Cómo elegir la antena de un radioenlace: ganancia, apertura y ruido

Tres números deciden si una antena rinde o desperdicia el radio: ganancia (dBi), apertura del haz (grados) y rechazo de ruido fuera del haz. El radio pone la potencia; la antena decide a dónde va esa energía y qué basura deja fuera. Puedes tener el mejor radio del mercado y aun así rendir a la mitad con la antena equivocada.

¿Qué significan ganancia, apertura y rechazo de ruido?

Ganancia (dBi): cuánto concentra la antena la energía en una dirección, comparada contra una antena isotrópica de referencia. Más dBi no es "mejor" sin más contexto — es más alcance a costa de un haz más cerrado.

Apertura del haz: el ángulo (en grados, medido a -3 dB) dentro del cual la antena realmente irradia y escucha con fuerza útil. Un haz de 11° apunta como láser; uno de 90° cubre un cuadrante entero. La relación es directa: a mayor ganancia, menor apertura.

Rechazo de ruido (front-to-back / aislamiento lateral): qué tan bien la antena ignora señales que llegan fuera de su haz principal. En espectro saturado, esto pesa tanto como la ganancia — una antena con mal rechazo "escucha" el ruido de la ciudad entera aunque apunte bien.

¿Qué antena conviene para cada escenario?

Trabajamos con varias familias porque ninguna gana en todo; cada una resuelve un punto distinto de la curva ganancia/apertura/rechazo:

• RF Elements (horns, conector TwistPort): su fuerte es el rechazo de ruido. La Symmetrical Horn de 90° da 9.6 dBi con 67° de apertura — cobertura amplia y limpia para PtMP saturado. Las Asymmetrical Horn suben a 16 dBi/90°, 17 dBi/60° y 20.5 dBi/30° según cuánto haz quieras cerrar. La UltraHorn TP llega a 24 dBi con apertura de solo 11° — casi un PtP dentro de un sector PtMP.
• RadioWaves (platos parabólicos): para PtP largo. Un plato de 2 pies da 28-29 dBi; uno de 4 pies sube a ~34.8 dBi. Más plato, más ganancia, más alcance — al costo de un haz muy cerrado que exige alineación fina.
• NetPoint (marca mexicana, certificación CENAM): cubre todo el rango. El NP1GEN2 (60 cm) da 30 dBi para hasta 30 km; el NP2GEN3 sube a 34 dBi para 1-70 km; el NP66 (6 pies) llega a 40 dBi para vanos de hasta 150 km. La línea NPUW (27/30/34/36 dBi) es multimarca — compatible con radios Ubiquiti, Cambium y Mimosa.
• Cambium (antenas integradas): el PTP 450b trae 17 dBi de ganancia media integrada y sostiene enlaces PtP de hasta 200 km en las condiciones correctas de línea de vista — la antena y el radio vienen como un solo conjunto calibrado.
• Ubiquiti (ecosistema airMAX / airFiber): para PtMP, los sectores airMAX dan 16 dBi a 120° o 17 dBi a 90° — el balance estándar de cobertura contra densidad de suscriptores. Para PtP, airFiber X ronda 23 dBi. Las omnidireccionales (10-13 dBi) cubren 360° a cambio de mucha menos ganancia — solo tienen sentido en celdas pequeñas de baja densidad.

¿Cuánta ganancia necesitas de verdad? El presupuesto de enlace

La ganancia no se elige a ojo ni por catálogo: se calcula. El método se llama presupuesto de enlace (link budget), y es una suma y resta en decibeles:

Señal recibida = potencia del radio + ganancia de la antena A + ganancia de la antena B − pérdidas de cable y conectores − pérdida en el espacio libre.

El término que manda es la pérdida en el espacio libre (FSPL), que depende de la distancia y la frecuencia: FSPL (dB) = 20·log₁₀(distancia en km) + 20·log₁₀(frecuencia en MHz) + 32.44. Un ejemplo con números reales:

• Vano de 10 km en 5.8 GHz: la pérdida en el espacio libre es de 127.7 dB.
• Con un radio de 25 dBm, dos antenas de 23 dBi y 2 dB de pérdida en cables, la señal recibida queda en −58.7 dBm.
• Con antenas de 30 dBi en ambos extremos sube a −44.7 dBm: 14 dB más de margen con exactamente el mismo radio.

