O que é Tilt Elétrico e Mecânico em Antenas (e como usar)? Parte I
O que é Tilt Elétrico e Mecânico em Antenas (e como usar)? Parte I
A eficiência de uma rede celular depende diretamente de uma correta configuração e ajuste dos sistemas irradiantes: suas antenas de transmissão e recepção. E uma das principais otimizações do sistema baseia-se no correto ajuste dos tilts das mesmas, ou seja, a inclinação da antena em relação a um eixo. Consequentemente, direcionamos a irradiação mais para baixo (ou mais para cima), concentrando a energia na nova direção desejada. Quando a antena é inclinada para baixo, chamamos de ‘downtilt’, que é a utilização mais comum. Se a inclinação for para cima (casos muito raros e extremos), chamamos de ‘uptilt’. Nota: Por essa razão, sempre que nos referirmos a tilt daqui por diante neste tutorial estaremos falando de ‘downtilt’. Quando nos referirmos especificamente a ‘uptilt’, usaremos essa nomenclatura explicitamente.
O tilt é utilizado quando desejamos reduzir interferência e/ou cobertura localizada, fazendo com que cada célula atenda apenas a sua área projetada. Embora este seja um assunto complexo, vamos tentar entender de forma simples como tudo isso funciona? Antes: Diagrama de Irradiação da Antena
Antes de falarmos sobre tilt, é necessário falar de um outro conceito muito importante: o diagrama de irradiação das antenas. O diagrama de irradiação de uma antena é uma representação gráfica de como o sinal se irradiará por aquela antena, em todas as direções. Fica mais fácil entender vendo um exemplo de um diagrama 3D de uma antena (no caso, uma antena direcional com abertura horizontal de 65 graus). A representação mostra de forma simplificada o ganho do sinal em cada uma destas direções. A partir do ponto central de um eixo X, Y e Z, temos o ganho indicado em todas as direções. Se olharmos o diagrama dessa antena ‘de cima’, e também ‘de lado’, veríamos algo como o mostrado a seguir. Esses são os diagramas Horizontal (visto de cima) e Vertical (visto de lado) da antena. Mas embora essa visualização seja boa para entendermos melhor o assunto, na prática não trabalhamos com os diagramas 3D, e sim com a representação 2D dos mesmos. A mesma antena acima, então pode ser representada da forma a seguir. Geralmente os diagramas apresentam linhas e números para nos ajudar a verificar o comportamento exato em cada uma das direções.
- As ‘linhas retas’ nos informam a orientação (azimute) – como os números 0, 90, 180 e 270 nas figuras acima.
- E as ‘curvas’ ou ‘círculos’ nos informam o ganho naquela direção (por exemplo, o círculo maior informa onde a antena consegue um ganho de 15 db).
De acordo com o tilt aplicado, teremos então uma modificação desse diagrama, ou seja, afetamos a área de cobertura. Por exemplo, se inclinarmos a antena mostrada acima com 10 graus de Tilt Elétrico, os diagramas passam a ser como mostrados abaixo. O mais importante aqui é entender bem esse ‘conceito’, e conseguir visualizar como seria o modelo 3D, a partir dos diagramas Horizontal e Vertical. Agora sim, o que é Tilt?
Certo, agora então podemos falar especificamente sobre Tilt. Vamos começar relembrando o que é o Tilt de uma antena, e qual a sua finalidade. O tilt representa a inclinação, ou ângulo da antena em relação ao seu eixo. Como vimos, quando aplicamos um tilt, alteramos o diagrama de irradiação da antena. Numa antena padrão, sem Tilt, o diagrama é formado como vemos na figura a seguir. Existem dois tipos possíveis de Tilt (que podem ser aplicados em conjunto): o Tilt Elétrico, e o Tilt Mecânico. O tilt mecânico é bem fácil de ser entendido: inclinando a antena, através de acessórios específicos no suporte da mesma, sem alterar a fase do sinal de entrada, o diagrama (e consequentemente as direções de propagação do sinal) é modificado. No caso do tilt elétrico, a modificação do diagrama é obtida da modificação das características de fase do sinal de cada elemento da antena, como vemos abaixo. Observação: o tilt elétrico pode ter um valor fixo, ou pode ser variável, ajustado geralmente através de um acessório como uma haste ou parafuso com marcações. Esse ajuste pode ser manual ou remoto, nesse último caso sendo conhecido como ‘RET’ (Remote Electrical Tilt) – normalmente um pequeno motor ligado ao parafuso/haste de regulagem faz o trabalho de ajuste do tilt. Sem dúvida a melhor opção é utilizar antenas com tilt elétrico variável, e com possibilidade de ajuste remoto, pois dá muito mais flexibilidade e facilidade ao Otimizador. Entretanto estas soluções são normalmente mais caras, e por isso as antenas com tilt elétrico variável manual são mais comuns. Assim, se você não tiver orçamento para antenas com RET, escolha pelo menos antenas com tilt elétrico variável manual – somente quando não tiver escolha opte pelas antenas com tilt elétrico fixo.
