Antenas WiFi sectoriales

Las antenas sectoriales WiFi son antenas direccionales que pueden proporcionar cobertura para un sector o área específica enfocando específicamente las señales WiFi en esa dirección, normalmente en un ángulo de 60 a 90 grados. Esto permite que las antenas sectoriales WiFi tengan una señal potente con una atenuación mínima para esa zona específica. Esto las hace ideales para su uso en sistemas de communicación inalámbricos, como las redes celulares, para proporcionar cobertura a un área específica o en grandes entornos abiertos al aire libre, como campus o estadios, donde se necesita una amplia área de cobertura. Las antenas sectoriales WiFi pueden aumentar el alcance y la cobertura de una red WiFi, por lo que sólo las utilizan empresas y organizaciones que requieren una communicación potente, de calidad y fiable con interferencias reducidas en una zona extensa.  

Ahora hablaremos de cómo funcionan las antenas sectoriales WiFi, sus características, ventajas y aplicaciones específicas como redes exteriores, entornos commerciales, etc. También las compararemos con otros tipos como antenas omnidireccionalesy la integración de tecnologías avanzadas como MIMO para optimizar el rendimiento.

Cómo funcionan las antenas sectoriales

En términos sencillos, como su nombre indica, las antenas sectoriales funcionan dirigiendo las señales hacia una dirección o sector específico. Emiten un haz estrecho de señal de alta intensidad y calidad hacia ese sector específico. Al enviar una señal concentrada en un área de cobertura estrecha, permite a las antenas sectoriales WiFi proporcionar una mejor intensidad de señal con una interferencia reducida de otros sectores o antenas cercanas. Las antenas sectoriales se utilizan commúnicamente en redes inalámbricas para proporcionar cobertura en áreas específicas como edificios, campus o en estaciones base de telefonía móvil. Es posible utilizar varias antenas sectoriales con distintos ángulos de cobertura para crear un área de cobertura de 360 grados con una red fiable y de alta calidad que garantice una conectividad sin fisuras para una gran capacidad de usuarios/dispositivos.

Parámetros clave

• Gama de frecuencias: Las antenas sectoriales WiFi suelen utilizar los rangos de frecuencia de 2,4 GHz y 5GHz. Normalmente pueden estar entre 2300 MHz y 2700 MHz y 5150 MHz y 5850 MHz. También es posible utilizarlas en configuraciones de doble banda, con las gamas 2,4 GHz y 5GHz combinadas en una sola antena, o de triple banda, con las gamas 2,4 GHz, 5GHz y la última 6 GHz combinadas.
• Ganancia: Las antenas sectoriales WiFi suelen tener una alta ganancia de aproximadamente 10-18dBi. Debido a la alta ganancia, estas antenas son capaces de mejorar las señales y ampliar el área de cobertura, aumentando así el rendimiento general de la antena. Esto permite a las antenas sectoriales WiFi communicar a distancias considerablemente largas.
• Polarización: Las antenas sectoriales WiFi son capaces de soportar diferentes tipos de modos de polarización. Estas antenas se encuentran típicamente en polarización vertical, polarización horizontal o polarización de 45 grados. La polarización correcta a utilizar, depende de la aplicación.
• VSWR: VSWR es una medida de la adaptación de la impedancia de una antena a la impedancia de la línea de radio o transmisión a la que está conectada. En las antenas sectoriales WiFi, VSWR suele ser menor y, por tanto, el rendimiento de estas antenas suele ser mayor en términos de calidad y fiabilidad.
• Impedancia: La impedancia de la antena es básicamente la resistencia que encuentra una antena en un sistema de communicación. La impedancia de las antenas del sector WiFi suele ser menor, por lo que son capaces de proporcionar communicación con mejor calidad y menos interferencias. Al igualar las impedancias, es posible mejorar el rendimiento de la antena.
• Relación antero-posterior: La relación entre la parte delantera y trasera de una antena se define generalmente como la relación entre la ganancia máxima en la dirección delantera y la ganancia 180 grados por detrás de la máxima. En las antenas sectoriales WiFi suele rondar los 25 dB, pero puede variar en función de otros parámetros de la antena.

¿En qué consiste una antena sectorial WiFi?

