os produtos de intermodulação de ordem impar pois suas frequências estão
próximas das originais podendo portanto serem detectadas dentro da banda de
frequências da recepção (Rx), degradando a comunicação. A tabela(1.7)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KFITHREmMOBILCOM BRASIL
demonstra como podem ser obtidos os produtos de intermodulaçao de ordem par e
ímpar.
Produtos de Intermodulaçao (PIM)
Ordem Par
2a Ordem: f1 + f 2 / f 2 - f i
4a Ordem: 2 f, + 2 f2 / 2 f2 - 2 f.
6a Ordem: 3 f, + 3 f2 / 3 f2 - 3 f,
Produtos de Intermodulaçao (PIM)
Ordem Impar
3a Ordem: 2 f, - f2
5a Ordem: 3 f, - 2 f2
7a Ordem: 4 f, - 3 f2
Tabela (1,7) - PIM de ordem par e ímpar
Os gráficos (1.7) e (2.7), ilustram os conceitos discutidos.
Nível
FrequênciaGráfico (1,7) - Sinais de entrada fi e f2
Nível Rx
»i-fs
|3f,-f.
4f,-f8
n H
Tx
fi ía
4f2-f,
_L nAf Af Af Ãf Af Af Af
Frequência
Gráfico (2.7) - Espectro de frequências de ordem ímpar
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HflTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
7.3 - Como reduzir os Produtos de Intermodulação (PIM)?
Embora materiais não lineares sejam uma importante fonte de produtos de
intermodulação, o resultado de uma conexão de baixa qualidade pode ser ainda mais
significante. Como exemplo desta situação podemos citar pouco aperto de conectores
de RF. Afim de evitarmos altos valores de IM entre os contatos devemos:
• Ter superfícies de contato suaves, sem rugosidades.
• Manter a pressão superficial adequada.
• Manter esta região isenta de oxidação ou corrosão.
E recomendável que as equipes de instalação trabalhem em campo com
chaves de torque para o aperto adequado dos conectores de RF. Lembre-
se, pouco aperto potencializa o incremento da Intermodulação no sistema
irradiante.
7.4 - Porque os PIM são um problema?
Os sistemas celulares atuais são designados a operar dentro de uma faixa de
frequências de transmissão (Tx), com um deslocamento relativamente próximo das
frequências de recepção (Rx). Os problemas aumentam quando produtos de
intermodulação ocorrem na banda de recepção (Rx) , ver gráfico (2.7), degradando a
qualidade da ligação. No exemplo abaixo, na tabela (2.7), ilustra possíveis produtos de
intermodulação ímpares, de 3a, 5a e 7a ordem, que podem ocorrer dentro da frequência
de recepção do sistema GSM 900 MHz.
PIM Impares
3a Ordem: 2 f, - f2
5a Ordem: 3 f, - 2 f2
7a Ordem: 4 - 3 f2
Tx (Down-Link)
935 - 960 MHz
fi
936 MHz
938 MHz
941 MHz
Í2
958 MHz
956 MHz
952 MHz
Rx (Up-Link)
890 -915 MHz
f|M
914 MHz
902 MHz
908 MHz
Tabela (2.7) - PIM no GSM 900 MHz
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA HilTHREinMOBILCOM BRASIL
Os produtos de intermodulação mais problemáticos em sistemas celulares
são os de 3a ordem, pois são os que apresentam maiores níveis de
potência e ocorrem mais próximos das frequências originais de
transmissão. Portanto são estes produtos que podem bloquear os canais
de recepção (Rx). È absolutamente essencial manter os PIIWs em um nível
mínimo abaixo da sensibilidade do equipamento receptor.
7.5 - Como medir os PIM?
Os níveis dos produtos de intermodulação são medidos em dBm ou dBc. O nível total
de intermodulação comparado ao nível de potência de 1 mW é expresso em dBm, de
acordo com a seguinte expressão:
= 10logPPIM3[dBm]
Por outro lado, dBc é definido como uma razão entre o PIM de 3a ordem e o nível de
potência da portadora incidente (Tx), de acordo com a seguinte expressão:
= 10log(PPM3/ PTx)
Como um exemplo, os níveis de intermodulação para sistemas GSM são apresentados
na tabela abaixo:
PIM de acordo com padrão GSM
(3a Ordem)
2 x Portadoras de 20 W cada
(+ 43 dBm)
<- 103 dBm
<- 146 dBc
A KATHREIN testa 100% das antenas na linha de produção, tendo estabelecido
como nível de intermodulação mínimo para suas antenas < -150 dBc!.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA |f DTH R f | •"•
MOBILCOM BRASIL
Capítulo 8 - Isolação entre Antenas
8.1 - Introdução
Devido ás restrições ambientais e falta de disponibilidade de sites o compartilhamento
de sistemas tem se tornado uma opção cada vez mais frequente. Neste aspecto, um
dos maiores desafios a serem superados é a isolação entre antenas.
Para que dois sistemas distintos possam operar adequadamente, no mesmo site com
antenas independentes, é recomendado uma isolação mínima da ordem de 70-80 dB.
No entanto, este nível de isolação dificilmente será alcançada apenas com a separação
física das antenas, cujo valor é da ordem de 30 dB. È necessário a combinação entre
isolação de antenas com filtros designados para esta função.
Há dois grupos básicos que podem influenciar a isolação entre antenas: (1) Aspectos
Elétricos e (2) Aspectos Mecânicos, conforme nossas observações seguintes.
8.2 - Aspectos Elétricos
Considerando-se os mesmos ajustes mecânicos em antenas um determinado site, as
seguintes variações nos parâmetros elétricos afetam sua isolação:
8.2,1 - Frequência
Antenas não se comportam como filtros!. Elas operam também fora da banda a que
foram projetadas. No entanto, fora de faixa de operação, seu VSWR tende a piorar.
Este descasamento resultante cria uma atenuação denominada perda por
descasamento, que aumenta a isolação entre duas antenas. Portanto, antenas
operando em diferentes frequências possuem maiores valores de isolação comparadas
com as que operam na mesma banda. Isto pode ser facilmente observado em antenas
painel Dual band. Estas antenas são montadas com os dipolos entrelaçados, banda
baixa (806-960 MHz) / banda alta (1710-2180 MHz), conforme figura (1.8). Os valores
típicos de isolação são:
• Isolação dentro das Bandas: 806-960 ou 1710-2180 MHz: > 30 dB
• Isolação entre Bandas: 806-960 /1710-2180 MHz: > 50 dB
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
M1800MHZ)(900 MHz)
Figura (1.8) - Esquema de Montagem, antena Dual Band.
8.2.2 - Polarização
Sites com antenas de mesma polarização possuem menores valores de isolação. Se a
polarização é diferente, a isolação aumenta. Considerando-se uma antena de
polarização vertical e outra cruzada, o principal fator que irá influenciar a isolação será
a componente vertical da polarização cruzada. Devido ao fato que a amplitude deste
componente vertical é 3 dB menor, quando comparado ao sinal completo, a isolação é
aproximadamente 3 dB maior.
8.2.3 - Abertura de Meia Potência
Considerando-se duas antenas lada a lado e direcionadas para um mesmo ponto, a
radiação recíproca de cada uma (perpendicular ao lóbulo principal) é o fator
determinante da isolação. Quanto maior a abertura horizontal da antena, maior será
seu nível de radiação entre ± 90°. Consequentemente, a isolação diminui com o
aumento da abertura horizontal da antena, a figura (2.8) ilustra estas observações.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREin
Isolação (dB)
Distância a/m
741 622: XPol 824-960 65° 17dBi 9°T742 212: XPol 1710-2170 65° 18dBi 0°-8°T
MOBILCOM BRASIL
Isolação (dB)90°
Distância a/m739 661: XPol 806-960 90° 15dBi 8°T742 212: XPol 1710-2170 65° 18dBi 0°-8°T
Figura (2.8) - Isolação entre antenas com diferentes aberturas horizontal.
8.2.4 - Downtilt Elétrico
O downtilt elétrico é implementado através de diferentes fases de alimentação dos
dipolos. Isto reduz o acoplamento entre duas antenas, resultando em maior isolação.
Assim, antenas com tilt elétrico, fixo ou variável, possuem maior isolação quando
comparadas com antenas sem tilt elétrico. Na figura (3.8) podemos observar o
desempenho da isolação de duas antenas em função da variação do tilt elétrico. Os
valores observados são característicos para as antenas em análise, estrapolações
generalizadas devem ser consideradas com cautela!.
Isolação (dB)
742 212: XPol 1710-2170 65° 18dBi 0°-8°T742 212: XPol 1710-2170 65° 18dBi 0°-8°T
35
30
Distância a / m
Figura (3.8) - Isolação x Variação de tilt elétrico.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREIII SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
8.3 - Aspectos Mecânicos
Mantendo-se agora constantes os ajustes elétricos das antenas num determinado site,
como tilt elétrico por exemplo, as seguintes variações nos parâmetros mecânicos
afetam sua isolação:
8.3,1 - Separação Horizontal ou Vertical
Antenas possuem diagramas de radiação específicos com pontos de nulo acima e
abaixo do lóbulo principal. Isto resulta em um nível de sinal muito pequeno na direção
de uma segunda antena posicionada verticalmente, acima ou abaixo.
739 707: XPol 1710-1880 90° 16.5dBi 2°TIsolação (dB)
50
45-
40-
35-
30
TSeparação Vertical"]
0° 0°
Separação HorizontaQ t í
n r i i i TI i i i i i i r i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i T i i iO 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Distância (a/b) /m
Figura (4.8) - Separação Horizontal x Vertical
Portanto duas antenas separadas verticalmente possuem melhores níveis de isolação
que quando as mesmas estão separadas horizontalmente, conforme podemos verificar
na figura (4.8). Observe que a apenas 0,5 m de distância vertical há uma isolação da
ordem de 45 dB, o que em termos de espaçamento horizontal seriam necessário
espaça-las em aproximadamente 1,5 m para atingir valor similar.
