MANUAL DE ANTENAS PARABOLICAS

MANUAL PARA ANTENAS PARABOLICAS

COMUNICACIONES MOBILES

CURSO ELECTIVA II

2013

CAPITULO I

SATELITE NATURAL

• Cuerpo celeste opaco que solo brilla con la luz del sol y gira alrededor de un planeta primario.

• 4 de octubre de 1957 primer satélite artificial (sputnik)

• Los primeros satélites se ponían en orbitas cercanas a la tierra,

como, por ejemplo el score satélite experimental que fue puesto en orbita por los EEUU en 1958 con un perigeo de 185 Km y un apogeo de 1470 Km es decir formando una orbita elíptica.

• Dado que los primeros satélites giraban alrededor de la tierra. para capturar sus señales radioeléctricas eran necesarias las antenas que debían seguir su trayectoria por el cielo.

• Geoestacionario (geo proviene del griego y significa tierra), lo que conduce a un concepto de un satélite que permanece en una posición fija con respecto a la tierra.

Consecuencia de esto las antenas para recibir o enviar antenas radioeléctricas esta en una posición fija hacia un satélite geoestacionario. ¿Cómo puede haber algo geoestacionario?

Por lo que podemos decir que el punto S traza una orbita estacionaria con respecto al punto T

• Cuando un cuerpo se mueve alrededor de la tierra actúan sobre el dos fuerzas simultáneamente: fuerza centrifuga, fuerza de atracción de la tierra.

• Veamos esto a partir de una demostración matemática:

• 𝐹 = 𝑚 ∗ 𝑎 • F= fuerza en N • m= masa en Kg • a= aceleración en m/𝑠2

• 𝐹 = 𝑚 ∗ 𝑎 = 𝐹 =𝑚𝑠∗𝑣2

𝑟

• Fuerza gravitatoria:

• 𝑓𝑔 =𝐺∗𝑚𝑟∗𝑚𝑠

𝑟2 G= 6,67*10exp-11 constante universal de gravitación.

• Igualamos F = Fg

•𝑚𝑠∗𝑣2

𝑟 =

𝐺∗𝑚𝑟∗𝑚𝑠

𝑟2 despejando v tenemos:

• 𝑣^2 =𝐺∗m

𝑟 𝑣 = (𝐺 ∗ 𝑚𝑇 ∗ 𝑟−1)1/2

• Como el tiempo T que tarda la tierra en girar sobre su propio eje es exactamente, de 86.164,1 segundos, podemos establecer la igualdad

• 𝑇 =2𝜋𝑟

𝑣= 86.164,1s

• De donde 𝑇 = 2𝜋𝑟(r/Gm)^1/2

• 𝑇2 =4𝜋2𝑟3

𝐺∗𝑚 despejando 𝑟3 tenemos:

• 𝑟3 =𝐺∗𝑚∗𝑇2

4𝜋2

• Como la masa de la tierra es de 5,974*10exp24 podemos sustituir cada una de las magnitudes de la formula anterior por sus correspondientes valores; así obtenemos:

• 𝑟3 =6,67∗10−11∗5,974∗1024∗86.164,12

4∗3,14162 ≈2,9583∗1024

39,4784≈ 7,4935 ∗ 1022𝑚

• Distancia a la cual debe colocarse el cuerpo con respecto al centro de gravedad de la tierra:

• 𝑟 = 42.159.431𝑚 = 42.159𝐾𝑚 • Como el radio de la tierra es de 6.378Km el satélite deberá situarse

a una altura de:

• ℎ = 𝑟 − 𝑟𝑇 = 42.159𝐾𝑚 − 6.378𝐾𝑚 = 35.781𝐾𝑚 • La velocidad del satélite para mantenerse en orbita geoestacionaria

será:

• 𝑣 =2𝜋𝑟

𝑇=

2∗3,14∗42,159𝐾𝑚

86.164,1𝑠= 3,074𝐾𝑚/𝑠 ≈ 11,067𝐾𝑚/ℎ

Configuración de un satélite de comunicaciones modulo de servicio

• Un satélite geoestacionario esta compuesto por dos módulos: • 1. modulo de servicio • 2. modulo de comunicaciones El modulo de servicio aloja los depósitos de combustibles los motores eléctricos y los reactores de gas o cohetes que permiten posicionar el satélite. También contiene las baterías acumuladoras que se cargan con la energía eléctrica generada en los paneles solares cuando sobre estos últimos incide la luz solar.

-en el espacio libre no se consideran las perdidas por aire y por roce del suelo. -un satélite puede tener cualquier forma y tamaño -Puede alcanzar los 2000 Kg de peso -Envergadura total de 20m -Requiere controles muy precisos desde la tierra (un solo grado puede desplazar 700 Km el área de recepción). -influyen las fuerzas gravitatorias de la luna, el sol y otros planetas, las cuales deben ser contrarrestadas. -debe tener una precisión de +- 0,1 grado.

