Intensidad de la señal en telecomunicaciones.

En telecomunicaciones, particularmente en ingeniería de radiofrecuencia, la intensidad de la señal se refiere a la potencia de salida del transmisor recibida por una antena de referencia a una distancia de la antena transmisora. Las transmisiones de alta potencia, como las utilizadas en radiodifusión, se expresan en dB-milivoltios por metro (dBmV/m). Para sistemas de muy baja potencia, como los teléfonos móviles, la intensidad de la señal suele expresarse en dB-microvoltios por metro (dBμV/m) o en decibeles por encima de un nivel de referencia de un milivatio (dBm). En terminología de radiodifusión, 1 mV/m es 1000 μV/m o 60 dBμ (a menudo escrito dBu).

Ejemplos

• 100 dBμ o 100 mV/m: la interferencia en mantos puede ocurrir en algunos receptores
• 60 dBμ o 1.0 mV/m: considerado frecuentemente el borde de la zona protegida de una estación de radio en América del Norte
• 40 dBμ o 0,1 mV/m: la fuerza mínima en la que se puede recibir una estación con calidad aceptable en la mayoría de los receptores

Relación con la potencia radiada media

La intensidad del campo eléctrico en un punto específico se puede determinar a partir de la potencia entregada a la antena transmisora, su geometría y resistencia a la radiación. Considere el caso de una antena dipolo de media onda alimentada por el centro en el espacio libre, donde la longitud total L es igual a media longitud de onda (λ/2). Si se construye a partir de conductores delgados, la distribución de corriente es esencialmente sinusoidal y el campo eléctrico radiante está dado por

${displaystyle E_{theta }(r)={-jI_{circ } over 2pi varepsilon _{0}c,r}{cos left(scriptstyle {piover 2}cos theta right) over theta }e^{jleft(omega t-krright)$

Donde ${displaystyle scriptstyle {theta }$ es el ángulo entre el eje de la antena y el vector al punto de observación, ${displaystyle scriptstyle {I_{fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoft {f}fnMicrosoft {fnMicrosoft}fnMicrosoftfnMicro {fnMicrosoftfnMicro {f}fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoft\\\\fnMicrosoft\fnMicro {fnMicro {fnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft\fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoft }$ es la corriente pico en el punto de alimentación, ${displaystyle scriptstyle {varepsilon ####,=,8.85times 10^{-12},F/m}$ es la autorización del espacio libre, ${displaystyle scriptstyle {c,=,3times 10^{8},m/S}$ es la velocidad de la luz en vacío, y ${displaystyle scriptstyle {r}$ es la distancia a la antena en metros. Cuando la antena se ve en el lado ancho (${displaystyle scriptstyle {theta ,=,pi /2}$) el campo eléctrico es máximo y dado por

${displaystyle vert E_{pi /2}(r)vert ={I_{circ } over 2pi varepsilon _{0}c,r},}$

Resolver esta fórmula para obtener los rendimientos actuales máximos

${displaystyle I_{circ }=2pi varepsilon _{0}c,rvert E_{pi /2}(r)vert ,}$

La potencia promedio de la antena es

${displaystyle {P_{avg}={1over 2}R_{a},I_{} {2}}$

Donde ${displaystyle scriptstyle {R_{a}=73.13,Omega }$ es la resistencia a la radiación de la antena de onda media alimentada por el centro. Sustituir la fórmula para ${displaystyle scriptstyle {I_{fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoft {f}fnMicrosoft {fnMicrosoft}fnMicrosoftfnMicro {fnMicrosoftfnMicro {f}fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoft\\\\fnMicrosoft\fnMicro {fnMicro {fnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoftfnMicrosoft {fnMicrosoftfnMicrosoft\fnMicrosoftfnMicrosoft {\fnMicrosoft }$ en la ${displaystyle scriptstyle {P_{avg}}$ y resolución para el máximo rendimiento de campo eléctrico

${displaystyle vert E_{pi /2}(r)vert ,=,{1 over pi varepsilon _{0}c,r}{sqrt {P_{avg} over 2R_{a}},=,{9.91 over r}{sqrt {P_{avg}quad (L=lambda /2),.}$

Por lo tanto, si la potencia promedio de una antena dipolo de media onda es de 1 mW, entonces el campo eléctrico máximo a 313 m (1027 pies) es de 1 mV/m (60 dBμ).