Antenas tipo "Quad\ consistem de duas antenas idênticas operando na mesma banda
sendo montadas simetricamente dentro de um mesmo radome, são o caso extremo de
utilização de antenas com o menor espaçamento horizontal possível, conforme
mostrado na figura (5.8)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
90KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HnTHREinMOBILCOM BRASIL
Valores típicos de Isolação:
Isolação dentro das Bandas(1710-2180/1710-2180 MHz): > 30 dB
Vide Especificações Técnicas
Quad 65°: 742 233 A..235/...236
Quad 65°(ESLS): 800 1051 0/.. .511
Quad 88°: 742 352
Sujeito a alteração sem aviso prévio
Figura (5,8) -Antenas Quad.
8.3,2 - Separação Angular
O nível de sinal presente na traseira de uma antena diretiva é muito menor que o
encontrado na direção principal, ou mesmo a ± 90°. Considerando-se agora em nossas
análises duas antenas apontadas na mesma direção, mas separadas por um ângulo de
120° entre elas, por exemplo, o nível de sinal mútuo entre elas torna-se menor. Por
esta razão a isolação aumenta com o ângulo de azimute entre as antenas. A figura
(6.8) comprova estas observações.
Isolação (dB)
O Oa
80010303
XPol 806-960 65° 15dBi 0-14°T
Distância a / m
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Isolação (dB)
+30°
80010303
XPol 806-960 65° 15dBi 0-14°T
0.5 1 1.5
Distância a/m
Figura (6.8) - Antenas espaçadas com ângulos distintos de azimute.
8,4 - Montagem em Mastros e Paredes
Embora antenas diretivas, tipo painel, apresentem valores consideravelmente altos de
relação frente/costas, a influência da reflexão de ondas em paredes, por exemplo, não
podem ser completamente negligenciadas. Estas reflexões normalmente resultam em
uma pequena redução no digrama de radiação. No entanto, duas antenas idênticas
montadas em parede apresentam maior isolação do que antenas montadas em
mastros, conforme pode ser observado na figura (7.8).
Isolação (dB)
50
30
(1) - Antenas fixas em Paredes
(2) - Antenas fixas em Mastros
Distância a/mAntenas fixas
em Mastros
Antenas fixas
em Paredes
Figura (7.8) - Isolação: Fixação em Mastros x Parede
Internet: http://www.kathrein,com.br/
92KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
8.5 - Distância mínima para isolação entre painéis
Uma questão recorrente entre engenheiros de RF, é a mínima distância necessária
entre dois painéis para se atingir a isolação de pelo menos 30 dB.
No caso da separação vertical, o nível de isolação são altos, requerendo
distanciamento mínimo. Para a separação horizontal, a distância mínima depende do
comprimento de onda e da abertura de meia potência horizontal das antenas, conforme
a tabela (1.8):
DistânciaMínima (a)
2 X2,5 X3 X
4,5 À
AberturaHorizontal
65°90°105°120°
0°
X, - Comprimento de Onda
Tabela (1.8) - Distância x Aberturas
A separação angular é uma das melhores formas de se isolar antenas. Com um ângulo
de 120° é possível obter 30 dB de isolação a uma distância mínima entre as antenas.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Capítulo 9 - Cuidados na Instalação
9.1 - Introdução
Devido a crescente necessidade de implantação de novos sites e dificuldades inerentes
em se instalar torres específicas para esta finalidade, uma alternativa que se mostrou
apropriada, principalmente em grandes centros urbanos, foi a utilização de topos de
prédios como base para a instalação das antenas. Com isto, foi possível contornar
estas questões além de reduzir de sobremaneira os custos com infraestrutura de
instalação. Sob a óptica técnica são necessários alguns cuidados a fim de evitar
problemas, como a deformação do diagramas de radiação das antenas.
9.2 - Configuração ^Roof
Neste tipo de instalação, as antenas são instaladas no último andar dos edifícios. Afim
de manter visada direta, livre de obstáculos, é recomendado fixar as antenas
diretamente na fachada dos prédios, isto inclusive auxilia a aumentar a isolação entre
as antenas. Como normalmente esta situação é difícil de ser autorizada pelos
locatários dos prédios, devido ao alto impacto visual, uma alternativa é instalar as
antenas sobre a caixa d'água, ou cabine do elevador, conforme a figura (1 .9) .
Instalaçãonão
recomendada
Instalaçãorecomenda
Figura (1.9)- instalação tipo Yoof top"
Internet: http://www.kathrein.com.br/
94KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
9,3 - As reflexões
Neste cenário, as reflexões causadas pelos sinais incidentes no teto do edifício
poderão influenciar o diagrama vertical da antena criando um efeito de "up tilf, o que
claramente é uma possível fonte de problemas, pois além de causar uma região de
sombra, próxima à base da ERB, pode ainda gerar interferências em sites vizinhos,
conforme ilustrado na figura (2.9).
Linha do Horizonte
Vista lateralda fachada
Figura (2.9) - Reflexões em edifícios
9.4 - Cálculo dos efeitos reflexivos
Afim de minimizar os efeitos reflexivos é recomendado analisar detalhadamente o
diagrama vertical da antena. Tendo em mãos o diagrama vertical da antena,
deve-se traçar uma linha reta com origem no seu centro tangente no ponto de
10 dB, abaixo da direção principal de propagação. È nesta região onde há a maior
concentração da energia irradiada pelos lóbulos secundários da antena, que serão os
responsáveis pelas reflexões. Com isto, é possível medir o ângulo a, necessário para a
determinação da elevação mínima h em relação ao topo do prédio. A distância d é
facilmente determinada em campo. As figuras (3.9) e (4.9) ilustram este ideia.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
DireçãoPrincipal
10 dB abaixo doMáximo Ganho
Figura (3.9) - Determinação do ângulo a.
Figura (4.9) - Determinação da altera h
Por um cálculo básico de trigonometria é possível determinar a altura h, acima do nível
do teto do prédio que a antena deve estar instalada, conforme segue:
h = d x tang a
Como a abertura vertical de uma antena é uma função inversa do ganho, ou seja,
quanto maior o ganho menor a abertura vertical, isto irá se refletir também na
determinação da altura h, que é uma função direta do ângulo a. Vamos ilustrar esta
ideia comparando o comportamento do ângulo a observado na figura (3.9) contra o da
figura (5.9).Internet: http://www.kathrein.com.br/
96KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HdTHREinMOBILCOM BRASIL
Observe que quanto mais diretiva for a antena menor será o ângulo a.
10dB abaixo doMáximo Ganho
Figura (5.9) - Comportamento do ângulo a para antenas de diferentes ganhos
Um outro fator que não deve ser negligenciado nesta análise é a questão do tilt, elétrico
ou mecânico, nesta configuração. Quanto maior for a abertura do tilt mais aberto será
ângulo a, e portanto mais crítico poderá ser os efeitos das reflexões. A figura (6.9)
ilustra o diagrama vertical de uma antena com 10° de tilt elétrico.
330'
DireçãoPrincipal
30° 10 dB abaixo doMáximo Ganho
Figura (6.9) -Ângulo a, antena com tilt elétrico de 10C
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
No caso de antenas de tilt elétrico variável, deve-se considerar a máxima
abertura do ângulo do tilt a que a antena pode ser submetida, para que haja
flexibilidade na instalação e otimizações que por ventura esta tenha que
sofrer ao longo do tempo.
Atenção especial deve ser dada à antenas painel de baixo ganho, da ordem de 9 dBi.
Estes tipos de antenas possuem diagrama vertical muito largo, da ordem de 70°, e
neste caso, a energia irradiada que porventura venha a ser refletida no topo do prédio é
proveniente diretamente do diagrama principal da antena, visto que não há lóbulos
secundários. Sendo assim, fica descaracterizado a sistemática de cálculo apresentada.
É recomendado que estas antenas sejam instaladas o mais próximo possível das
bordas do edifício. Observe, na figura (7.9), como é crítico a instalação destas antenas.
DireçãoPrincipal
300°
Figura (7.9) -Antena painel com grande abertura vertical
Internet: http://www.kathrein.com.br/
98KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11)56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
9.5 - A influência das reflexões em antenas omnidirecionais
Antenas omnidirecionais irradiam energia constante ao longo de todo o azimute. Os
diagramas de radiação vertical e horizontal, normalmente encontrados em prospectos
técnicos, são apenas aplicáveis em ambientes livres de reflexão (propagação no
espaço livre). Na prática, esta condição nem sempre é obtida. Obstáculos existentes,
como mastros em telhados planos, ou prédios próximos causam sinais aleatórios,
afetando o diagrama de radiação da antena e seu desempenho. Portanto a condição
ideal de montagem de antenas omnidirecionais é no topo de uma torre, livre de
obstáculos. Esta condição é difícil de ser atingida pois normalmente no topo das torres
é instalado pára-raios, o que obriga normalmente os operadores a instalações
alternativas, como a montagem lateral à torre. No entanto, fora da condição ideal há
considerável alteração no diagrama de radiação da antena, cujos fatores decisivos são
o espaçamento entre torre / antena e suas dimensões, conforme discutiremos à seguir.
9.6 - Mastros Cilíndricos
Considerando-se o uso de um mastro cilíndrico, o cálculo do diagrama de irradiação
resultante é relativamente simples. A superfície de reflexão simétrica e descomplicada
cria formatos de diagramas, que podem ser úteis para o planejamento da rede,
variando com o espaçamento do mastro, conforme figura (8.9).