Las antenas sectoriales suelen estar formadas por varios elementos de antena individuales dispuestos como un conjunto de forma circular o semicircular en el que cada elemento de antena está conectado a una línea de alimentación independiente. Estos elementos de antena se colocan delante de un reflector con forma y la forma y el tamaño del reflector desempeñan un papel importante a la hora de determinar el rendimiento de la antena. El reflector suele ser un componente de forma plana con algunas crestas o características similares a lo largo de los bordes. Cada uno de estos elementos/dipolos está configurado para transmitir o recibir ondas de radio en un ángulo específico. La focalización de las señales en una dirección específica puede lograrse ajustando la fase y la amplitud de las señales alimentadas a cada elemento de la antena. El reflector de una antena sectorial WiFi suele ser de aluminio y suelen tener un recinto como una cúpula de radiación típicamente hecha de un material de fibra de vidrio. Las antenas sectoriales WiFi son capaces de resistir incluso en condiciones climáticas adversas debido a esta cubierta de fibra de vidrio y mantiene a salvo los componentes internos. En función del número de elementos de antena, su patrón de matriz, la forma y el tamaño del reflector, la ubicación y la alineación de la antena, etc., todo ello puede influir en el rendimiento de la antena. En las antenas sectoriales WiFi avanzadas, las líneas de alimentación de los elementos individuales de la antena pueden tener desplazadores de fase para cambiar o mejorar el diagrama de radiación de la antena sectorial.

Ventajas de las antenas sectoriales WiFi

• Cobertura específica: Las antenas sectoriales WiFi son capaces de enfocar las señales a una cobertura específica en una dirección concreta. Esta alta direccionalidad reduce las interferencias de las antenas circundantes o de otros dispositivos de communicación y permite utilizar el espectro disponible de forma eficiente.
• Alcance y potencia de señal mejorados: El ancho de haz focalizado de las antenas sectoriales WiFi garantiza que la señal transmitida o recibida tenga una gran potencia y la capacidad de propagarse a largas distancias. Estas antenas de alta ganancia son capaces de proporcionar una communicación fiable y de alta calidad para un mayor alcance. Además, al desplegar varias antenas sectoriales WiFi, es posible cubrir un área más amplia.
• Reducción de las interferencias y mejora del rendimiento: Como las antenas sectoriales transmiten señales en una dirección concreta, tienen una interferencia mínima hacia esa dirección específica. Por tanto, estas antenas son más eficientes y ofrecen mayor velocidad, alcance, capacidad, calidad y fiabilidad.
• Escalabilidad: En función de los requisitos de la aplicación o la red, las antenas sectoriales WiFi pueden añadirse o eliminarse fácilmente, lo que las hace muy escalables y versátiles. Esto es importante, ya que el rendimiento de una red puede mejorarse o reducirse cambiando el número de antenas sectoriales WiFi utilizadas en ella. Gracias a ello, las redes pueden ampliarse o actualizarse fácilmente.
• Compatibilidad con tecnologías avanzadas como MIMO: La tecnología MIMO (Multiple Input Multiple Output) se refiere al uso de múltiples antenas para mejorar el rendimiento global de una red en lugar de depender de una única antena de alto rendimiento. Las antenas sectoriales WiFi pueden utilizarse en configuración MIMO para mejorar el área de cobertura global, la capacidad y la fiabilidad. Al tener varias antenas, cada una enfocada en una dirección específica, es posible proporcionar conectividad a un área mayor y para un número masivo de usuarios.
• Flexibilidad en la instalación: Las antenas sectoriales están disponibles en varias opciones de montaje e instalación y, con el conocimiento suficiente, pueden desplegarse cómodamente. Como tienen una gran anchura de haz, pueden colocarse e instalarse fácilmente sin necesidad de apuntar con precisión. Pueden instalarse sin necesidad de demasiados conocimientos profesionales, lo que reduce la complejidad y el consumo de tiempo.
• Mejora de la fiabilidad de la red: Las antenas sectoriales transmiten y reciben señales muy concentradas y potentes con interrupciones u obstrucciones mínimas hacia esa zona objetivo. Esto garantiza una communicación fiable dentro de esa red.

¿Para qué sirven las antenas sectoriales WiFi?

Las antenas sectoriales se utilizan en aplicaciones en las que es necesario proporcionar una cobertura inalámbrica potente y de calidad en una dirección o sector específicos. Se utilizan en aplicaciones de diversos campos, normalmente para cubrir una zona amplia con una señal focalizada. A continuación se describen algunos de los casos de uso más common.

