Para realizar un enlace se debe tomar en cuenta ciertos conocimientos que detallaremos a continuacion:
Propagación por Difracción
Aunque la difracción se produce únicamente por la superficie del suelo u otros obstáculos, para evaluar los parámetros geométricos situados en el plano vertical del trayecto (ángulo de difracción, radio de curvatura, altura del obstáculo) ha de tenerse en cuenta la refracción media de la atmósfera en el trayecto. Para ello, se traza el perfil del trayecto con el radio ficticio de la Tierra que convenga, de no disponer de otras indicaciones, se puede tomar un radio efectivo de la Tierra de 8 500 km.
RECOMENDACIÓN UIT-R P.526-5
PROPAGACIÓN POR DIFRACCIÓN
El objetivo del estudio de la propagación por difracción es modelar el fenómeno y calcular las pérdidas para obstáculos agudos o redondeados, aislados o múltiples y ver cómo se trabaja en la práctica, es decir las condiciones de propagación.
Para realizar este estudio se debe considerar el trayecto radioelectrico en espacio libre TR, donde el campo en R es eo, que no es más que el campo resultante de contribuciones de campo producidas por anillos de radios Rn-1, Rn dispuestos en planos ortogonales al eje TR, situados a distancias d1 y d2 de T y R, respectivamente, como se muestra en la figura.
Esta zona de despeje adicional que hay que tener en consideración además de haber una visibilidad directa entre las dos antenas, es llamada Zona de Fresnel, que no es más que elipsoides concéntricos formados por la revolución de la figura anterior alrededor del eje TR.
Este factor deriva de la teoría de ondas electromagnéticas respecto de la expansión de las mismas al viajar en el espacio libre. Esta expansión resulta en reflexiones y cambios de fase al pasar sobre un obstáculo. El resultado es un aumento o disminución en el nivel de señal recibido.
El análisis de la influencia de los obstáculos se realiza mediante los elipsoides de Fresnel, considerándose que la propagación se efectúa en condiciones de visibilidad directa si no existe ningún obstáculo dentro del primer elipsoide.
Para encontrar los radios de la zona de Fresnel (Rn), se debe condicionar los radios de los anillos como trayectos que delimitan la zona, además de deducir en unidades prácticas, como frecuencia, longitud de onda, distancias, etc., la ecuación para su cálculo.
La ecuación indica el n-ésimo radio de la zona de fresnel, tomando siempre en consideración para el estudio de la propagación R1 o Primer Radio o Primera Zona de Fresnel, haciendo n=1.
Difracción por Obstáculos
Para la valoración, en primera aproximación, de las pérdidas por difracción en obstáculos, se idealiza la forma de éstos, asimilándolos a una arista o cuña de espesor despreciable (filo de cuchillo) o una arista gruesa y redondeada, con un cierto radio de curvatura en la cima. La predicción de las pérdidas se efectúa por separado, según se trate de obstáculos aislados o múltiples.
Las pérdidas por difracción son diferentes dependiendo del tipo de tereno que interfiere en la primera zona de fresnel. Los métodos de cálculo que se deben emplear en los diferentes casos se examinan en la Recomendación UIT-R P.526.
Obstáculo Aislado
El modelo de obstáculo aislado resulta aplicable a los trayectos que, salvo esta obstrucción, son de visibilidad directa.
Obstáculo Agudo (Filo de cuchillo)
El estudio del obstáculo agudo o filo de cuchillo puede hacerse mediante tres casos, el primero lo indica la figura superior, donde el obstáculo está por encima de la línea de vista o rayo directo, lo cual nos da parámetros positivos, es decir, despejamiento h > 0 y ángulo de difracción q > 0, y el coeficiente fresnel-kirchoff u sea del mismo signo del despeje por lo que es positivo y mayor a 0, haciendo que las pérdidas generadas por difracción sean superiores a 6dB.
El segundo caso, se indica cuando el obstáculo esta justo a la altura del rayo directo, con lo cual se obtiene una h=0 y un q = 0, además de u =0, obteniendo una pérdidas de 6dB.
El tercer caso puede observarse en la figura inferior, donde el obstáculo está por debajo de la línea de vista o rayo directo, lo cual nos dá parámetros negativos, es decir despejamiento h < 0 y ángulo de difracción q < 0, y el coeficiente fresnel-kirchhoff u < 0 , tomando en cuenta que si u < -0,7 , las pérdidas se reducen a 0dB.
Las ecuaciones indican el cálculo de las pérdidas, y la gráfica la forma en la cual se van aproximando las expresiones.
Obstáculo Redondeado
Dos Obstáculos
El cálculo de la atenuación para dos obstáculos aislados se realiza mediante una integral doble de Fresnel, pero en la práctica se utilizan métodos más simples y con aproximaciones suficientemente adecuadas para aplicaciones en terreno.
La elección de los diversos modelos se basa en la situación del rayo TR respecto a los obstáculos, se estudiaran tres modelos básicos:
· Método EMP
· Método Epstein-Peterson
· Método Recomendación UIT-R P.526
Método EMP
Se aplica cuando el rayo TR no corta ningún obstáculo, pero existe despojamiento insuficiente en ambos, esto es, para cada obstáculo se cumple que -0,7 £ u £ 0
La atenuación por difracción es igual a la suma de pérdidas producidas por cada uno de los obstáculos por separado ( filo de cuchillo), como puede apreciarse en la ecuación.
Método Epstein- Peterson
Se utiliza cuando el rayo directo corta a los dos obstáculos y estos tienen alturas similares.
La atenuación por difracción es igual a la pérdida en el subvano TO1O2, interceptado por O1 con altura h1 ¢ , más la pérdida en el subvano O1O2TR, interceptado por O2 con altura h2 ¢ , más un término de corrección, propuesto por Millington.
Método Recomendación UIT-R P. 526
Si uno de los obstáculos es claramente dominante, se utiliza el método descrito en la recomendación, el cual evalúa su influencia con la altura real h1 en el vano total TR.
El efecto del segundo obstáculo se calcula en el subvano O1O2R con la altura h2 ¢ del trayecto O1R, además se incluye el término de corrección.
Múltiples Obstáculos
La Recomendación UIT-R P.526 aconseja la aplicación del método Deygout modificado, tomando en cuenta los siguientes pasos:
- Se determina el obstáculo dominante del vano, es decir, el que su parámetro fresnel-kirchhoff sea el mayor de todos. Este obstáculo divide en dos el vano, un subvano transmisor-Obstáculo dominante (TOd) y otro Obstáculo dominante-Receptor (OdR) (Denominaremos u p a este parámetro)
- En cada subvano se determina también el obstáculo dominante. Se obtendrá un u t para el subvano TOd y otro u r para el subvano OdR.
- La pérdida en exceso del vano se evalúa para u p > -0,78, además de correcciones empíricas.
Una imagen del Software lo podemos ver aqui: Diseño de Radio Propagación
Archivo del Software : Diseño de Radio Propagacion
En los enlaces se encuentra mas información que sirven de ayuda para realizar este software.
Para mas Informacion de interes pueden visitar:
http://geocities.ws/abianchi04/textoradioenlaces/index.html
http://www.monografias.com/trabajos40/radiopropagacion/radiopropagacion.shtml
http://jcoppens.com/radio/prop/index.php
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