Radiofrecuencia: la tecnología Diversity

Las ondas de radiofrecuencia se desplazan directamente desde la antena de transmisión a la de recepción en línea recta. La intensidad de la señal recibida depende inicialmente de la potencia aplicada en el transmisor y la distancia entre las antenas del sistema, y también de la interacción de las ondas con los objetos que encuentran a su paso, que pueden provocar atenuaciones y reflexiones de las mismas.

Los diferentes trayectos en la transmisión de la onda de radiofrecuencia dan lugar a la onda directa y sus reflexiones. Cada una de ellas posee diferente nivel y fase, de modo que la señal en la antena de recepción será una combinación de estas, y como consecuencia variará el nivel y la fase de la señal total recibida.

La transmisión multitrayecto puede producir cancelaciones de señal en el receptor debido a que la señal captada por la antena del receptor es la combinación de todas estas señales diferentes que han recorrido diferentes caminos hasta llegar al mismo punto, dando como resultado una señal combinada muy débil.

La tecnología Diversity se desarrolla para minimizar el efecto de cancelación de la propagación multitrayecto y extender el rango operativo útil de los sistemas inalámbricos. Para ello, los receptores diversity cuentan con dos antenas y/o dos módulos de recepción en el mismo dispositivo. Los circuitos de conmutación en el receptor seleccionan bien la señal de radiofrecuencia de una de las antenas, o bien la señal de audio de cada uno de los módulos de recepción, teniendo en cuenta cuál proporciona una mejor calidad de señal, mayor nivel de radiofrecuencia o mayor relación señal/ruido, dependiendo del funcionamiento interno de cada uno de ellos.
Las probabilidades de que haya cancelaciones simultáneas en ambas antenas es relativamente baja, por lo que los receptores diversity proporcionan inmunidad casi completa contra interrupciones debidas a la propagación multitrayecto.

En los emisores se cuenta sólo con una antena, debido a que si se emite la misma frecuencia desde dos puntos distintos se crean intermodulaciones e interferencias, y se producirían cancelaciones con mayor probabilidad. Las antenas de recepción han de estar separadas al menos un cuarto de la longitud de onda que se esté sintonizando, y colocadas con un ángulo de abertura de 45º para conseguir la máxima separación entre sus puntas. Es necesario utilizar el mismo tipo de cable y de la misma longitud para cada una de las antenas del sistema diversity.

Shure

La tecnología Dual diversity solo analiza el nivel de señal de radiofrecuencia y no analiza la relación S/R de la señal de audio procedente de la antena seleccionada. Sólo tiene un módulo de recepción en su interior.

La tecnología True diversity cuenta con dos antenas y dos módulos de recepción diferentes, no solo se tiene en cuenta el nivel de radiofrecuencia, sino el nivel de la señal de audio, de modo que la conmutación se realiza sobre la propia señal de audio, no de radiofrecuencia. Existen modelos que “suman” la señal de audio que recogen cada uno de los módulos de recepción, tratando de mantener un nivel de salida constante.

Métodos de diversity

Conmutación de antena

Se conectan las dos antenas a un switch y el receptor va conmutando a la que tiene mejor señal de radiofrecuencia. Si la señal es débil en las dos antenas estará continuamente conmutando de una a otra y no resulta una buena solución.

Suma pasiva de antenas

Se va sumando la señal de las antenas que han de estar separadas al menos λ/2, de modo que ninguna señal individual será mejor que la señal suma final. Se suelen colocar las antenas con diferentes polarizaciones. Este sistema permite que no se cancele nunca la señal pero la suma es siempre menor que la mejor de las partes, siempre hay una antena sola que tendría mejor señal que la suma de las dos. La ventaja es que así se asegura que nunca haya cancelación.

Conmutación de fase de antena

Se cambia la fase de la señal de una de las antenas cuando se detecta que tiene cancelación de fase y entonces se suman las señales. La mayoría de los sistemas cambian la fase 180º, también hay sistemas que no introducen un cambio de fase completo como algunos de la marca Lectrosonics.

Conmutación de la señal de audio

Se tienen dos módulos de recepción (true diversity) integrados en un dispositivo, y entonces se conmuta la señal de audio ya demodulada, no de radiofrecuencia. Se analiza el nivel de la señal RF pero la conmutación se produce en la señal de audio. Es el sistema más común hoy en día.

Algunos de estos sistemas cuentan con un potenciómetro de panorama, que permite combinar el audio que sale de cada uno de los módulos de recepción del dispositivo.

Diversity de frecuencia

Se trata de una transmisión que se realiza en dos valores de frecuencia diferentes y dos módulos de recepción sintonizados en esos dos valores de frecuencia. Una vez demoduladas las señales, se procede a la combinación de las señales de audio procedentes de las dos frecuencias de recepción. Para ello estos sistemas cuentan también con un potenciómetro de panorama.