Diversidad espacial en enlaces de microondas

¿Por qué utilizar Space Diversity?

Los enlaces de microondas de larga distancia suelen utilizar la diversidad espacial para garantizar comunicaciones fiables entre los dos puntos finales.En determinadas ubicaciones geográficas, como sobre el agua y en los desiertos, la propagación por trayectos múltiples constituye un impedimento para el rendimiento de la radio de larga distancia en forma de interrupciones intolerables de los enlaces. Para compensar, se debe aplicar un esquema de protección. La diversidad espacial es uno de esos esquemas de protección ampliamente implementados que mejora el rendimiento de los enlaces de radio por microondas de larga distancia.

Enlaces de microondas por debajo y por encima de 10 GHz
A frecuencias de enlace superiores a 10 GHz, la longitud del trayecto del enlace está limitada por el desvanecimiento debido a la aparición de precipitaciones, mientras que a frecuencias de enlace inferiores a 10 GHz la atenuación por lluvia tiene un efecto limitado en la longitud del trayecto. Por esta razón, las frecuencias por debajo de 10 GHz son las más adecuadas para redes de comunicación de larga distancia. Sin embargo, incluso en estas frecuencias preferidas de larga distancia, la longitud de la ruta y la disponibilidad del enlace pueden
limitado por otro fenómeno: el desvanecimiento causado por la propagación por trayectos múltiples.La probabilidad de desvanecimiento debido a la propagación por trayectos múltiples depende de factores geográficos como el lugar, el terreno sobre el que se propagan las ondas de radio y la inclinación (ángulo) del trayecto. La propia longitud de la ruta también tiene un efecto, ya que la probabilidad de propagación por múltiples rutas aumenta a medida que aumenta la longitud de la ruta. En general, es más probable que la propagación por trayectos múltiples ocurra en áreas tropicales, áreas desérticas y en enlaces sobre grandes masas de agua.

Propagación por trayectos múltiples
La propagación por trayectos múltiples se produce como resultado de que una o más ondas que se envían desde la antena transmisora ​​se reflejan o se desvían hacia un camino que conduce a la antena receptora. La onda reflejada / desviada se recibe además de la onda de trayectoria directa.

¿Por qué utilizar varias antenas?

La diversidad espacial emplea múltiples antenas, generalmente con las mismas características, que están físicamente separadas unas de otras. Dependiendo de la incidencia esperada de la señal entrante, a veces es suficiente un espacio del orden de una longitud de onda. Otras veces se necesitan distancias mucho mayores.Dado que la transmisión por trayectos múltiples es causada típicamente por capas fluctuantes en la atmósfera o al nivel del suelo, la diferencia de retardo entre la trayectoria directa y la trayectoria reflejada / desviada varía con el tiempo. Además, el coeficiente de reflexión (fuerza de la reflexión / deflexión) varía con el tiempo, lo que resulta en un comportamiento de desvanecimiento errático. Al colocar una segunda antena receptora en la torre, con una separación vertical de la primera antena, creamos un segundo conjunto de combinaciones de retardo. Esta técnica se llama diversidad espacial. Como se describe a continuación, el desvanecimiento selectivo se producirá en diferentes ranuras de frecuencia en las dos señales recibidas (una en cada antena) debido a diferentes retrasos, lo que dará como resultado una probabilidad significativamente mayor de recibir una señal sin distorsión.

 Cómo lograr la diversidad espacial

La diversidad espacial generalmente se logra usando dos antenas espaciadas verticalmente (diversidad espacial), múltiples frecuencias de transmisor (diversidad de frecuencia), diversidad de espacio y frecuencia (diversidad cuádruple), o recepción usando dos patrones de antena diferentes (diversidad de ángulo). La diversidad de frecuencia fue la primera diversidad utilizada por los sistemas de microondas punto a punto fijo. La combinación de diversidad de frecuencia y espacio de dos canales produce una configuración de receptor de mejora de la diversidad poderosa. El capítulo ilustra los niveles de señal de recepción para una ruta de diversidad cuádruple. El propósito de las antenas de diversidad de ángulos es mitigar los efectos destructivos de la propagación por trayectos múltiples sin utilizar una antena de diversidad espaciada verticalmente en la torre de microondas.

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