0D
AntenaOmni
Figura 8.9-Antena Omnidirecional em montagem lateral.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
HnTHRElíl SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Para obtermos portabilidade dos resultados dos diagramas de radiação,
independentemente da frequência de operação, o diâmetro do mastro e seu
espaçamento serão medidos em comprimento de ondas (X).
9,6,1 - Espaçamento de 1/4 A, do mastro refletor
Um espaçamento de 1/4 X é frequentemente utilizado, não é recomendado um
distanciamento menor pois há sensível degradação do VSWR.
O diagrama original da antena omnidirecional foi alterado para um diagrama direcional
com um ganho aproximado superior a 2 dB, conforme representado na tabela 1.9.
Nesta condição, a relação frente / costas varia de acordo com o diâmetro do mastro.
Espaçamento
(A)
Diâmetro do Mastro
(D = 0,04 X)
Diâmetro do Mastro
(D = 0.6 À)
1/4
Tabela 1,9 - Diagramas de radiação em montagem lateral (A = 1/4 X)
9.6.2 - Espaçamento de 1/2 X do mastro refletor
Um aumento do espaçamento para 1/2X cria um diagrama bi-direcional perpendicular à
linha da antena / mastro, sendo mais característico com o aumento do diâmetro do
mastro. O diagrama de radiação tem um incremento de ganho da ordem de 2-3 dB,
ideal para a cobertura de rodovias e ferrovias.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
100KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
Espaçamento
(A)
1/2
Diâmetro do Mastro
(D = 0,04 À)
Diâmetro do Mastro
(D = 0.6 ty
Tabela 2,9 - Diagramas de radiação em montagem lateral (A = 1/2 À)
9,6.3 - Espaçamento de 3/4 X do mastro refletor
Com o espaçamento de 3/4X todo o lóbulo cresce na direção da antena, com a
formação de um diagrama aproximado tri setorial assimétrico.
Espaçamento
(A)
3/4
Diâmetro do Mastro
(D = 0.04 À)
Diâmetro do Mastro
(D = 0.6 K)
Tabela 3.9 - Diagramas de radiação em montagem lateral (A = 3/4
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
9.6.4 - Espaçamento de 20 X do mastro refletor
Com o espaçamento de 20 X o diagrama de radiação retorna a comportar-se como
omnidirecional, embora a influência do mastro ainda possa ser reconhecida entre
espaçamentos de 20-25 X.
Espaçamento
(A)
20 À
Diâmetro do Mastro
(D = 0.04 À)
Diâmetro do Mastro
(D = 0.6 À)
Tabela 4.9 - Diagramas de radiação em montagem lateral (A = 20 X)
9.7 - Torre entrelaçada
O diagrama de irradiação de uma antena omnidirecional com montagem lateral em
uma torre entrelaçada é muito mais difícil de ser determinado. Cada vértice da torre, as
abraçadeiras, as escadas existentes e o traçado dos cabos de alimentação podem
causam reflexões e risco de nulos inesperados no diagrama de radiação. Pequenos
espaçamentos, entre 1/4 X e 1/2 X, do vértice da torre em que a antena é montada
preserva melhores características de propagação. Contudo o formato principal do
diagrama, se compararmos ao modelo obtido com o uso do mastro cilíndrico,
apresentará certas irregularidades e descontinuidades.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
102KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
9.8 - A Influência das reflexões em antenas painéis
Antenas tipo painel são classificadas no grupo das antenas diretivas, pois irradiam a
maior parte de sua energia na direção principal para onde estão apontadas. No
entanto, parte desta energia é disperçada nos lóbulos secundários laterais e traseiros.
Na montagem lateral em torres, ou mastros cilíndricos, as reflexões provenientes,
principalmente dos lóbulos traseiros, tem pouca influência no diagrama de radiação.
9.9 - Instalação de painéis em paredes (canto de edifícios)
A montagem de antenas no canto da fachada de edifícios, conforme representada na
figura (9.9), não é recomendado pelas seguintes razões:
• Os diagramas de radiação de ambas as antenas de Rx são encobertos pela
antena de Tx, visto que as três antenas estarem instaladas em planos distintos.
• As reflexões nas fachadas do edifício produzem diagramas de radiação desiguais
(Rx), cujo resultado afeta negativamente o rendimento da diversidade espacial
do sistema.
Vista Superior
Figura (9.9) - Montagem no canto de edifícios
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
9.10 - Montagem em Paredes
Frequentemente a instalação de antenas em redes celulares é feita em fachadas de
edifícios, que muitas vezes não se adaptam à direção do azimute a ser coberto, A
correção na direção requer por parte dos instaladores adaptações que podem
influenciar significativamente no diagrama de radiação das antenas.
Podemos considerar as fachadas de edifícios como um plano amplo atrás das antenas
painéis que são iluminados por uma gama de radiação provenientes dos lóbulos
traseiros. O nível de energia refletido nesta superfície é considerável, cuja influência
não pode ser desprezada. A rotação da antena, aumenta ainda mais a energia
irradiada na direção da parede e por consequência as reflexões resultantes, conforme
ilustrado na figura (10.9).
Direção O
Fachada doEdifício
S= espaçamento da fachada do edifício.
Figura 10.9 -Vista superior da fachada de edifícios com antena direcional.
Ciente deste comportamento a KATHREIN realizou uma série de estudos baseados
em antenas painéis com diagramas horizontais de 65° e 105° variando as instalações em
função do espaçamento (S) da parede e do ângulo de azimute das antenas. O
resultados são apresentados nas páginas seguintes, nas tabelas (4.9, 5.9 e 6.9).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
104KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOBILCOM BRASIL
Direção 0°
l
| Fachada do Edifício
Painel 65C Painel 105C
Tabela (4.9) - Painéis em fachadas com azimute de 0°
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Direção 22,5C
[ Fachada do Edifício
CO Painel 65C Painel 105£
Tabela (5.9) - Painéis em fachadas com azimute de 22,5C
Internet: http://www.kathrein.com.br/
106KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL (11) 5685 4290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KHTHREinDireção 45C
MOBILCOM BRASIL
ij Fachada do Edifício
Painel 65e PaineM05c
Tabela (6,9) - Painéis em fachadas com azimute de 45C
Nestes estudos, a parede foi considerada como idealmente reflexiva, assim
como ocorre em situações reais onde concreto ou alumínio são utilizados
como revestimento de fachadas. Em paredes de tijolos o fator de reflexão
varia de acordo com a umidade, o que pode gerar ainda um outro tipo de
comportamento do diagrama de radiação da antena.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
9.10.1 - Conclusão - Instalação de painéis em paredes
De acordo com os cálculos, confirmados por medições práticas, os diagramas sofrem
maiores deformações com o incremento: 1) do espaçamento da fachada e 2) do
ângulo de azimute.
Critérios de instalação para antenas painéis em paredes:
• Reduzir ao mínimo o espaçamento entre antena / parede
• Evitar a rotação, se necessário manter abaixo de 20°.
9.11 - Influência de materiais x diagramas de radiação
Um aspecto interessante de ser investigado em instalações práticas é a questão do
comportamento dos diagramas de radiação quando há algum anteparo na frente da
antena. Muitas das vezes tal recurso é utilizado na tentativa de camuflar as antenas,
minimizando seu impacto visual no ambiente.
Para este estudo específico foi utilizado uma antena com as seguintes características
técnicas básicas:
Parâmetros Técnicos
Frequência de Operação
Polarização
Ganho
Diagrama de Vz Potência
Horizontal
Vertical
Tilt Elétrico
Isolação entre portas
VSWR
Valores
1 710- 1880 MHz
+45° / -45°
18dBi
65°
6,5°
2°
>30dB
<1,5
Tabela (7.9) - Principais características técnicas da antena sob investigação
Internet: http://www.kathrein.com.br/
108KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Em uma primeira investigação a antena sob teste foi recoberta com os materiais mais
comumente encontrados nas instalações em geral, como: plásticos à base de PVC,
acrílico, vidro, fibra de vidro, madeira e gesso, sendo observado qual a atenuação do
nível de sinal de RF transmitido. Os resultados obtidos seguem sumarizados na tabela
(8.9). Plásticos à base de PVC, acrílico e fibra de vidro são os que apresentam melhor
desempenho à penetração de RF, o que era esperado visto o radome das próprias
antenas normalmente utilizarem PVC ou fibra de vidro. O vidro, por não possuir um
comportamento homogéneo em sua composição, atenua fortemente sinais de RF. A
madeira e placas de gesso, apresentam valores intermediários de redução dos níveis
de sinal, sendo uma função direta da espessura da amostra.