Para un dipolo corto (${displaystyle scriptstyle {Llllambda /2}$) la distribución actual es casi triangular. En este caso, el campo eléctrico y la resistencia a la radiación son

${fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {f} {f}f}f}f}f}f}fnMicroscf}fnMicroscf}fnMicroscf}f}fnMicroscfnMicroscfnMicroscfnMicroscf}fnKf}fnMientras,fnKf}fnMicrosiguescf}f}f}fnMicrosoft}fnMicrox}fnMicrox}fnMicrox}cfnMi$

Usando un procedimiento similar al anterior, el campo eléctrico máximo para un dipolo corto alimentado por el centro es

${displaystyle vert E_{pi /2}(r)vert ,=,{1 over pi varepsilon _{0}c,r}{sqrt {P_{avg} over 160},=,{9.48 over r}{sqrt {P_{avg}quad (Lll lambda /2),}$

Señales de radiofrecuencia

Aunque existen redes de torres de estaciones base de telefonía celular en muchos países del mundo, todavía hay muchas áreas dentro de esos países que no tienen una buena recepción. Es poco probable que algunas zonas rurales lleguen a estar cubiertas de manera efectiva, ya que el costo de construir una torre de telefonía celular es demasiado alto para sólo unos pocos clientes. Incluso en áreas con alta intensidad de señal, los sótanos y el interior de grandes edificios suelen tener mala recepción.

La intensidad de la señal débil también puede ser causada por interferencias destructivas de las señales de las torres locales en áreas urbanas, o por los materiales de construcción utilizados en algunos edificios que causan una atenuación significativa de la intensidad de la señal. Los grandes edificios, como almacenes, hospitales y fábricas, a menudo no tienen señal utilizable a más de unos pocos metros de las paredes exteriores.

Esto es particularmente cierto para las redes que operan a mayor frecuencia, ya que se ven más atenuadas por los obstáculos intermedios, aunque son capaces de utilizar la reflexión y la difracción para sortear los obstáculos.

Intensidad estimada de la señal recibida

La intensidad estimada de la señal recibida en una etiqueta RFID activa se puede estimar de la siguiente manera:

${displaystyle mathrm {dBm_{e} =-43.0-40.0log _{10}left({frac {r}}right)}$

En general, puedes tener en cuenta el exponente de pérdida de ruta:

${displaystyle mathrm {dBm_{e} =-43.0-10.0 gamma log _{10}left({frac {r}{R}right)}$

La pérdida de trayectoria efectiva depende de la frecuencia, la topografía y las condiciones ambientales.

En realidad, se podría utilizar cualquier potencia de señal dBm₀ conocida a cualquier distancia r₀ como referencia:

${displaystyle mathrm {dBm_{e} =mathrm {dBm} _{0}-10.0gamma log _{10}left({frac {r} {r_{0}} {}} {}}}}}} {r} {r} {r} {r}}} {r}}}}}}}}}}} {r} {r} {r} {r} {r} {r} {r}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {r} {r} {r}} {r}}}}}}}}}}}}} {r}}}}} {r} {r}}} {r} {r} {r} {r} {r} {r} {} {}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {}}}} {}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}}}}}}}}} {}}}}}}}} {$

Número de décadas

${displaystyle log _{10}(R/r)}$ daría una estimación del número de décadas, que coincide con una pérdida promedio de 40 dB/década.

Estimar el radio de la celda

Cuando medimos la distancia de la celda r y la potencia recibida dBm_m pares, Podemos estimar el radio medio de la celda de la siguiente manera:

${displaystyle R_{e}=operatorname {avg} [ r 10^{(mathrm {dBm_{m} +43.0)/40.0} ]}$

Existen modelos de cálculo especializados para planificar la ubicación de una nueva torre celular, teniendo en cuenta las condiciones locales y los parámetros del equipo de radio, así como la consideración de que las señales de radio móviles se propagan con línea de visión, a menos que se produzca reflexión.