UNIVERSIDAD TECNOLOGICA PRIVADA DE SANTA CRUZ
Facultad de Ciencias y Tecnología
Proyecto FINAL Diseño de un Radio Enlace 2500 -2700 GHz
Carrera: Materia: Docente:
Redes y Telecomunicaciones Telecomunicaciones Antenas y Sistemas de Radio Ing. L. Emilio Martínez
Alumno: Edmundo Rivas Vargas
Santa Cruz – Bolívia
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL I.
ÍNDICE
I.ÍNDICE..................................................................................................................................................................2 II.DISEÑO DE UN RADIO ENLACE DIGITAL................................................................................................3 1.
INTRODUCCIÓN...............................................................................................................................................4
2. OBJETIVOS........................................................................................................................................................4 3. MARCO TEÓRICO Y CÁLCULO DEL ENLACE. ......................................................................................4 3.1. CALCULO DE UN ENLACE DE MICROONDAS DIGITAL........................................................................4 3.2. RECOPILACIÓN DE DATOS Y DE AYUDAS DE DISEÑO. ......................................................................5 3.3. CALCULO DE LAS COORDENADAS GEOGRAFICAS. ............................................................................5 3.3.1. Resultados en las estaciones del enlace:..............................................................................................5
3.4. CALCULO DE LA LONGITUD DEL TRAYECTO........................................................................................5 4. MAPAS DE PERFILES......................................................................................................................................7 4.1. DIAGRAMA DE R UTA...............................................................................................................................................7 4.3. LINEA VISTA DEL E NLACE.......................................................................................................................................8 4.4. R ANGO DE SEÑAL...................................................................................................................................................8 4.5. VISTA DE WARNES DESDE LA GUARDIA.....................................................................................................................9 4.6. R ESUMEN DE R ESULTADOS DEL E NLACE.....................................................................................................................9 5. DISEÑO DE LAS TORRES...............................................................................................................................9 5.1. ALTURA. .............................................................................................................................................................10 5.2. ACCESORIOS. .......................................................................................................................................................11 6. ELECCIÓN DE LA GUÍA DE ONDA............................................................................................................13 6.1. ELECCIÓN DE LA FRECUENCIA (2600 MHZ): ...........................................................................................................13 7. PERDIDAS DE ESPACIO LIBRE..................................................................................................................15 8. ANTENAS..........................................................................................................................................................16 8.1. A NTENA DE TRANSMISIÓN . MODELO: R2600-15.....................................................................................................16 8.2. A NTENA DE R ECEPCIÓN . MODELO: R2600-11.........................................................................................................16 9. ANÁLISIS DE COSTOS...................................................................................................................................18 10. MATERIALES (EQUIPOS)...........................................................................................................................18 11. ANÁLISIS DE RESULTADOS......................................................................................................................18 12. ANÁLISIS LEGAL.........................................................................................................................................18 13. LICENCIAS COMUNICACIONES..............................................................................................................18 14. LICENCIAS CONSTRUCTIVAS.................................................................................................................19 15. CONCLUSIONES...........................................................................................................................................19 16. SOFTWARE UTILIZADO.............................................................................................................................19
Proyecto FINAL
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 17.
WEBLIOGRAFÍA...........................................................................................................................................19
II. Diseño de un Radio Enlace Digital Proyecto FINAL
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 1. INTRODUCCIÓN. El trabajo que se desarrolla a continuación, diseñando un enlace que une las localidades de La Guardia y Warnes del departamento de Santa Cruz en el Estado Plurinacional de Bolivia, es desarrollado con la intención de afianzar los conocimientos y mediante un ejemplo práctico, aprender a manejar nuevas situaciones que se pueden presentar a la hora de realizar un proyecto de esta envergadura, en el cual se deben tener en cuenta un sin fin de variables que sólo salen a la luz a la hora de diseñarlo.
2. OBJETIVOS. •
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Con el presente trabajo de diseño se busca afianzar los conocimientos adquiridos en la materia Antenas y Sistemas de Radio. Por medio de la práctica, conocer la forma real en la cual se implementa un enlace vía microondas teniendo en cuenta todos los estadios posibles que nos podríamos encontrar en la vida real. A partir de un mapa real de la zona que necesitamos comunicar, dar la mejor ruta y la solución más adecuada para este fin. A través de software y la adquisición de habilidades, lograr darle la mayor eficiencia al sistema con los menores costos posibles y las condiciones ambientales y espaciales más favorables posible. Mediante la investigación y desarrollo, teniendo en cuenta la legislación y trámites nacionales, realizar un diseño que cumpla con todas ellas. Mediante los conocimientos adquiridos, analizar variables que afecten la eficiencia, modificándolas coherentemente para lograrlo.
