Antenas de Celulares. Investigación.

Las antenas de los teléfonos móviles han pasado de ser externas a estar integradas en el interior como un chip más. La mayoría de los terminales integra 2 antenas internas estratégicamente posicionadas, lo que permite que los teléfonos sean más pequeños y planos sin que afecte a la capacidad de recibir o emitir señal.

cuando marcamos, gracias a la cobertura, el teléfono se comunica con la antena de telefonía más próxima, a la que se denomina estación base o BTS. Estas antenas de radiofrecuencia son estrechas y de aproximadamente un metro; y suelen estar ubicadas sobre torres, aunque en ocasiones se posicionan directamente sobre edificios.

Una antena típica de una estación base telefonía móvil se compone de un o más (habitualmente 3) antenas “sectorial”: cada antena sectorial concentra sus emisiones hacia el frente y en horizontal, en forma de un haz sensiblemente plano, y abarca un sector entre 60 y 120 grados. Las emisiones son casi inexistentes en el resto de direcciones (atrás, abajo y arriba).

Estas estaciones base se comunican, vía radio o cable, con lo que popularmente se conoce como central telefónica, el sistema encargado de encaminar la llamada hacia el teléfono de destino, sea fijo o móvil. Si es otro móvil, la señal viajará hasta la estación base más próxima al terminal con el que nos queremos poner en contacto y de ahí al teléfono en sí.

Dado que las varias antenas sectoriales de que se compone la estación base, emiten un haz muy asimétrico, se puede esperar una variación importante en el nivel de la señal según la posición relativa a la estación base, incluso aunque la distancia sea la misma. En el caso de que la antena tenga que servir a pocos usuarios (en zonas rurales por ejemplo), se suele instalar una antena omni-direccional, que se compone de una antena varilla central (emisora), y dos antenas receptoras a cada lado. Este tipo de antena emite radiación de intensidad casi igual en todas direcciones horizontales.

En lugar de poner una sola antena para toda una ciudad, se colocan varias y se programa el sistema de manera que cada antena emplee frecuencias distintas a las de sus vecinas, pero iguales a otras antenas fuera de su rango. Además, en las grandes ciudades, la solución pasa por disminuir el tamaño de las áreas que cubre cada antena y aumentar el número de estaciones base que se reparten en gran número por toda la urbe. Con este sistema se evitan saturaciones y se puede dimensionar la red según sea necesario en cada momento.

Radio de Acción

El radio de acción de cada estación base es limitado, dependiendo del número de usuarios y de los obstáculos que las ondas encuentren en su camino. En campo abierto, el alcance del señal de estaciones base puede llegar a varios kilómetros de distancia. Sin embargo, en las ciudades la presencia de los edificios reduce el rango de las emisiones drásticamente. Para mantener la cobertura de la red, además de instalar más estaciones base se suelen instalar una gran cantidad de antenas más pequeñas denominadas antenas “micro-celda”, a menudo montadas en paredes en la calle y también dentro de edificios.

Rango de Frecuencias

la radiación de alta frecuencia debe disminuir según una ley inverso cuadrado, lo que significa que la intensidad de radiación varía inversamente al cuadrado de la distancia de la fuente, o sea que, si aumentamos la distancia de la fuente de radiación 2 veces, la intensidad de radiación se reduce por un factor de 4. Sin embargo, en la práctica, la radiación de alta frecuencia casi nunca disminuye como una sencilla función de la distancia, debido a reflexiones, difusiones y difracciones causadas por las interacciones con edificios, árboles, materiales de construcción etc. Estos efectos pueden dar lugar a gran variabilidad en lintensidad de la radiación encontrada de una parte a otra de la zona de medición.

Solventada la conexión entre ambos teléfonos, queda lo más importante: que nuestra voz viaje por la línea. Una vez que se ha establecido la llamada, los teléfonos de ambas personas comienzan a mandar y a recibir audio digitalizado y comprimido a través de las ondas gracias a las antenas que llevan incorporadas. Algunos teléfonos usan una sola como transmisor y receptor, mientras otros, como el iPhone 5, cuentan con varias. Muchos modelos contienen además más de un tipo de antena: pueden llevar incorporadas una para el Wi-Fi, otra para el Bluetooth y otra para el GPS.