Ganancia frente a directividad y efecto del cuerpo de los animales en las antenas

Question

Mi diseño funciona en una zona boscosa dentro del cuello de un elefante. Estas zonas tienen al menos -110dBm de intensidad GSM (mapa de referencia preciso vinculado) pero, por lo general más alto ya que vivo en un país pequeño donde la cobertura GSM se proporciona fácilmente.

A continuación se muestra un extracto de la hoja de datos de mi receptor GSM

Actualmente estoy utilizando un Antena GSM para recibir señales GSM en entornos difíciles. Pero puede que no sea apropiado o el más adecuado. Me pregunto si tendría mejor recepción si eligiera una antena con menor ganancia en mi diseño.

Pregunta 1: ¿La ganancia de una antena aumenta siempre con la disminución de la directividad?

Pregunta 2 : ¿Qué tipo de antena GSM se recomienda para una aplicación que puede funcionar en zonas de cobertura GSM tan baja? ¿Cuáles son los factores que debo tener en cuenta para optimizar este diseño y tener mayores posibilidades de conectividad?

Pregunta 3 : ¿Qué efecto tendría el cuerpo gigante de los animales en la recepción de las señales GSM? En caso afirmativo, ¿qué remedios puedo poner para reducir el impacto de las mismas?

Answer 1

Pregunta 1: ¿La ganancia de una antena aumenta siempre con la disminución de la directividad?

La ganancia real de la antena se refiere casi siempre a la antena isótropa teórica. La antena isótropa emite potencia en todas las direcciones por igual, por lo que proyecta potencia sobre la superficie de una esfera en cuyo centro se encuentra la antena.

A una distancia r (radio de la esfera), la potencia de una antena isótropa atraviesa un área esférica de \$4 \pi r^2\$ metros cuadrados.

Las antenas normales (como los dipolos) no transmiten esta potencia en todas las direcciones, por lo que se dice que tienen una ganancia en determinadas direcciones en comparación con la antena isótropa y, de hecho, hay más potencia por metro cuadrado a una distancia comparable, pero esto empieza a ser "direccional". Por tanto, cuanto mayor es la direccionalidad de una antena, más potencia concentra en una dirección (recíproca también para las antenas receptoras) y mayor es la ganancia.

Pregunta 2 : ¿Qué tipo de antena GSM se recomienda para un aplicación que puede funcionar en zonas de cobertura GSM tan baja?

Cuál es la potencia incidente probable recibida y cuál es la potencia mínima que necesita el receptor. Una buena cifra para la potencia requerida por el receptor se basa en la velocidad de datos de la señal: -.

La potencia recibida es de -154dBm + 10 \$log_{10}\$ (velocidad de datos) - a partir de aquí puedes calcular el headroom, añade unos 20 dB para el margen de desvanecimiento (podría ser menor si aceptas un retardo mayor y te estás moviendo).

Pregunta 3 : ¿Qué tipo de efecto tendría el cuerpo gigante de los animales en la recepción de señales GSM? En caso afirmativo, ¿qué remedios puedo hacer para reducir el impacto de las mismas.

No tengo ni idea.