_ , - ; , Material sob Teste
Plástico à base de PVC - 5 mm
Plástico à base de PVC - 10 mm
Acrílico - 4 mm
Acrílico - 1 0 mm
Vidro - 5 mm
Fibra de Vidro - 2,5 mm
Madeira - 5 mm
Madeira - 20 mm
Placas de Gesso - 12 mm
Redução do Nível do
Sinal
0,3 dB
0,5 dB
0,5 dB
1,0 dB
2,8 dB
0,4 dB
0,5 dB
2,5 dB
1,1 dB
Tabela (8.9) - Amostras x Redução do nível de sinal
Em outra análise, as amostras de alguns destes materiais foram colocadas à prova,
variando se a distância entre a antena e a amostra, conforme sugere a figura (11.9).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Material sob teste
G
Figura (11.9)- Antena sob teste
Utilizando equipamentos de análise de espectro de frequências observou-se a variação
do comportamento de dois parâmetros:
. VSWR
• Isolação entre portas (+45° / - 45°)
A antena do teste sem a presença dos materiais de amostra apresentou os seguintes
valores:
VSWR: < 1,28
Isolação entre portas (+45° / - 45o): 38,4 dB
Teste (1) - Material: Placa de Gesso40
15
10 20 30 40 50 60 70 SÓ 90 100 110 120 130 140 150 ISO
a (mm)
Isolação entre + 45% 45 VSWR
Figura (12.9) - Teste de desempenho x Placa de Gesso
Internet: http://www.kathrein.com.br/
110KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HflTHREinMOBILCOM BRASIL
Teste (2) - Material: Placa de Vidro40
10 20 30 40 50 SÓ 70 80 90 100 110 120 130 140 150
a (mm)
Isola cã o entre + 45% 45CVSWR
Figura (13.9) - Teste de desempenho x Placa de Vidro
Teste (3) - Material: Placa de Fibra de Vidro
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 130 130 140 150 160
15
Isola cã o entre + 45% 45° -«- VSWR
Figura (14.9) - Teste de desempenho x Fibra de Vidro
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOB1LCOM BRASIL
9.12-Resultados
Assim como observado na redução do nível de RF, a fibra de vidro é o material que
menos interfere no comportamento da antena, mantendo o VSWR consistente e no pior
caso em 1,4, A isolação entre portas, embora tenha se degradado um pouco, ficou na
ordem de 32-33 dB, tendo somente entre a distância 10-30 mm sido inferior à 30 dB.
Novamente aqui o vidro foi o maior vilão no comportamento dos parâmetros
observados. O VSWR foi muito elevado, o que na prática impede a instalação da
antena nesta configuração. A isolação entre portas também teve uma degradação
muito acentuada, podendo gerar problemas na correlação do sinal. A placa de gesso,
pode ser empregada com alguma cautela, conforme sugere o gráfico. Até 100 mm de
distância tanto os valores de VSWR quanto de isolação estão nos limites mínimos -
entre 10-20 mm não é recomendado a instalação, visto os parâmetros serem muito
baixos. A partir de 100 mm de distância, o VSWR tende de se estabilizar em 1,4 e a
isolação acima de 30 dB, o que dá uma certa margem de segurança e estabilidade
para a configuração. Observamos que os resultados aqui apresentados podem ser
extrapolados com certas restrições, visto que são uma função direta das características
do tipo de antena empregada. Antenas de diferente frequência de operação podem
gerar diferentes comportamentos pois há diferença no tamanho do comprimento de
onda - lembrando que quanto maior a frequência de operação da antena menor o
comprimento de onda. Em linha gerais pode-se dizer que o material mais indicados
para aplicações de revestimento, ou camuflagem, são os à base de fibra de vidro. No
entanto, é sempre aconselhável fazer uma medida de campo onde será instalado o
conjunto, para que não haja problemas na operação da antena.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HflTHREinMOBILCOM BRASIL
Capítulo 10 - Compartilhando Redes
10.1 -Introdução
Os operadores celulares estão explorando cada vez mais o conceito de
compartilhamento afim de reduzir os custos de investimento necessários para a
implantação e manutenção de suas redes. A adoção deste modelo impõe desafios em
vários campos como: regulamentação, técnico, ambiental, político entre outros. Embora
alguns dos pontos sejam difíceis de serem contornados os benefícios alcançados são
notórios e há uma tendência natural da consolidação deste processo que pode ser
aplicado em diversos níveis, que vai desde a infraestrutura básica de instalação civil de
um site até a implantação de redes virtuais, onde o operador não é o proprietário da
rede física.
Como as redes estão em constante transformação devido aos mais diferentes fatores,
como aumento de tráfego, novas licenças de frequência, otimização do espectro etc...,
não existe um modelo único à ser aplicado, cabe às empresas avaliar a estratégia mais
adequada de compartilhamento a ser empregada em um determinado momento. A
KATHREIN vem investindo constantemente em pesquisa e desenvolvimento de
produtos inovadores nesta área, e vamos em seguida explorar uma série de soluções
técnicas que ilustram algumas das diversas possibilidades viáveis de compartilhar
redes.
10.2 - Nomenclatura x Aplicação
Não existe entre os fabricantes uma nomenclatura única, padrão, de como se designar
um determinado produto, o que pode tornar as coisas confusas. Por exemplo, todos os
componentes de divisão e ou combinação podem ser classificados genericamente
dentro da classe dos Combinadores. No entanto, há uma grande diferença entre um
Splitter e um Diplexer, por exemplo, conforme veremos à seguir. Na KATHREIN
adotamos a seguinte nomenclatura para a descrição destes componentes, conforme
a tabela (1.10).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
DesignaçãoKATHRE1N
Splliter
Tapper
AcopladoresHíbridos
Duplexer
Dual BandCombiner
Triple BandCombiner
Descrição
Divisor de PotênciaBalanceado
Divisor de PotênciaDesbalanceado
AcopladoresHíbridos
Duplexer
Diplexer
Triplexer
Frequência deOperação
* Banda Larga
* Banda Larga
* Banda Larga
** Banda Estreita
* Banda Larga
* Banda Larga
•ET Aplicação Típica B
divisão/combinação simétrica depotência.
divisão/combinação assimétrica depotência.
divisão simétrica, ou assimétrica, depotência, ou frequência.
divisão/combinação de Tx e Rx de ummesmo sistema.
divisão/combinação de bandas defrequência de pelo menos 2 sistemas.
divisão/combinação de bandas defrequência de pelo menos 3 sistemas.
Tabela (1.10) - Nomenclaturas de componentes de RF
* Classificamos um produto Banda Larga quando este opera em pelo menos duas bandas distintas.
** Classificamos um produto Banda Estreita quando este opera em apenas um sistema.
Todos os componentes apresentados na tabela acima são bidirecionais, ou seja,
permitem a divisão de potência e ou frequência em uma direção (Transmissor-Antena)
e a compõem, na direção contrária (Antena-Transmissor), conforme figura (1.10).
Antena Antena
Lado do do Tx:
Transmissor- Antena
1 7~*Tx2
2
LL1
3Rx,
Tx,
Lado do do Rx:
Antena - Transmissor
•U'Tx| JRx
Transmissor
Figura (1.10) - Componente genérico de divisão de RF.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
114KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRÁTICA HnTHREinMOBILCOM BRASIL
10.3 - Escolhendo os Equipamentos
10.3.1 -Splliters
Divisores de potência, ou Splitters, são componentes de RF bidirecionais
utilizados para a divisão/combinação simétrica de potência de um
determinado sinal. Normalmente são encontrados na relação de 1:2, 1:3 e
1:4, podendo ser utilizados em cascata entre eles para se atingir uma
divisão maior, por exemplo de 1:8, utilizando-se em conjunto: 1 x splitter de
1:2 e 1x splitter de 1:4. Devido a simetria, cada uma de suas portas apresenta a
mesma relação na divisão de potência do sinal, veja:
OdB *
lfe:,"í*-iimli,?*> 3dB
^ 3dBOdB ^
jff _ 4 '~5f>
ifS18
^ 4,7 dB
^ 4,7 dB
^ 4,7 dB
OdB ».
ê.ii£
»" í 5
^ 6dB^ 6dB^ 6dB^ 6dB
Splitter 1:2 Splitter 1:3 Splitter 1:4
Figura (2.10) - Splitters com diferentes divisões
Vide Especificações Técnicas
Splitters Indoor/Outdoor: 737 303/...304/...3057...3067 3077...308
Splitters Indoor: 860 100177...0187...019
Sujeito a alteração sem aviso prévio
A relação apresentada em Decibel no esquemático pode ser também
interpretada em percentual onde, O dB = 100%; 3 dB = 50%; 4,7 dB = 33% e
6 dB = 25%.
10.3.1,1 - Como funciona?
Segue o esquemático do funcionamento de um Splitter, à qual vamos fazer uma
análise tanto do ponto de vista da Transmissão quanto da Recepção, veja:
Internet: http:77www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Antena
í
AntenaA
25%Rx3 25%Rx2
Tx
í
50%Rx2
50%Rx3
Transmissor
Figura (3.10) - Esquemático de operação do Splitter.
Lado do Tx: O sinal de RF proveniente da porta 1 é igualmente dividido (50%) entre as
portas 2 e 3.
Lado do Rx: Devido à aspectos construtivos as portas 2 e 3 não estão casadas em 50
O. Como resultado, desta perda por descasamento, 25% do sinal é refletido tanto na
porta 2 quanto na 3. As portas 2 e 3 não são desacopladas (isoladas) e portanto 25%
do sinal proveniente da porta 2 é refletido para a porta 3, e vice versa. O restante, dos
50% de sinal de Rx das portas 2 e 3 é encaminhado para a porta 1, tendo sido dividido
pela metade. A rigor há ainda a Perda de Inserção, que normalmente para produtos de
boa qualidade giram em torno de 0,05 a 0,1 dB, e portanto podem ser desprezados na
prática. Da mesma forma, análise similar pode ser realizada para Splitters de 1:3 e 1:4.