Alterações nos Diagramas de Irradiação: depende do Tipo de Tilt
Já vimos então que quando aplicamos um tilt (elétrico ou mecânico) à uma antena, temos alteração da propagação do sinal irradiado, pois alteramos o diagrama 3D como vimos anteriormente. Só que essa variação é diferente dependendo do tipo de tilt: elétrico ou mecânico. Sendo assim, é muito importante entender como o sinal irradiado é afetado em cada um dos casos. Explicar esses efeitos através de cálculos e definições de db, ganhos e nulos no diagrama é possível. Mas as figuras a seguir mostram de forma bem mais simplificada, como se comporta a abertura horizontal da antena quando aplicamos tilt elétrico e mecânico. Veja como fica o diagrama de irradiação Horizontal para uma antena com abertura horizontal de 90 graus. Naturalmente, dependendo da abertura horizontal da antena, teremos outras figuras. Mas a idéia, ou o ‘comportamento’ é o mesmo. Abaixo, temos o mesmo resultado para uma antena com abertura horizontal de 65 graus. Nosso objetivo com as imagens acima é que você compreenda como cada tipo de tilt afeta o resultado final na cobertura – um dos objetivos mais importantes desse tutorial. Mas a melhor forma de verificar esse conceito na prática é através da verificação da cobertura final que cada um produz. Para isso, então vamos tomar como referência uma predição bem simples de uma célula de exemplo. (Esses resultados poderiam também ser obtidos através de um Drive Test detalhado na área de cobertura da célula). Em seguida, vamos gerar mais 2 predições: a primeira com apenas tilt mecânico de 8 graus. E a segunda apenas com tilt elétrico de 8 graus. Analisando os diagramas para os dois tipos de tilt, bem como os resultados das predições (esses resultados também são comprovados em medidas de drive test) percebemos que: Com o tilt mecânico, a área de cobertura na direção central é reduzida, porém a área de cobertura nas direções laterais são aumentadas.
Com o tilt elétrico, a área de cobertura sofre uma redução uniforme na direção do azimute da antena, ou seja, o ganho é reduzido uniformemente.
Conclusão: As vantagens de um tipo de tilt em relação a outro então estão diretamente ligadas a sua aplicação – quando uma das duas características acima for mais desejada/necessária.
Mas de forma geral, o conceito básico da aplicação de tilt é que quando aplicamos o tilt a uma antena, melhoramos o sinal nas áreas próximas ao site, e pioramos (reduzimos a cobertura) em locais mais distantes. Ou seja, quando estamos ajustando o tilt buscamos um sinal o mais forte possível nas áreas de interesse (onde o tráfego deve ser cursado), e da mesma forma, um sinal o mais fraco possível além das fronteiras da célula. É claro que tudo depende das ‘variáveis’ envolvidas como ângulo de tilt, tipo e altura da antena e também da topografia e obstáculos existentes. De forma aproximada, mas que pode ser usada na prática, os ângulos de tilt podem ser estimados de forma simples atráves do cálculo do ângulo vertical entre a antena e a área de interesse.
http://www.telecomhall.com/br/o-que-...como-usar.aspx
Re: O que é Tilt Elétrico e Mecânico em Antenas (e como usar)? Parte I
Re: O que é Tilt Elétrico e Mecânico em Antenas (e como usar)? Parte I
Otimo material e de suma importancia para quem esta na area de wireless, muitos nao consideram estas variaveis e muita duvida surge na hora de instalar seus equipamentos