• Redes WiFi para exteriores: Cuando se diseñan o implementan redes WiFi para grandes entornos exteriores, se suelen utilizar antenas sectoriales WiFi, ya que pueden proporcionar una señal focalizada para grandes áreas con alta fiabilidad. Se utilizan para redes WiFi en grandes recintos públicos para proporcionar una cobertura inalámbrica sin fisuras a altas capacidades. Mediante el uso de múltiples antenas sectoriales orientadas en diferentes direcciones, es posible crear una red interconectada que cubra un gran espacio al aire libre.
• Enlaces punto a multipunto (PtMP): Las antenas sectoriales suelen utilizarse en redes punto a multipunto, en las que una estación base central communica con varias estaciones remotas. Las antenas sectoriales de la estación base permiten la communicación simultánea con varias estaciones remotas en distintas direcciones.
• Despliegue urbano y suburbano: Las antenas sectoriales son estaciones base muy utilizadas para dar cobertura inalámbrica a zonas o sectores específicos. Permiten utilizar eficientemente los recursos de radiofrecuencia para dar cobertura inalámbrica en zonas urbanas al enfocar la señal en la dirección deseada. Del mismo modo, en zonas rurales donde no es factible instalar una infraestructura de internet por cable, las antenas sectoriales pueden utilizarse para proporcionar acceso a internet de banda ancha. Si se instalan varias antenas sectoriales en distintas direcciones, es posible proporcionar una cobertura de red inalámbrica fiable y de calidad a una zona urbana o suburbana más amplia. Las antenas sectoriales WiFi también se utilizan para establecer puntos de acceso WiFi públicos en lugares urbanos muy concurridos, como aeropuertos, centros comerciales, centros urbanos, etc., con el fin de proporcionar cobertura en un área extensa para un gran número de usuarios. Las antenas sectoriales también son utilizadas por los proveedores de servicios de Internet para proporcionar acceso a Internet a un gran número de clientes en zonas urbanas. Barrios enteros y communidades pueden ser facilitados con una red WiFi sin fisuras mediante la instalación de antenas sectoriales. En zonas urbanas densamente pobladas, la instalación de varias antenas sectoriales en una torre permite dividir el área de cobertura en sectores más pequeños, lo que aumenta la capacidad de la red y permite dar servicio a más usuarios con una conectividad de red de calidad.
• Co1TP14Complejos comerciales e industriales: Las antenas sectoriales WiFi también son ideales para establecer redes inalámbricas en grandes polígonos industriales, grandes campus, etc. para proporcionar cobertura inalámbrica a zonas o edificios específicos. Mediante el uso de antenas sectoriales es posible dirigirse a zonas específicas de estos almacenes, instalaciones de fabricación, edificios de oficinas, etc. para garantizar una conectividad rápida, fluida y fiable.  
• Sedes de eventos y estadios: Las antenas sectoriales se utilizan para facilitar la conexión inalámbrica en lugares donde se celebran eventos y en grandes espacios públicos, como aeropuertos, estadios, parques, etc., con el fin de proporcionar una cobertura inalámbrica potente y fiable a un área o sector específico. Dado que el número de usuarios/dispositivos será masivo en tales situaciones, las antenas sectoriales WiFi son ideales para proporcionar una conectividad perfecta con interferencias mínimas. Mediante el uso de antenas sectoriales WiFi, es posible garantizar que los usuarios en tales lugares puedan tener una experiencia sin problemas con acceso a señales inalámbricas fuertes y estables.
• Redes de malla: Las antenas sectoriales pueden interconectarse para crear redes de malla que ofrezcan una mayor cobertura y capacidad. Sin embargo, la creación de redes de malla con antenas sectoriales WiFi requiere un diseño adecuado y conocimientos técnicos. A la hora de implementar redes de malla con antenas sectoriales WiFi, la colocación y alineación adecuadas son cruciales para obtener un rendimiento optimizado de las antenas.

Antena de panel WiFi frente a antena sectorial WiFi

Tanto las antenas de panel WiFi como las antenas sectoriales WiFi se pueden utilizar para aplicaciones que requieren una transmisión y recepción de señal focalizada. Sin embargo, la elección entre una antena de panel y una antena sectorial depende de varios factores relacionados con una aplicación específica. Algunos de los factores clave a tener en cuenta a la hora de decidir entre los dos tipos de antenas direccionales WiFi son el área de cobertura, el rango de frecuencia, la ganancia, la polarización y el entorno operativo.  