CUIDADO
Splitters não são componentes apropriados para a junção de 2 ou mais
transmissores devido à falta de isolação entre suas portas. A sua
utilização para este fim poderá implicar desde o aumento do VSWR do
sistema até, em casos mais críticos, na queima dos transmissores.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
116KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA KHTHREinMOB1LCOM BRASIL
10.3.2-Tappers
Divisores de potência desbalanceados, ou Tappers, são componentes de RF
bidirecionais utilizados para a divisão/combinação assimétrica de potência de um
determinado sinal. Normalmente são encontrados na relação de 4:1, 10:1 e 32:1,
podendo ser utilizados em cascata entre si ou com outros componentes, como
Splitters por exemplo, para se conseguir uma divisão superior. Devido à assimétrica,
cada uma de suas portas apresentam relações diferenciadas de potência do sinal, veja:
0 >
4
1
^-1 dB
*-7dB
OdB »•
10
1
^ - 0,4 dB
*>-10,4dB
OdB >
15
1
+ - 0,4 dB
^-15,1 dB
Tapper 7.0/1.0 Tapper 10.4/0.4 Tapper 15.1/0.1
Figura (4.10) - Tappers com diferentes divisões
Vide Especificações Técnicas
Tappers Indoor/Outdoor: K 63 23 60 67/...07/...57
Tappers Indoor: 860 10020/...0217...022
Sujeito a alteração sem aviso prévio
10.3.2.1 - Como funciona?
Segue abaixo o esquemático do funcionamento de um Tapper 10:1, à qual faremos
uma análise tanto do ponto de vista da Transmissão quanto da Recepção, veja:
Lado do Tx: O sinal de RF proveniente da porta 1 é dividido na relação de 10:1, (91%)
na porta 2 e (9%) na porta 3.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Antena
Antena
9%Tx3
Rx2
Rx3
91%Tx2
f 8%Rx3
* 0.8%Rx2
83%Rx3 8.2%Rx2
91%Rx2Tx
9%Rx3.
Transmissor
Figura (5.10) - Esquemático de operação do tapper.
Lado do Rx: Devido a aspectos construtivos as portas 2 e 3 não estão casadas em 50
Q. Como resultado, desta perda por descasamento de impedâncias:
• 0,8% do sinal é refletido na porta 2, proveniente da Antena (porta 2)
• 83% do sinal é refletido na porta 3, proveniente da Antena (porta 3)
As portas 2 e 3 não são desacopladas (isoladas) e portanto:
• 8% do sinal proveniente da porta 3 é refletido na porta 2
• 8,2% do sinal proveniente da porta 2 é refletido na porta 3
O restante, do sinal de Rx das portas 2 e 3 é direcionado para a porta 1, tendo sido
dividido na relação de 10:1, sendo;
• 91 % proveniente da porta 2
• 9% proveniente da porta 3.
A rigor há ainda de se considerar a Perda de Inserção, que normalmente para
produtos de boa qualidade giram em torno de 0,05 a 0,1 dB, podendo assim serem
normalmente desprezados na análise.
Da mesma forma, análise similar pode ser realizada para Tappers com outras relações
de divisão.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
118KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
10.3.3 - Tapper Ajustável
A KATHREIN, afim de flexibilizar a utilização destes tipos de componentes
desenvolveu uma linha de produtos com relação variável entre as portas, veja:
9
Entrada
Ajuste 5-15 dBP2/Pi(dB)
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
-13
-14
-15
Relação deDivisão
Pi/P2(dB)
3.2
4
5
6,3
8
10
12.6
15.8
20
25.1
31.6
Atenuação porDivisão
Pentrada - PI(dB)-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.3
-0.2
-0.2
-0.1
Pentrada ~ Pa(dB)-6.2
-7.0
-7.8
-8.6
-9.5
-10.4
-11.3
-12.3
-13.2
-14.2
-15.1
Figura (6.10) - Tapper ajustável.
Com o Tapper Ajustável (5-15 dB) é possível conseguirmos além das relações
clássicas de divisão normalmente encontradas (4:1; 10:1 e 32:1) e apontadas na tabela
acima, uma variedade considerável de relações que podem auxiliar no balanceamento
do sinal. Em cobertura de sites indoor de grande extensão, é recomendável que pelo
menos nos nós centrais de distribuição sejam utilizados Tappers ajustáveis, pois se
necessário, pode-se facilmente ajustar a distribuição do sinal variando a relação sem
que seja necessário a substituição do componente.
Vide Especificações Técnicas
Tappers Ajustáveis: K 63 23 60 01 / 860 10023
Sujeito a alteração sem aviso prévio
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HflTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
10.3.4 - Acopladores Híbridos
São divisores de potência ou frequência bidirecionais utilizados para a
divisão/combinação simétrica ou assimétrica de um determinado sinal.
Normalmente são encontrados em uma relação balanceada de 2:2 ou
4:4, sendo a versão 4:4 a cascata de 2x 2:2. Existem outras relações
de divisão desbalanceadas, como por exemplo: 4,7 dB, 6 dB, 7 dB e 10 dB.
Vide Especificações Técnicas
Acopladores de 3 dB: 793 506/...006/ ...554
Sujeito a alteração sem aviso prévio
10.3.4.1 - Como funciona?
Segue abaixo o esquemático do funcionamento de um Acoplador Híbrido de 3 dB, à
qual faremos uma análise tanto do ponto de vista da Transmissão quanto da
Recepção, considerando-se sua aplicação mais comum, que é a junção de dois sinais
de transmissão para uma saída única em uma antena, veja:
Lado do Tx:Antena
Tx150%Tx4
50%Tx1 l
50%Tx4 |
1 3
Y Y
In '^ j„,,! r!
i *l n j\,j_ 2 4
J tr,
120
Carga 50 Q
Figura (7.10) - Esquemático de operação de Acopladores no Tx.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HIITHREinMOBILCOM BRASIL
Neste exemplo foram transmitidos dois sinais de RF distintos, nas portas 1 e 4 do
acoplador híbrido de 3 dB. O sinal transmitido na porta 1 é dividido igualmente entre as
portas 2 e 3, sendo portanto 50% dissipado na carga ohm iça e 50% direcionado para a
antena. De forma análoga 50% do sinal transmitido na porta 4 é direcionado para a
carga, na porta 2 e 50% para a antena na porta 3. Devido às suas características
construtivas as portas 1 e 4 e 2 e 3 estão desacopladas (isoladas) permitindo portanto
a passagem dos sinais de RF de dois transmissores distintos.
Observem no gráfico abaixo que a isolação entre os dois transmissores está
diretamente relacionada com a carga ohm iça empregada. Produtos de baixa qualidade
ou desgastados poderão aumentar o VSWR e diminuir a isolação entre as portas.
"*Tvoo
"õw
25
20
15
1.0 1.5 2.0
VSWR em 4(com Carga 50 Q em 2)
Figura (8. 1 0) - VSWR x Isolação.
10,3.4.2 - Como dimensionar a potência da carga ôhmica?
Conforme mencionamos a carga ôhmica empregada nesta aplicação tem um caráter
importante, tanto na dissipação de parte do sinal transmitido quanto na isolação. É
recomendável portanto que a mesma seja de alto desempenho e dimensionada
corretamente para a aplicação de interesse. Este cálculo deve ser realizado da
seguinte forma:
Potência Mínima Carga(W) = Potência Txi_ + Potência
2Internet: http://www.kathrein.com.br/ .
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
F2 Down j/N/ pá DOWN from 950,0 to 955.6 MHz. F1 Fixed at 935.0 MHz
F1 Up /V p-] UP from 935.0 to 937.4 MH2. F2 F ixed at 980.0 MHz
" IWl O V E R L O A D * í910.0 MHz -112.4 dBc910.0 MHz -112.4 dBc
— --„ 43JJ ,l ., P.,., o.,o« ,,4, |
CJ 4Z.O i
3-íS Cro?!cr 793SOS «05 SSO HHt Csmcr jn P2x SOOíira Cabia Abserbcr Psjrlj 3 and 4 PRIMT |F2) |
t Plot II Cias» (ESC) |
Figura (11.10)- Valores típicos de (lM ) medidos.
Um outro tipo de Acoplador Híbrido é o 4x4, conforme mostrado na figura (12.10).
t t í í
i ~~jr~~7, i~
t t í íFigura (12.10) - Esquemático de operação Acoplador 4x4.
Em função da ligação em cascata existente entre os dois pares de Acopladores de 3
dB, valores típicos esperados da divisão associados à perdas de inserção são de 6 ±
0,5 dB.
Vide Especificações Técnicas
Acopladores Híbridos 4:4: 782 10532 e 782 10203
Sujeito a alteração sem aviso prévio
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHRElIl SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
10.3,5 - Combinadores 2:1 (Acopladores Híbridos Otimizados)
Uma das formas encontradas pela KATHREIN na otimização do
desempenho de Acopladores Híbridos de 3 dB foi através da
substituição da Carga Ôhmica padrão de 50Q, por um elemento
de absorção mais eficiente sendo este acoplado diretamente ao
corpo do próprio componente. Desta forma, além de eliminarmos a
variável da flutuação da impedância e consequente diminuição da isolação, em função
da qualidade da carga externa, ainda houve melhora significativa da qualidade do sinal,
IM3> -160 dBc, conforme as medições apresentadas na figura (13,10).
11f1 3/2008
F2 Down /V F2 DOWN from 960.0 to 956.0 MHz. F1 Fixed at 935.0 MH2
F1 UP j^V F1 UP from 935,0 to 937.0 MHz. F2 Fixed at 950.0 MHi
-IO°-P.,Í. TM '
-120- -
^ lTJ
-*
*.,». \
-180- •
^ , — "" '~ —
X910.0 MHz -171,2 dB^*V. 910.0 MHz -169.9 dBc
1
HEB
)
9100 9190Frequsncy, MHz
HF p,™», OI.IOÍI I"l 1 ^_ JScnjl CEÍ4inm6 f IIOIO |F3) ]( PR1KT (F2) j«| «JSfflmpppon: | Rjtotpiot |[ cioso (ESC) j
Figura (13.10) - Medições de IM3 nos acopladores 2:1.