3. MARCO TEÓRICO Y CÁLCULO DEL ENLACE. 3.1. CALCULO DE UN ENLACE DE MICROONDAS DIGITAL. Este trabajo se basa en el diseño de un radio-enlace de telecomunicaciones digitales en la banda de microondas. Entre:
La Guardia y Warnes
Banda de microondas:
2.6GHz (2500 MHz – 2700 MHz)
Sistema:
Radio principal con canal de protección
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL (1+1) TP + PROT.
3.2. RECOPILACIÓN DE DATOS Y DE AYUDAS DE DISEÑO. 1. Planos topográficos de la misión SRTM de la NASA con una resolución de hasta 3 segundos. 2. Programas de Andrew 3. Programa Radio Mobile 4. Programa PowerTools
3.3. CALCULO DE LAS COORDENADAS GEOGRAFICAS. 3.3.1. Resultados en las estaciones del enlace: 1. Estación Base La Guardia. i. Latitud: 17º53’40’’ S ii. Longitud: 63º20’11,9’’ iii. Altura: 510,9 m iv. Temperatura: 38.5° 2. Estación terminal de Warnes. i. Latitud: 17º31’8’’ S ii. Longitud: 63º10’15,5’’ O iii. Altura: 341 m iv. Temperatura: 38.5°
3.4. CALCULO DE LA LONGITUD DEL TRAYECTO.
En Km entonces D dará en Km
∆Long = Long (LaGuardia) - Long (Warnes)
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL = 17º53’40’ - 17º31’8’ = 0º22’32’’ = 0,376º ∆Lat = Lat (LaGuardia) - Lat (Warnes) = 63º20’11, 9’’ - 63º10’15, 5’’ = 0º9’56, 4’’ = 0,166º ∆h = h (LaGuardia) - h (Warnes) = 510.9m – 341m = 169.9 m => 0.1699 Km
D = SQR [(0.376*111.32) 2 + (0,166*111.32) 2 + (0.1699) 2] D = 45, 76 Km Estas distancias están verificadas mediante los diseños del radio-enlace en el Radio Mobile.
Proyecto FINAL
Enlace
Distancia
La Guardia - Warnes
45,76 Km
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 4. MAPAS DE PERFILES. 4.1. Diagrama de Ruta
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 4.3. Linea Vista del Enlace.
4.4. Rango de Señal.
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 4.5. Vista de Warnes desde La Guardia
4.6. Resumen de Resultados del Enlace.
5. DISEÑO DE LAS TORRES. La Torre en La Guardia será de 45 m y en Warnes será de 25 m y tendrán las respectivas luces de control aéreo, Toneles para guías de onda y sistema de tierras, todo esto está diseñado mediante Power Tools.
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 5.1. Altura.
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 5.2. Accesorios. •
Luces de navegación:
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Toneles para guías de onda y sistema de tierras:
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL •
Soportes Verticales
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Horizontales
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 6. ELECCIÓN DE LA GUÍA DE ONDA. 6.1. Elección de la frecuencia (2600 MHz):
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL
Proyecto FINAL
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 7. PERDIDAS DE ESPACIO LIBRE.