Tanto las antenas WiFi de panel como las antenas WiFi de sector son direccionales. Sin embargo, las antenas de panel son más direccionales que las antenas de sector y, por tanto, pueden enfocar mejor las señales hacia la dirección deseada que las antenas de sector. Teniendo en cuenta el área de cobertura, las antenas de panel suelen tener un ancho de haz muy estrecho, de entre 30 y 90 grados, mientras que las antenas sectoriales tienen un área de cobertura mucho más amplia, con un ancho de haz de entre 60 y 180 grados. Las antenas de panel tienen una ganancia mayor que las antenas sectoriales de tamaño similar debido a la transmisión altamente focalizada de la señal. Por lo tanto, las antenas de panel pueden transmitir o recibir señales a distancias más largas que las antenas sectoriales. El tamaño de las antenas de panel es menor que el de las antenas sectoriales, lo que las hace mucho más fáciles de integrar en sistemas pequeños. Debido a sus características de rendimiento, las antenas de panel WiFi son ideales para sistemas de communicación de redes WiFi punto a punto, redes WiFi en entornos urbanos con fuertes interferencias y aplicaciones que requieren una señal concentrada en una dirección. Las antenas sectoriales WiFi son mejores para redes celulares para communicación entre estaciones base, para sistemas de communicación punto a multipunto como redes WiFi a gran escala en las que es necesario transmitir señales a un área de cobertura comparativamente mayor. Las antenas de panel WiFi son más adecuadas para ser utilizadas en aplicaciones donde las interferencias son inevitables, mientras que las antenas de sector WiFi se utilizan generalmente en situaciones donde las interrupciones de la señal y las obstrucciones son significativamente menores. Otro factor a tener en cuenta a la hora de elegir entre antenas de panel WiFi y antenas sectoriales son las dimensiones físicas y la facilidad de instalación. Las antenas de panel son comparativamente más pequeñas y más fáciles de integrar en otros sistemas o de instalar por separado. Las antenas sectoriales requieren más espacio para su instalación. En general, las antenas sectoriales WiFi parecen más adecuadas para entornos exteriores y aplicaciones a gran escala que requieren una amplia cobertura y escalabilidad, mientras que las antenas de panel WiFi son ideales para aplicaciones específicas de interior en las que se prioriza más la estética y la facilidad de instalación. Comprender los puntos fuertes y las limitaciones de cada tipo de antena ayudará a seleccionar entre antenas WiFi de panel y de sector para una aplicación específica con el fin de lograr un rendimiento y una cobertura óptimos.

Hasta dónde puede llegar una antena sectorial WiFi

El alcance de una antena sectorial depende de varios factores. Variará significativamente en función del diseño de la antena, la colocación y la alineación, la frecuencia, la ganancia y otras características de rendimiento, así como del entorno en el que opere. Normalmente, el alcance de una antena sectorial WiFi se considera entre cien metros y varios kilómetros. En ubicaciones muy densas con muchos obstáculos, puede limitarse a unos cientos de metros. En zonas rurales con una línea de visión clara e interferencias mínimas, el alcance puede ser de hasta varios kilómetros. El alcance puede ajustarse aumentando o disminuyendo la potencia de salida de la antena.

Antena sectorial WiFi con tecnología MIMO

La tecnología MIMO es muy importante en los sistemas de communicación modernos. El uso de antenas sectoriales WiFi en configuración MIMO permite aumentar cómodamente el rendimiento global de una unidad de antena. Combinando varias antenas sectoriales WiFi es posible proporcionar cobertura incluso a 360 grados a la redonda. Antenas sectoriales MIMO son capaces de transmitir datos en una polarización y recibir datos en la otra polarización simultáneamente, lo que aporta a los usuarios la ventaja de disponer de communicaciones multihilo con el uso de una sola antena en lugar de varias. MIMO se utiliza commúnicamente en estándares Wi-Fi como 802.11n, 802.11ac y 802.11ax para conseguir mejores prestaciones, como velocidades de datos más altas, mejor cobertura, menos interferencias y mayor calidad.