Vide Especificações Técnicas
Combinadores 2:1: 782 10500 e 782 10502
Sujeito a alteração sem aviso prévio
Internet: http://www.kathrein.com.br/
124KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Estes componentes são denominados pela KATHREIN como Combinadores 2:1 e
apresentam portanto melhores níveis de llVb quando comparado com os valores
médios de IM3 « -110 dBc, conforme já discutidos anteriormente.
Tx1/Tse2/Rx1/Rx2
^ J-'
i ri *
, | 3 dB Coupler
lCanga F
n!
_ -.\lit- |
lllll
l
Tx1/Rx1
Figura (14.10) -Aspectos construtivos (DC by pass).
No esquemático apresentado na figura (14.10), ambas as portas do Acoplador 2:1 são
DC/AISG by pass, permitindo assim a alimentação em corrente contínua de
componentes ativos como o controle remoto das antenas (Sistema RET) ou DTIWVs.
Se for necessário o corte da corrente em uma das portas, ou na porta comum, é
possível a colocação de bloqueadores de corrente (DC Stop) ligados diretamente na
porta de interesse.
Observem na tabela (2.10), que a posição de instalação deste componente altera sua
potência nominal de operação, sem a necessidade de qualquer sistema de
resfriamento adicional.
Máxima
Temperatura
Ambiente
+ 55° C
+ 40° C
+ 25° C
Montagem Horizontal
Sí_z * , ,'•: , , • 's?í 3i
«fe =s*^ • Z -»~. j£2s
0311
60 W
70 W
75 W
Montagem Vertical
a S
filf çs
4
a
a
ín t?70 W
80 W
85 W
Tabela (2.10) - Posição x Potência máxima de entrada por porta.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KnTHREIfl SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10,3.6 - Duplexadores
Os Duplexadores são componentes de RF bidirecionais'
Pass'vos utilizados para a divisão/combinação dos sinais de
Transmissão (Tx) e Recepção (Rx) em uma saída comum.
Cada lado do duplexador é composto fisicamente de dois filtros de passagem
sintonizados para as frequências de interesse, O número de cavidades ressonantes
está diretamente relacionado com o a isolação, quanto maior a isolação necessária,
maior o número de cavidades ressonantes.
l URx Antena
m"D
O"CO
c0)
O
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
7
835-851
L
880 - 896=»
L\
CQ"D
O«CU"
815 825 835 845 855 865 875 885 895 905 915
Frequência / MHz
u
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
50
//
,-
835-
— -x
851
S5i
/
88
""" — -. ,
3 - 896' *T
V
T
815 825 835 845 855 865 875 885 885 905 915
Frequência / MHz
Figura (15,10) - Duplexador 850 MHz aberto e suas curvas de resposta
Internet: http://www.kathrein.com.br/
126KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HflTHREinMOBILCOM BRASIL
Os Duplexadores desenvolvidos pela KATHREIN, para os mais diversos sistemas
como:
Banda A (850 MHz)
Banda B (850 MHz)
900 MHz
1800 MHz
1900 MHz
21 00 MHz
Up-Link
824-835
845-846,5
835-845
846,5-849
890-915
1710-1785
1850-1910
1920-1980
Down-Link *-
869-880
890-891,5
880-890
891,5-894
935-960
1805-1880
1930-1990
2110-2170
Tabela (3.10) - Duplexadores para diferentes sistemas
possuem excelentes níveis de isolação entre os sinais de Tx e Rx (~ 70-90 dB). Os
duplexadores apresentam portabilidade para diferentes sistemas que operam dentro da
mesma banda de frequências, por exemplo, um duplexador utilizado dento do sistema
CDMA 850 MHz poderá ser utilizado também no GSM 850 MHz.
Sua principal utilização está associada à junção de sinais Tx e Rx na mesma antena.
Ao longo do desenvolvimento do sistema celular, um dos primeiros estágios evolutivos
de redes foi a duplexação de antenas de polarização vertical eliminando assim 3
antenas das torres.
Sistema de DuplexaçãoSite Duplexado 2 Antenas
Vpol / Setor
Figura (16.10) - Sistema de Duplexação desenvolvido pela KATHREIN
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KdTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
Posteriormente estes foram integrados a ERB, sendo atualmente encontrados em
ambas as portas de RF de cada setor, conforme ilustrado abaixo.
Tx+ Rx
Tx+ Rx
Rx
Rx
Setor a
Setor p
^ TV 0.
1
Setor x, * Tv4-
Figura (17.10) - Duplexadores Integrados à ERB
10,3,7 - Combinadores Multibanda
Combinadores multibanda são componentes de RF bidirecionais de baixa perda
utilizados para a divisão / combinação de duas ou mais bandas de frequências
distintas. Se esta combinação for de:
- 2 # bandas distintas = São denominados Diplexers (Dual Band Combiners)
- 3 # bandas distintas = São denominados Triplexers (Triple Band Combiners)
-A# bandas distintas = São denominados Quadriplexers(Quad Band Combiners)
Há ainda a possibilidade do cascateamento destes componentes passivos atingindo-se
assim verdadeiros sistemas Multibandas, muito utilizados atualmente em instalações
indoor de grande porte, como aeroportos, metros, shopping centers entre outros.
10.3.7.1 - Como funciona?
Um combinador multibanda portanto é uma junção de dois ou mais filtros passa banda
ligados à uma porta comum, conforme representado na figura (18.10).
Internet: http://www.kathrein.com.br/
128KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HnTHREinMOBILCOM BRASIL
Diplexer Triplexer
Figura (18,10) - Esquemático de operação de diplexers e triplexers
Os fabricantes normalmente desenvolvem estes produtos em banda larga baseados
nos principais padrões wireless existentes, afim de flexibilizar as possibilidades de sua
utilização. Vejam os seguintes exemplos:
806-960 1710-2170
806-1880 1920-2170
1710-1880 1920-2170
Figura (19.10) - Exemplos de diferentes diplexers
Diplexer(1): Porta 1 = 806-960 / Porta 2 = 1710-2170
Diplexer(2): Porta 1 = 806-1880 / Porta 2 = 1920-2170
Diplexer(S): Porta 1 = 1710-1880 / Porta 2 = 1920-2170
Entre os exemplos acima é muito mais simples o desenvolvimento do Diplexer (1) em
relação aos outros dois, principalmente no que se refere à isolação. No primeiro tipo há
uma separação (Banda de Guarda) de 750 MHz, com um valor médio de 50 dB de
isolação entre as portas. Para os outros dois tipos, há apenas 40 MHz de separação
para se obter o mesmo valor médio objetivo de 50 dB de isolação, o que portanto torna
este desenvolvimento mais complexo e o custo do produto mais elevado.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HnTHREIH SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10.3.7.2 - Combinadores Multibanda: Simples ou Duplos?
Há disponível no mercado Combinadores Multibanda nas versões Simples ou Dupla,
sendo estes conectados mecanicamente através de parafusos de fixação, mas estando
eletricamente isolados, conforme figura (20.10).
Figura (20.10) - Combinadores simples e duplos
10.3.8 - Dual Band Combiners (Diplexers)
Analogamente à importância dos Duplexadores na evolução das
redes celulares, os Diplexers podem ser considerados atualmente
como um dos principais elementos na popularização do
compartilhamento de redes wireless, pois possuem:
• Baixo custo, são fabricados em pastilhas de circuito impresso de alto
desempenho que suportam potências da ordem de até 500 W/ porta.
• Instalação rápida e fácil, propiciando compartilhamento dos cabos RF
• Alta isolação entre as bandas: Valores típicos da ordem: 50 a 60 dB
• Baixa perda de inserção, valores típicos da ordem: 0,1-0,3 dB.
Correlação entre a Perda de Inserção em (dB) versus (%):
Perda de Inserção (dB)
Perda (%)
30
99,9
10
90
3
50
1
20
0,5
10
0,3
6
0,1
2
Internet: http://www.kathrein.com.br/
130KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Portal
Porta2
Portas
g ^ °o 10
& 20CO3 30CW 40
** 50
60
70r
80
SÓ
100
rtal < > PortaS Porta 2 < > PortaS
\\
i
\
70-9
\
VV
50
/
\
/
/7
\Y/ \
//
\vv \I
17
/
'
10-2
\
70
X,"s.
\\
/
/
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Frequência 7 MHz >
Figura (21.10) - Diplexer e sua curva típica de resposta em frequência.
Vide Especificações Técnicas
Diplexers: 793 532A..533/782 10248/...249/...250/...251/...2787...2797...3057...306
782 106207...6217..,6227...6237...6247...6257...8007...8037...804
Sujeito a alteração sem aviso prévio
10.3.8.1 - Especificando Diplexers: Com ou Sem DC/AISG Stop?
Atualmente devido à necessidade crescente da alimentação de componentes ativos no
sistema irradiante, por exemplo sistema RET ou DTIVWs, torna-se comum a presença
de Corrente Contínua (DC) nos cabos de alimentação. Portanto é necessário uma
análise detalhada deste para o dimencionamento adequado de seus componentes.
Vide abaixo a representação esquemática de um mesmo tipo de diplexer no qual, um
dos modelos apresenta DC/AISG By Pass em ambas as portas enquanto que o
segundo modelo tem um DC/AISG Stop integrado em sua porta baixa (470-960 MHz).