Dos reglas prácticas que salen de la fórmula. Primera: cada vez que duplicas la distancia pierdes 6 dB, y esa pérdida solo se recupera con más ganancia o más potencia. Segunda: la ganancia de antena cuenta dos veces, una en cada extremo, por eso subir de antena rinde más que subir de radio.

¿Contra qué se compara la señal recibida? Contra la sensibilidad del radio para la modulación que quieres sostener. Las modulaciones altas, que son las que dan el throughput anunciado, exigen señales fuertes. La práctica sana es dejar entre 15 y 20 dB de margen de desvanecimiento (fade margin) por encima de ese umbral, para que la lluvia, la humedad o un pequeño desalineamiento no tumben el enlace a una modulación baja. Si el cálculo no deja ese margen, la antena es insuficiente para ese vano, sin importar lo que diga la ficha técnica.

¿Por qué un enlace con buena antena falla sin línea de vista limpia?

Tener línea de vista no basta. La energía viaja en un volumen con forma de elipse alrededor de la línea recta entre las antenas, la primera zona de Fresnel, y cualquier obstáculo que invada ese volumen (un árbol, un techo, la curvatura de la tierra en vanos largos) le quita señal al enlace aunque desde un extremo "se vea" el otro.

El radio de esa zona en el punto medio del vano se calcula así: radio (m) = 8.66 × √(distancia en km ÷ frecuencia en GHz). La referencia de campo es mantener despejado al menos el 60% de ese radio:

• 10 km en 5.8 GHz: radio de 11.4 m en el punto medio; hay que dejar libres al menos 6.8 m alrededor de la línea recta.
• 30 km en 5.8 GHz: el radio crece a 19.7 m y el despeje mínimo a 11.8 m. A esa distancia la altura de las torres empieza a decidir más que la antena.

Por eso en vanos largos la conversación de antena va siempre junto con la de altura de mástil. Ninguna ganancia compensa un obstáculo metido en la zona de Fresnel: solo subir la antena o mover el punto.

¿Qué revisar antes de comprar la antena?

• El presupuesto de enlace resuelto para la distancia real, con 15-20 dB de margen para la modulación objetivo.
• La zona de Fresnel despejada al 60% en el punto más crítico del trayecto, no solo en los extremos.
• La apertura contra el mantenimiento real: un haz de 5° o menos exige montaje rígido y realineación con instrumentos; si el sitio no la va a recibir, conviene menos ganancia y más apertura.
• El rechazo de ruido contra el espectro del sitio, medido con un análisis de espectro antes de la compra, no supuesto.
• La compatibilidad del conector y la polarización con el radio: una antena doble polarización mal emparejada desperdicia la mitad del MIMO.

¿Cuál es el error que más cuesta?

Ya con la topología decidida (punto a punto o punto-multipunto) y el radio elegido, la antena es la última decisión — y la más fácil de arruinar. Dos formas de fallar, ambas caras: poner una antena de ganancia excesiva "por si acaso" en un sitio donde el haz de 11° vuelve la alineación casi imposible de sostener con el paso del tiempo (viento, dilatación del mástil, un técnico que la toca sin instrumentos); o subdimensionar la antena y quedarse corto de alcance o de rechazo de ruido en un sitio con espectro saturado, con un enlace que "prende" pero nunca sostiene el throughput contratado.

La pregunta correcta no es "qué antena tiene más dBi", es: ¿cuánta apertura necesita este sitio para mantenerse alineado con el mantenimiento real que va a recibir, y cuánto rechazo de ruido necesita para el espectro que tiene alrededor?

La ganancia se elige junto con el radio y la banda — lo cubrimos en cómo elegir el radio y la antena — y se confirma después con análisis de espectro y medición de throughput real, no con el número del datasheet.

¿Tienes un sitio con espectro saturado o un vano que no termina de sostener el throughput prometido? Cuéntanos las condiciones reales y te decimos qué antena tiene sentido — no la que traíamos en stock.