Consideraciones sobre la instalación y el despliegue

La instalación y el despliegue de antenas sectoriales WiFi pueden ser bastante complejos. Instalarlas y alinearlas correctamente puede suponer un pequeño reto, sobre todo cuando se utilizan varias antenas para cubrir distintos sectores. Esto puede requerir experiencia profesional para diseñar y planificar adecuadamente la ubicación y orientación de las antenas para su óptimo rendimiento. Las antenas sectoriales WiFi deben montarse normalmente en ubicaciones elevadas en una dirección y ángulo específicos para proporcionar una cobertura óptima y esto puede requerir equipos adicionales como soportes de montaje, torres, soportes de pared, etc. Al instalar una antena sectorial WiFi, también es importante tener en cuenta el entorno operativo, ya que obstáculos físicos como edificios, árboles o colinas pueden afectar al rendimiento de la antena. Para superar la pérdida de señal causada por estos obstáculos, pueden ser necesarias antenas con mayor ganancia o montadas a gran altura.

Comparación con antenas WiFi omnidireccionales

Las antenas sectoriales, como se ha comentado a lo largo de este artículo, son antenas diseñadas para proporcionar cobertura en una dirección o sector específico. Suelen tener un ancho de haz estrecho y pueden proporcionar communicación a una distancia mayor en esa dirección específica transmitiendo y recibiendo señales fuertes focalizadas. Sólo se utilizan en redes punto a multipunto, donde es necesario cubrir un sector específico con una señal de alta intensidad y mantener una conectividad de red fiable en esa dirección.

Por otro lado, las antenas omnidireccionales pueden proporcionar cobertura en todas las direcciones transmitiendo y recibiendo simultáneamente señales por igual en un patrón de cobertura de 360 grados. Suelen tener un haz más ancho y pueden cubrir un área mayor. Pero como las señales se emiten a un área de cobertura mayor, el alcance de la communicación y la intensidad de la señal hacia una dirección específica serán mucho menores. Las antenas WiFi omnidireccionales sólo se utilizan en redes punto a punto o en aplicaciones que requieren cobertura en todas las direcciones, como entornos urbanos densamente poblados, estadios abiertos, salas de conferencias de oficinas, etc.

Decidir entre antenas sectoriales WiFi y antenas omnidireccionales WiFi depende de la aplicación. Es necesario tener en cuenta los requisitos específicos de la red, las condiciones de despliegue de la red, el uso previsto y la capacidad, etc., a la hora de seleccionar el tipo de antena para la red WiFi. Las antenas sectoriales serían la mejor opción si el requisito principal es establecer una red WiFi de alta potencia, alta velocidad de transmisión de datos, baja latencia, alta calidad y fiable hacia una dirección determinada. Una antena WiFi omnidireccional sería la mejor opción si el requisito principal es proporcionar cobertura en todas las direcciones de manera uniforme y simultánea o proporcionar cobertura a un área más amplia sin centrarse en una dirección específica.

Conclusión

Las antenas sectoriales WiFi desempeñan un papel crucial en la mejora de las conexiones inalámbricas en la moderna industria de la communicación. Las antenas sectoriales WiFi han permitido la communicación direccional con altas ganancias, mayores velocidades de transmisión de datos, reducción de interferencias y aumento de la capacidad y cobertura de la red. La combinación de varias antenas sectoriales WiFi en una red de malla o en configuración MIMO permite proporcionar cobertura incluso a un área de cobertura de 360 grados, por lo que las redes WiFi pueden configurarse de forma eficiente y optimizada con una planificación e implementación adecuadas. La selección de la antena sectorial WiFi adecuada para una aplicación depende de los parámetros de rendimiento de la antena, como la frecuencia de funcionamiento, la ganancia, la polarización, etc., así como de la colocación y la alineación, el entorno operativo y las condiciones meteorológicas, etc. En este artículo también se ofrece una breve comparación entre las antenas sectoriales WiFi y las antenas de panel WiFi, así como entre las antenas sectoriales WiFi y las antenas omnidireccionales WiFi. Con el rápido desarrollo de la tecnología, las antenas y sus capacidades de rendimiento también seguirán mejorando y evolucionando. Entender cómo funcionan las antenas sectoriales le permitirá obtener el máximo rendimiento de la antena y garantizar conexiones inalámbricas perfectas y una experiencia de usuario sin problemas.