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Presupuesto de Radio Link: detalles y fórmula

Presupuesto de Radio Link: detalles y fórmula

Cuando se diseña un sistema de radiocomunicaciones completo, es decir, de extremo a extremo, es necesario calcular lo que se denomina presupuesto de enlace de radio.

El balance del enlace es un resumen de la potencia transmitida con todas las ganancias y pérdidas en el sistema y esto permite calcular la fuerza de la señal recibida.

Con este conocimiento es posible determinar si los niveles de potencia y ganancia son suficientes, demasiado altos o demasiado bajos y luego aplicar una acción correctiva para asegurar que el sistema funcione satisfactoriamente.

Esto asegura que una vez que el sistema esté instalado y listo para funcionar, habrá suficiente señal para que funcione correctamente, o si la señal es demasiado alta y se pueden tomar medidas para ahorrar costes.

Las antenas más grandes de lo requerido, los altos niveles de potencia del transmisor y similares pueden aumentar considerablemente el costo, por lo que es necesario equilibrarlos para minimizar el costo del sistema y al mismo tiempo mantener el rendimiento.

Los presupuestos de enlace se utilizan en muchas aplicaciones, desde enlaces satelitales hasta sistemas de telefonía móvil, enlaces de radio HF y muchas más.

Los cálculos de estilo de presupuesto de enlace también se utilizan dentro de las herramientas de levantamiento inalámbricas. Estas herramientas de levantamiento inalámbricas no solo observarán la forma en que se propagan las señales de radio, sino también los niveles de potencia, las antenas y los niveles de sensibilidad del receptor necesarios para proporcionar la calidad de enlace requerida.

Presupuesto de enlace de radio: conceptos básicos

Como su nombre lo indica, un presupuesto de enlace de radio es un resumen de todas las ganancias y pérdidas en un sistema de transmisión. El presupuesto del enlace de radio suma la potencia transmitida junto con las ganancias y pérdidas para determinar la intensidad de la señal que llega a la entrada del receptor. El presupuesto del enlace puede incluir los siguientes elementos:

Donde las pérdidas pueden variar con el tiempo, p. Ej. desvanecimiento, y se debe tener en cuenta dentro del presupuesto del enlace para esto; a menudo se puede tomar el peor de los casos, o alternativamente, una aceptación de períodos de mayor tasa de errores en los bits (para señales digitales) o de una relación señal / ruido degradada para sistemas analógicos.

En esencia, el presupuesto del enlace adoptará la forma de la siguiente ecuación:

Potencia recibida (dBm)=Potencia transmitida (dBm)+Ganancias (dB)-Pérdidas (dB)

El cálculo básico para determinar el presupuesto del enlace es bastante sencillo. Es principalmente una cuestión de contabilizar todas las diferentes pérdidas y ganancias entre el transmisor y el receptor.

Una vez que se ha calculado el presupuesto del enlace, es posible comparar el nivel recibido calculado con los parámetros del receptor para descubrir si será posible cumplir con los requisitos generales de rendimiento del sistema de relación señal / ruido, tasa de error de bits, etc.

Fórmula de presupuesto de enlace de radio

Para diseñar una fórmula de balance de enlace de radio, es necesario investigar todas las áreas donde pueden ocurrir ganancias y pérdidas entre el transmisor y el receptor. Aunque se pueden hacer pautas y sugerencias con respecto a las posibles áreas de pérdidas y ganancias, cada vínculo debe analizarse por sus propios méritos.

Una ecuación de balance de enlace típica para un sistema de comunicaciones por radio puede tener el siguiente aspecto:

PAGSRX=PAGSTX+GRAMOTX+GRAMORX-LTX-LFS-LPAGS-LRX

Dónde:
PAGSRX = potencia recibida (dBm)
PAGSTX = potencia de salida del transmisor (dBm)
GRAMOTX = ganancia de la antena del transmisor (dBi)
GRAMORX = ganancia de la antena del receptor (dBi)
LTX = alimentador de transmisión y pérdidas asociadas (alimentador, conectores, etc.) (dB)
LFS = pérdida de espacio libre o pérdida de trayecto (dB)
LPAGS = pérdidas diversas por propagación de la señal (estas incluyen margen de desvanecimiento, desajuste de polarización, pérdidas asociadas con el medio a través del cual viaja la señal, otras pérdidas ...) (dB)
LRX = alimentador del receptor y pérdidas asociadas (alimentador, conectores, etc.) (d) B

NB, en aras de la visibilidad, las pérdidas en la ecuación de balance del enlace se muestran con un signo negativo, p. LTX o LFS, etc. Al ingresar las cifras en la fórmula de balance del enlace radioeléctrico, la cifra debe ingresarse como el módulo de la pérdida. De esta forma se restarán y no se sumarán a la figura.

Ganancia de antena y presupuesto de enlace de radio

La ecuación de balance de enlace básica en la que no se incluyen niveles de ganancia de antena supone que la potencia se distribuye por igual en todas las direcciones desde la fuente, es decir, desde una fuente isótropa, una antena que irradia por igual en todas las direcciones.

Esta suposición es buena para muchos cálculos teóricos, pero en realidad todas las antenas irradian más en algunas direcciones que en otras. Además de esto, a menudo es necesario usar antenas con ganancia para permitir que la interferencia de otras direcciones se reduzca en el receptor y en el transmisor para enfocar la potencia disponible del transmisor en la dirección requerida.

En vista de esto, es necesario acomodar estas ganancias en la ecuación de balance del enlace como se ha hecho en la ecuación anterior porque afectarán los niveles de la señal, incrementándolos por los niveles de la ganancia de la antena, asumiendo que la ganancia está en la dirección de la enlace requerido. Al cotizar niveles de ganancia para antenas, es necesario asegurarse de que sean ganancias en comparación con una fuente isótropa, es decir, el tipo básico de antena asumido en la ecuación cuando no se incorporan niveles de ganancia. Las cifras de ganancia relativas a una fuente isótropa se expresan en dBi, es decir, dB en relación con una fuente isótropa. A menudo, los niveles de ganancia dados para una antena pueden ser la ganancia relativa a un dipolo, donde las cifras pueden expresarse en dBd, es decir, dB en relación con un dipolo. Sin embargo, un dipolo tiene ganancia en relación con una fuente isotrópica, por lo que la ganancia del dipolo de 2,1 dBi debe adaptarse si se citan las cifras relativas a un dipolo para la ganancia de la antena.

Los cálculos del presupuesto de enlace son un paso esencial en el diseño de un sistema de comunicaciones por radio. El cálculo del balance de enlace permite ver las pérdidas y ganancias, y diseñar un balance de enlace permite distribuir las pérdidas, ganancias y niveles de potencia si es necesario realizar cambios para permitir que el sistema de comunicaciones por radio cumpla con sus requisitos operativos. Esto solo es posible realizando un análisis de presupuesto de enlaces.

Ver el vídeo: RADIO JEKAFO 18. 09. 2020 (Octubre 2020).