5 EQUIPAMENTOS DE MEDIDAS 5.1 INTRODUÇÃO Os resultados numéricos obtidos a partir do software desenvolvido anteriormente serão comparados com dados experimentais provenientes de medidas, tendo como principais objetivos: Realizar medidas de intensidade do sinal no interior e no exterior das edificações com a fonte posicionada externamente. Estudar o efeito no ambiente celular; Fazer comparações entre as medidas e o dados teóricos ( software ); A metodologia que será utilizada consiste : 1ª etapa: Montagem do set-up de medida 2ª etapa: Calibração e familiarização com o set-up 3ª etapa: Realização das medidas 4ª etapa: Análise e dedução de dados 5ª etapa: Comparação entre as medidas e o software Para a realização deste trabalho foi montado uma configuração de equipamentos ( setup ), para a freqüência de 900 MHz. Nas seções 5.2 e 5.3 serão descritas a configuração, assim como as características de cada equipamento individualmente, a instalação do equipamento além da alimentação e a autonomia. Neste trabalho, durante as medidas, o transmissor ficou fixo e o receptor se deslocando.
82 5.2 TRANSMISSÃO A configuração do equipamento de transmissão para a freqüência de 900 MHz foi composta por um gerador de sinais e um amplificador de potência. O gerador de sinais utilizado foi o HP8657B sintetizado que permite a utilização de faixa de freqüência de portadora entre 100 KHz e 2060 MHz. Sua resolução de freqüência é de 1 Hz e possui mostrador de dez dígitos para indicar a freqüência da portadora, em MHz. A estabilidade e precisão da freqüência é garantida pelo uso de uma referência a cristal de 10 MHz. Sua amplitude de saída está calibrada para níveis de +13 dbm a 143.5 dbm, com resolução de amplitude de 0.1 dbm e um mostrador de três dígitos informa a amplitude do sinal de saída. As modulações AM e/ou FM podem ser individualmente selecionadas. A freqüência de portadora, a amplitude de saída e as modulações podem ser programadas remotamente via interface HP-IB (Hewlett Packard Interface Bus). Figura 5.1 configuração de equipamento de transmissão O amplificador de potência que foi utilizado opera na faixa de frequência de 800 MHz a 2 GHz, possuindo um ganho de 50 db na faixa de interesse. A potência de saída foi determinada de forma a garantir +30 dbm (1W) na entrada da antena,
83 conforme a especificação deste amplificador. O qual deve ser alimentado com uma tensão de 110 volts e cuja potência de entrada não deve exceder a +10 db. Para as medidas em 900 MHz utilizou-se um antena omnidirecional para a transmissão. 5.3 RECEPÇÃO Visando obter valores para os parâmetros básicos de propagação, é essencial usar um receptor capaz de fornecer estes parâmetros com um determinado nível de precisão. Então, para que medidas precisas sejam feitas é necessário que: 1. toda potência irradiada pela antena transmissora seja conhecida e permaneça constante durante a realização da medida; 2. o procedimento de medida seja tal que capture toda energia do sinal desejado, disponível na antena receptora. Neste trabalho foram usadas portadoras não moduladas, já que a potência total irradiada por sinais modulados varia com as características do sinal modulador, portanto, a condição 1 acima não poderia ser atendida. Além disto, a largura de faixa do receptor deve ser grande o suficiente para captar a energia nas bandas laterais sem introduzir atenuações. Porém, receptores de faixa larga são muito complexos e aumentam a possibilidade de interferências de sinais não desejados. Usando-se portadoras não moduladas, os problemas acima podem ser solucionados. Deste modo o problema de atenuação de faixas laterais desaparece e o nível de sinal irradiado, todo contido na portadora, pode ser determinado mais facilmente e mantido constante durante o intervalo de duração da medida. A largura de faixa do receptor pode ser selecionada pelo uso de filtros de faixa tão estreita quanto se queira de modo a rejeitar sinais indesejáveis e reduzir a quantidade de ruído presente. Para o receptor de 900 MHz foi usado um sofisticado analisador de espectro que pode ser controlado por
84 computador e que apresenta um nível de potência de saída auto calibrado. Os analisadores de espectro possuem filtros selecionáveis incorporados ao seu projeto. Para se aumentar a faixa dinâmica do receptor, foi necessário o uso de um amplificador de baixo ruído LNA colocado junto a antena receptora. O sinal S e e o ruído N e disponíveis na entrada de um amplificador são amplificados simultaneamente pelo seu ganho. Entretanto a relação sinal ruído na saída não é mantida porque o amplificador injeta um pouco de ruído. A caracterização deste ruído introduzido pelo amplificador é feita pelo parâmetro figura de ruído F, que indica a diferença entre as razões sinal ruído (SNR) de entrada e de saída. F(dB) = (S e /N e )db-(s s /N s )db Quanto menor o valor de F melhor é o amplificador, ou seja, menos ruído ele introduz no processo. Num sistema composto por vários elementos, existe um acréscimo de ruído em cada estágio. A figura de ruído total do sistema neste caso é: F T = F F2 1 F3 1 + + G G G 1 + 1 1 2... onde F i i e G i i são a figura de ruído e o ganho da cada estágio, respectivamente. 5.3.1 CONFIGURAÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE RECEPÇÃO Como os equipamentos de recepção foram posicionados em dois ambientes distintos (microcelular e picocelular) as configurações dos receptores também foram diferentes.
85 A configuração de equipamentos de recepção no cenário interno é composta por uma antena, um amplificador de baixo ruído (LNA), um analisador de espectro e um micro computador conforme a figura 5.2. Para o ambiente urbano (microcélula) a antena com seu respectivo amplificador de baixo ruído será montada em uma unidade móvel, o analisador de espectro e o micro computador foram posicionados no interior da unidade móvel. O analisador de espectro HP8594E apresenta mais uma grande quantidade de facilidades. Usando uma interface RS-232 ou HP-IB, pode-se controlar totalmente o analisador de espectro pelo uso de um computador. O ajuste da freqüência central, da faixa de freqüência, do nível de referência, e a informação de saída desejável poderão ser obtidos através da interface HP-IB, utilizada neste projeto. Foi utilizado um amplificador de baixo ruído (LNA), colocado juntamente com a antena receptora e alimentado com uma tensão de 15 volts. A aquisição da potência do sinal recebido será realizada através da Interface HP-IB do analisador de espectro. Figura 5.2 configuração de equipamento de Recepção