DC/AISG, Stop
i i
Portal470-960
l
APorta 2
1710-2170Portal470 - 960
Porta 21710-2170
Figura (22.10) - Diplexers com e sem DC/AISG Stop.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10.3.8.2 - Prós e Contras na utilização de DC/AISG Stop
A principal vantagem na utilização de Diplexers com bloqueadores integrados
(DC/AISG Stop) está na redução da perda de inserção e eliminação de problemas
associados à instalação. Por outro lado o uso de bloqueadores (DC/AISG Stop)
externos flexibilizam as instalações, pois podem a qualquer momento serem colocados
ou retirados do sistema irradiante. No esquemático abaixo o bloqueador (DC/AISG
Stop) pode ser inserido em qualquer uma das portas (1,2 ou 3), tendo os seguintes
efeitos, colocado:
na Porta 1 = Bloqueio DC/AISG entre Porta 1 / Porta 3
na Porta 2 = Bloqueio DC/AISG entre Porta 2 / Porta 3
na PortaS = Bloqueio DC/AISG entre:Portal / PortaS e Porta 2 / Porta 3
Obs: Neste caso as portas 1 e 2 não estão bloqueadas.
Portas
Portal470 - 960
Porta21710-2170
DC/AISGStop
Figura (23.10) - Diferentes posições de colocação de DC/AISG Stop
IMPORTANTE
Os Bloqueadores de Corrente (DC/AISG Stop) possuem um sentido
único de instalação, sendo transparentes à passagem de frequências a
que foram projetados. Portanto não inverta sua montagem se necessitar
alterar sua conectorização!.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
132KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
10.3.9 - Combinadores Integrados
A KATHREIN, explorando todas as possibilidades e benefícios do uso de
combinadores vem integrando estes componentes com nossas Antenas e DTIVWs,
flexibilizando assim o compartilhamento de sites.
Antenas com Diplexer Integrado
Vide Especificações Técnicas
Antenas: 742 2227.. .2237... 224 / ...225
Sujeito a alteração sem aviso prévio
1710-2180-45°
824-960-45°
824-960+45°
1710-2180+45°
DTMA com Diplexers Integrados
K» MUI 1800MH2 1800 J fiz 800 «Hz
Aat 1 Anu
Figura (24.10) - Linha de Antenas e DTMA's integrados com diplexers.Vide Especificações Técnicas
Antenas: 782 10406 7... 652 7..65S
Sujeito a alteração sem aviso prévio
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10,3,10 - Triple Band Combiners (Triplexers)
Os triplexers são compostos de três filtros passa banda, tendo o mesmo princípio
construtivo dos Diplexers. Portanto, as análise anteriores são válidas aqui da mesma
forma.
Porta 4 Porta 4
éi 4=i %
Y: r
APortal380-960
JL
T!1
_L%
~i r
l-Porta 2710-1880
JLj
T_
1
" L ! i— i — i i^ i i00 i i4= i i
i rPorta 3 F920-2170 3
_L%
TA ~
ortal30-960
— i-isT H
DgA
l56B
naa
\- ±
'•so
-T" A " A
Porta 2 Porta:1710-1880 1920-217
Figura (25.10) - Esquemático de operação de triplexers.
Atualmente estes componentes desenvolvidos para o mercado celular estão operando
nas frequências de 470-960 /1710-1880 /1920-2170 MHz.
;1Vide Especificações Técnicas
Triplexers: 782 10630/...631/...632/...633
Sujeito a alteração sem aviso prévio
10.4 - Estudo de Casos
Agora que já realizamos uma análise isolada dos principais componentes de RF
empregados em compartilhamento de sites, vamos à seguir discutir algumas soluções.
10.4.1 - (1°) Caso - Descrição
Considerando-se o espectro de frequências no Brasil foi alocado para os operadores
de GSM 900 MHz quatro sub bandas de 2,5 MHz, que no caso em questão está
alocada em: Up link = 907,5-910 MHz / Down link = 952,5-960 MHz. Em um primeiro
momento este operador implementou um site de GSM 900. Posteriormente, este
mesmo operador pretende expandir sua rede agora com um sistema em WCDMA 850
Internet: http://www.kathrein.com.br/
134KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected],br
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
MHz e pretende compartilhar o site com estes dois sistemas, qual a melhor
alternativa?.
Xpol 806-960 MHz
Tx/Rx Tx/RdvBTS
GSM 900
X
X
DL = -0,5dBUL = -0,5dB
DL = -3dBUL = -3dB
Tx/Rx Tx/RdvBTS
GSM 900
Tx/Rx Tx/RdvBTS
WCDMA 850
(a) (b)
Figura (26,10) - Diferentes formas de se realiazar o compartilhamento
Solução:
Neste caso a solução mais trivial seria a utilização de Acopladores Híbrido de 3dB,
conforme ilustrado na figura (26.10-a). Porém, há de se considerar o impacto da perda de 3
dB devido à divisão. Como alternativa, e afim de minimizar estas elevadas perdas, a
KATHREIN desenvolveu um Diplexer de Cavidade (824-894/907,5-960 MHz) de baixa
perda de inserção (< 0,5 dB) e alta Isolaçâo (> 70 dB), conforme a figura (26.10-b). A antena,
pode operar os dois sistemas simultaneamente sem problemas, pois trabalha em
banda larga, 806-960 MHz. Pode existir algum compromisso na cobertura entre os
sistemas GSM 9007 WCDMA 850 visto que o azimute e ajuste de tilt elétrico ser o
mesmo para ambos os sistemas, mas este é um fator inerente ao compartilhamento de
antenas!
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10.4.2 - (2°) Caso - Descrição
Inicialmente este operador implementou um site de GSM 1800 e o mesmo possuía
TMA's instalados, onde sua alimentação e controle era realizada isoladamente em
cada um dos cabos de alimentação. Posteriormente, este operador expandiu sua rede
agora com um sistema em WCDMA 850 MHz e pretende compartilhar o site. No
WCDMA 850 será utilizado o sistema RET, e as antenas serão instaladas
isoladamente conforme a figura (27.10).
ANTENA
GSM 1800 MHz
X
x
TMA,
tÍTMA1
*
tíTMAI
ttTMA2
ANTENA ANTENA
GSM 1800 MHz WCDMA850MH2
X
xxx
TMA,
Tx/RxTxRdv ^
* BTS f!
WCDMA 850 l
(a) (b)
Figura (27.10) - Esquemático de implantação.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
136KATHREIN MOB1LCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HflTHREinMOBILCOM BRASIL
A figura (27.10-a) representa o site original, somente com o GSM 1800, com TMA's
instalados.Na figura (27.10-b) o sistema foi compartilhado, integrando-se o WCDMA 850 ao
sistema irradiante. Considerando-se que os diplexers instalados são DC/AISG By Pass
em ambas as suas portas e que há correntes de alimentação e sinalização para os
TMA's de 1800 então é necessário a colocação de bloqueadores de corrente (DC/AISG
Stop) ao longo do sistema irradiante. Observe que se não for inserido no sistema o
bloqueador de corrente na porta alta do diplexer inferior poderá ocorrer um refluxo de
corrente proveniente da BTS de GSM 1800 para a BTS 850 e além disto, devido a
divisão da corrente no diplexer provavelmente haverá um alarme de falta de
alimentação no TMA1. Análise similar devem ser realizadas para os demais diplexers.
Seguindo estas diretrizes é possível o compartilhamento do site, mas devido a
presença dos bloqueadores de corrente torna-se mais complexo a alimentação do
sistema RET das antenas. Como resolver?
Soluçãod): ANTENA ANTENA
GSM 1800 MHz WCDMA850 MHz
TMA,
tínviA
xx
xx
i ^— É Dl s . 64U
DCfn>pTVlA2 |
Diplexer
Bypass
i —Diplexer
Bypass
tíTMAI ttTMA2
tírMAI
Diplexer
Bypass
Diplexer
Sypass
ÍDCSTP J
ri><L^fn* A O " | —r- VÍTMA2
"JRCU
OSTP
J í RET
;__ Já f azo>BI- -^ papel de DC
Stop!TxjRxTx/TUIw > TxRxTx/Rdv T|
BTS |T BTS í£§
GSM 1800 | WCDMA 850 |
Figura (28.10) - Esquemático de implantação com cabo RET.Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA
MOBILCOM BRASIL
Uma das possíveis alternativas seria a ligação direta de um cabo RET da BTS 850 até
o topo da torre para a conexão do RCU (Remote Control Unit). Neste caso é
necessário a inclusão no sistema irradiante de um SBT(Smart Bias Tee) que é
elemento responsável por drenar e corrente DC e sinalização do cabo de RF e injetar
os mesmos no cabo do RET. Como o SBT já faz o papel de bloqueador DC, então
nesta configuração pode-se retirar o DC/AISG Stop inserido anteriormente, vide
figura (27,10-b). O ponto negativo nesta configuração está na instalação de um cabo adicional,
do RET, que deverá ser aterrado instalado na torre etc... , conforme Solução(1).
Solução(2):
ANTENA ANTENA
GSM1800MHZ WCDMA850 MHz
Tx/RxTx/Rdv
BTS
WCDMA 850
Alimentaçãovia apenasum ramo!
RET
Figura (29.10) - Esquemático de implantação com DTMA's
Internet: http://www.kathrein.com.br/
138KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
Outra possibilidade seria a substituição dos dois TMA de GSM 1800 por DTMA's
(Double TMA's) mais modernos que normalmente são alimentados por apenas uma de
suas portas, podendo ainda serem cascateados para a alimentação de demais
componentes no topo da torre, como DTMA's dos demais setores ou as RClTs. Nesta
nova configuração foi possível rearranjar a distribuição das correntes nos cabos de
alimentação tornado o sistema irradiante mais limpo", conforme Solução(2).
Solução(2):Variante
ANTENA
WCDMA850MHZ
ANTENA
GSM1800MHZ
Cascata parademais setores
Tx/RxTx/Rdv
BTS
WCDMA 850
Alimentaçãovia apenasum ramo!
Alimentaçãoe Bias Teeintegrado
Figura (30.10) - Esquemático de implantação com DTMA's nos dois sistemas.