o
La Guardia - Warnes: 32.44 + 20 Log (45,27 Km) + 20Log (2600 Mhz) 32.44 + 33.12 + 68.30 133.86 dB
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Enlace
Perdidas
La Guardia – Warnes
133.86 dB
Pérdida total del enlace
133.86 dB
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 8. ANTENAS. 8.1. Antena de Transmisión. Modelo: R2600-15
8.2. Antena de Recepción. Modelo: R2600-11
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL GENERAL SPECIFICATIONS MODEL
R 2600-6
R 2600-11
R 2600-15
ANTENNA TYPE
Shrouded yagi antenna
FREQUENCY
2500 – 2700 MHz
GAIN
8 dBi 6 dBd
13 dBi 11 dBd
17 dBi 15 dBd
H-PLANE BEAM WIDTH (-3 DB POINTS)
80°
43°
24–30°
E-PLANE BEAM WIDTH (-3 DB POINTS)
60°
40°
23–27°
MAXIMUM POWER
150 W
SPECIFICATIONS MODEL
R 2600-6
R 2600-11
R 2600-15
ELECTRICAL ANTENNA TYPE
Shrouded yagi
FREQUENCY
2500 – 2700 MHz
IMPEDANCE
50 Ω
POLARISATION
Vertical or horizontal
GAIN
8 dBi 6 dBd
13 dBi 11 dBd
17 dBi 15 dBd
H-PLANE BEAM WIDTH (-3 DB POINTS)
80°
43°
24–30°
E-PLANE BEAM WIDTH (-3 DB POINTS)
60°
40°
23–27°
FRONT TO BACK RATIO
> 20 dB
> 20 dB
20 dB
BAND WIDTH
200 MHz
SWR
≤ 1.5:1
MAX. POWER
150 W
ANTISTATIC PROTECTION
All metal parts DC-grounded (Connector shows a DC-short)
MECHANICAL TEMP. RANGE
-25°C → +60°C
CONNECTOR
“N” type female
WIND LOAD @ 160 km/h
34 N
63 N
91 N
WIND SURFACE
0.027 m²
0.0495 m²
0.072 m²
COLOUR
Grey
Proyecto FINAL
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL SHROUD
86 mm dia. glass fibre tube
LENGTH
420 mm
620 mm
1000 mm
WEIGHT
1.6 kg
1.8 kg
2.1 kg
MOUNTING
Supplied with fixed Norstell clamp (48.5 mm dia.) for mounting on 45–50 mm mast tubes
9. ANÁLISIS DE COSTOS. No se pudo realizar las respectivas cotizaciones por el poco tiempo existente. Se lo realizará más adelante.
10. MATERIALES (EQUIPOS). Estos datos están relacionados en cada sección y capítulo del trabajo, puesto que en este caso muchos de los datos son entregados por los programas, los cuales listan y relacionan los materiales con los costos.
11. ANÁLISIS DE RESULTADOS. El análisis de resultados se ha hecho a través de todo el desarrollo del proyecto, puesto que a través del uso de los programas de diseño se deben tener en cuenta todos los parámetros importantes para poder optimizar el correcto funcionamiento del enlace.
12. ANÁLISIS LEGAL. Los trámites y procesos, al igual que formularios se encuentran en sus respectivos formatos y con un instructivo en la carpeta "Legislación":
13. LICENCIAS COMUNICACIONES Estas licencias se tramitan ante el ministerio de telecomunicaciones, al cuál se acude con el proyecto completo y con las frecuencias del plan de frecuencias previamente escogidas, habiendo calculado el enlace con la frecuencia central de dicho plan.
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Antenas y Sistemas de Radio Proyecto FINAL 14. LICENCIAS CONSTRUCTIVAS. Estos trámites se lo realizan para la instalación de las torres en las oficinas de la alcaldía de La Guardia y Warnes, respectivamente.
15. CONCLUSIONES. •
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Este diseño fue una gran experiencia para afianzar los conocimientos adquiridos en clase y las pautas que en ella se exponen. Mediante el uso de la herramienta Radio Mobile se logró tener una gran fuente de información y simplificación del cálculo del enlace. Mediante el análisis de los datos y la habilidad que se adquirió durante el estudio del enlace, se han logrado manejar las condiciones de potencia, atenuación, antenas, etc., que al final son las responsables de la confiabilidad del enlace. Varios parámetros son importantes a la hora de decidir implementar o no un enlace, no se puede correr el riesgo de perder dinero y tiempo de un montaje; se pone en riesgo el presupuesto, como también el prestigio profesional, dinero del cliente o empresa y el entorpecimiento del negocio. Parámetros como el rayo Fresnel y umbrales de seguridad evitan caer en estos problemas.
16. SOFTWARE UTILIZADO. • • •
Programa de herramientas electrónicas POWER TOOLS de Andrew. Programa para el cálculo de un repetidor pasivo de Microflect. Programa para el cálculo de enlaces llamado StarLink de Harris.
17. WEBLIOGRAFÍA. • • • • • •
www.andrew.com – Fabricante de Equipos para Comunicaciones. www.microflect.com – Fabricante de Repetidores Pasivos www.harris.com – Fabricante de equipos de telecomunicaciones www.google.com - Motor de Búsquedas www.mincomunicaciones.gov.bo – Ministerio de telecomunicaciones http://www.procom.dk/ - Fabricante de Antenas
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