Se no futuro for necessário a inclusão de um DTMA adicional para o WCDMA 850
MHz, sua instalação é simples sem na necessidade de adequação adicionais no
sistema irradiante, conforme solução (2) variante.
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10.5 - Exemplos - Sites CompartilhadosAplicação (01)
Site Indoor Compartilhado - Multibanda
Internet: http://www.kathrein.com.br/
140KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HnTHREinMOBILCOM BRASIL
10,5.2-Aplicação (02)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800 / WCDMA 2100 MHz
Configuração para 1 Setor
XXXPol 800 10290 Triple Band
TRIPLE-SANDCOMSINER
GSM 900/1800 /UMTS
2 x 793 632 (single unit)or
1 x 793 633 (double unit)
TRIPLE-8ANDCOMBINER
GSM 900/1800 /UMTS
TRIPLE-BANDCOMBINER
GSM 900/1600/UMTS
P«11 P«I2 Pai 3
2 x 782 10632 (single unit)or
1 x 782 10633 (double unit)
TRIPLE-BANDCOMBINER
GSM 900/1 SOO/UMTS
Podi Port 3 Pon 3
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL
10.5.3-Aplicação (03)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 223 Dual Band
2 x 793 532 (single unit)
or1 x 793 533 (double unit)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KFITHREm
10.5.4-Aplicação (04)
Site Compartilhado - GSM 900 / WCDMA 2100
MOBILCOM BRASIL
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 264 Dual Band
GSM 900
824-960 MHz
DC stop793 301
824-960 MHz+45°
DC cable
1710-2170 MHH-45°
DC powerSplitter
860 10002
Toe cable . Fí
GSM 1800UMTS
1710-2170 MHz+45"
DC cable
Smart Blas Tee782 10254
Dual-SandCombiner
GSM 900 / UMTS
2 x 793 532 (single unit)
or
1 x 793 533 (double unlt)
DC stop793 301
2 x 793 532 (single unit)or
1 x 793 533 (double unit)
Smart Bias Tee782 10253
Dual-BandCombiner
GSM 900/UMTS
ccu
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
HRTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL10.5.5-Aplicação (05)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 265 Dual Band
GSM 900 GSM 1800UMTS
Pom Port2
DUAL-BANDCOMBINER
GSM 900/(1800 +UMTS)
Port3
_QCDO
PortS
DUAL-BANDCOMBINER
GSM 900 / (1800 +UMTS)
Portl Port2
2 x 793 532 (single unlt)or
1 x 793 533 (double unit)
2 x 793 532 (single unlt)or
1 x 793 533 (double unit)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
144KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
10.5.6-Aplicação (06)
Site Compartilhado - CDMA 850 / GSM 900 / GSM 1800
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 266 Dual Band
2x78210250(singleunit)or
1 x 782 10251 (double unit)
2x78210250(singleunit)or
1x78210251 (double unit)
824 - 880 MHz 890 - 960 MHz 1710-1880 MHz
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL10.5.7-Aplicação (07)
Site Compartilhado - GSM 1800 / WCDMA 2100
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 236
1710- 2180 MHz^t5°
l
1710-2180 MHz-45°
~ J
1710 -2180 MHz-45°
1710-2180 MHz-45°
l
l
Smart Blas-Tee r "-"Ti782 10253
ccu
2x782 10622(singleunit)or
1 x 782 10623(doubleunit)
2x78210622(singleunit)or
x78210623(doubleunit)
Internet: http://www.kathrein.com.br/
146KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA HilTHREinMOBILCOM BRASIL
10.5.8-Aplicação (08)
Site Compartilhado - Multibanda
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 223
, r~-ccu
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL10.5.9-Aplicação (09)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800 / WCDMA 2100
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 265
824-960 MHz-45°
824-960 MHz+45°
1710-2170 MHz-45°
GSM 1800UMTS
1710-2170 MHz+45°
Port 1 Port 2 Port 1 Port 2
DUAL-BAND o ~ 700 coo /c-i,,,-!,, ,^i»\ DUAL-BANDCOMBINER 2 X 793 532 (Sln9'e UPlt) COMBINER
GSM 9007(1800 + UMTS) Or GSM 900 / (1800 + UMTS)
Port 3 1 x 793 533 (double unit) porl3
o>-Q(0o(D
T3
LL
0).Q03O
03-o0)0)U-
Port 4 Port 4
TRIPLE-BAND p y 7RO infi^fi ("íinnlp unit^ TRIPLE-BAND
GSM 900 / 1 800 / UMTS Or GSM 900 / 1 800 / UMTS
PO,,, Port2 Ports 1x782 10631 (double unit) Port1 Port2 Port3
i
lL_
Internet: http://www.kathrein.com.br/
148KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA HHTHREinMOBILCOM BRASIL
10.5.10-Aplicação (10)
Site Compartilhado - GSM 1800 / WCDM A 2100
Configuração para 1 Setor
XXPol 742 352
2x78210620(singleunit)or
1 x 782 10621 (doubleunit)
DC cable
2 x DC-Stop 793 301
2x78210620(singleunit)or
1 x 782 10621 (double unlt)
X~| 2 x Bias-Tee 793 304l DC cable
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
KHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL10.5.11 -Aplicação (11)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800 /WCDMA 2100
Configuração para 1 Setor
XPol 800 10305 XPOI742215 XPol 742 213
GSM 900 GSM 1800 UMTS
806 -960 MHz 806 -960 MHz 1 1710-2170 MHz 1
-45' *45' ! -45-710 -2170 MHz 1710 -2170 MHz 1710 -2170 MHz
•M5" -45' *45'
T,,** ,.,«, „.„* ,,,J | !..«.«
RCU RCU | | RCU
— l — ' — l — J_ _L ^n —
l
\ /
l 1 I 1 H
^í 1 \ ££
" ^DCpower 1 VW WX Spllller | \/ V/ \ 860 10002 j
l l i Double TMAPW1 Port2 Poni Portj UMTS
Dual-Band Dual-Band 782 10153 (12 dB)Combiner Combiner !
GSM 900 /GSM 1800 GSM 900/1800 |_ DC cable
Port 3 Port 3
CD.Q
SCD
T5CDCD
U_
2 x 793 532 (single unit)
or
1 x 793 533 (double unit)
CDJZI
SCD
"OCDCD
U_
2 x 793 532 (single unit)
or
1 x 793 533 (double unit)
CDJDCOO
CD"0CDCD
U_
Port3 Port3
Dual-Band Dual-BandCombiner Combiner
GSM 900 /GSM 1800 GSM 900 / GSM 1800
Port 1 Port 2 Port 1 Port 2
Smart Bias TeeNX 782 10253 r
J
CDX)COO
O•o0)CDU-
F^ •• ^TR I JU^RJ*I ^2sH
DC cable _ _ . .
ifcj
HHIJI Hiiiiji ^mu i^sJTsooB •G^^sooB By^reB
Internet: http://www.kathrein.corn.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDA TEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
SISTEMAS IRRADIANTES MÓVEIS - TEORIA E PRÁTICA KdTHREinMOBILCOM BRASIL
10.5.12-Aplicação (12)
Site Compartilhado - Multibanda
Configuração para 1 Setor
XXXPol 800 10290
2 x 78210630 (single unit)or
1x778210631 (double unlt)
2 x 78210630 (single unit)or
1x778210631 (double unit)
r_ _
Operator 2
UtafcM
Operator 2 Operator 2
Internet: http://www.kathrein.com.br/
KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 5685 4290 Fax (11) 5685 4292 e-mail: [email protected]
HHTHREin SISTEMAS IRRADIANTES MOVEIS - TEORIA E PRATICA
MOBILCOM BRASIL10.5.13-Aplicação (13)
Site Compartilhado - GSM 900 / GSM 1800 / WCDMA 2100
Configuração para 1 Setor
XXXPol 800 10291
806 -960 MHz 806 -960 MHz-45 +45°
1710 -2170 MHz-45°
1710-2170MHZ ' • • ' • - 1710-2170MHZ 1710-2170MHz+45° -45° +45°
Tx/Rx Tx/Rxdlv . Tx/Ftx . Tx/Rxdlv
RCU RCU RCU
S l v"õ DoubleTMA • DoubleTMA•E GSM 1800 i UMTSô 782 10555 (12 dB) j 782 10153 (12 dB)
l |l— __ — _._ — —l l
l_ _l L _
ocstop rJn793301 l J |
"" TOPu^ANoT 2 x 782 1 0630 (single unit) ™ !W^ANDP"1'
"•. COMBINER rf'" _, COMBINER900/1800 /UMTS ul 900 / 1800 /UMTS
Pon4 1 x 782 10631 (double unit) PW4
i ' . "
Feed
er c
able
CO CO l -ffl (D —
CDXIcooi__CD
T3CDCD
U_
Smart Blas-Tee
orr_ 782 10453
f? f? 1w N • 'P°"4 2 x 782 10630 (single unit) . ÍPor14
v_, ^ w -* TRIPLE-BAND . " " TRIPLE-BAND- COMBINER Or COMBINER
__. , 900/1800/UMTS " 900/ 1800/UMTSccu 1 x 782 10631 (double unit)
Port 1 Fort 2 Port 3 x ' Port 1 Pwl 2 Port 3
l 1lT|/g||yj |TjjVg^ • iTs^te^^^Tj^RííSvj pT..B.j|||y|T,JBjrti..i
^HBTSJIHE B IB BBrçB•fe. ^^E teB 1 ' KqaipM*' my^^^j^
Internet: http://www.kathrein.com.br/
152KATHREIN MOBILCOM BRASIL LTDATEL. (11) 56854290 Fax (11) 56854292 e-maii: [email protected]