Básicamente cumple las siguientes funciones: 1. Situar el satélite en orbita geoestacionaria 2. Posicionar adecuadamente con respecto a un

punto de la tierra 3. Generar y suministrar la energía eléctrica

necesaria para el funcionamiento de todos los equipos.

4. Controlar el funcionamiento de los equipos del modulo de comunicaciones

5. Mantener la temperatura adecuada en los equipos para que estos trabajen dentro del margen correcto.

Configuración de un satélite de comunicaciones modulo de

comunicaciones

Este modulo puede dividirse en tres partes: 1. Antena o antenas receptoras 2. Transpondedor (transmisor y respondedor) 3. Antena o antenas transmisoras Desde una estación terrestre se envía hacia el satélite los programas de televisión a una frecuencia de (10,7 a 11,7GHz). Estas se amplifican y se convierten a otras frecuencias en el transpondedor.

a) Diagrama de bloques modulo del servicio. b) guías de onda (conductores tubulares huecos). (estos conductores son utilizados en la técnica de hiperfrecuencias ya que el empleo de cables coaxiales presenta una muy elevada atenuación)

ANTENAS DE SATELITES

Llevan varias antenas parabólicas y de bocina. Antena parabólica: tienen la propiedad de enfocar la onda de radio en un estrecho haz para concentrar la energía sobre una determinada superficie. FUENTE DE ALIMENTACION: depende que el sistema funcione correctamente, lo ideal seria obtener la energía a partir de otra fuente inagotable de energía, y esta se encuentra en el sol. Las actuales celdas solares superan el 20% de efectividad.

Diferentes formas de la antena de bocina. Las cuales poseen propiedades omnidireccionales

BANDAS DE FRECUENCIAS Actualmente, el enlace descendente, es decir, el enlace satélite-tierra Con cobertura europea, utiliza la banda Ku, la cual se subdivide según se indica en la tabla.

DENOMINACION FRECUENCIA

Ku

FSS baja 10,7 a 11,7 GHz

DBS 11,7 a 12,5 GHz

FSS alta 12,5 a 12,75 GHz

POLARIZACION

Se utiliza Para ampliar la cantidad de canales que pueden transmitirse por cada una de las bandas. El vector de campo eléctrico siempre tiene la misma dirección de la antena, mientras que el vector magnético es perpendicular al vector de campo eléctrico. a) Polarización FSS (Lineal horizontal o vertical) b) Los campos eléctrico y magnético modifican

continuamente su posición, pasando de vertical a horizontal, y viceversa.

HUELLAS O ZONA DE COBERTURA

Es la superficie terrestre delimitada por un contorno de densidad de flujo de potencia constante, que permite obtener la calidad deseada en la recepción de las emisiones por la configuración de la antena emisora. a) Satélite el cual produce una huella sobre los países situados

en el ecuador de nuestro planeta. b) satélite ubicado para producir huella en el hemisferio norte

del planeta.

La finalidad de una antena parabólica es situar una huella de tamaño e intensidad adecuados sobre una zona determinada de la tierra que se desea cubrir. Cada satélite posee su propia huella, y estas huellas son facilitadas por los propios organismos propietarios de los satélites.

MAPAS DE HUELLAS

En lo mapas de huella se indica la intensidad de la señal procedente de un satélite en el interior de la zona delimitada por cada línea de la huella.

VIDA UTIL DE UN SATELITE

FACTORES QUE AFECTAN AL SATELITE: 1. Llega un momento en que el combustible necesario para las correcciones de

la posición y otras maniobras se agotan, por lo que no es posible corregir la posición del satélite y se pierde el control sobre este.

2. Puede fallar algún componente, de tal forma que se duplican los sistemas. 3. Las células solares y los acumuladores pierden eficacia con el tiempo 4. otra no tan importante pero que vale la pena mencionar es debido a los

meteoritos y a la basura espacial (satélites que no están en uso). En lo general se estima una vida útil de por lo menos 10 años, aunque los satélites TELSAT VI, están diseñados para durar 13 años en orbita. INTELSAT VII estimado en una vida útil de 19 años por lo que la implementación de estos artefactos se va haciendo cada vez mas económica.

CONSTITUCION DE UNA ESTACION RECEPTORA TVRO

Consta de tres partes esenciales: 1.Antena parabólica: es la parte encargada de captar débiles señales provenientes del satélite 2. Unidad externa: las señales captadas por el plato de l antena parabólica son concentradas en el foco, donde se dispone de una unidad externa. Es un circuito conversor. 3. Unidad interna: se encuentra en el interior de la vivienda del usuario y su función es preparar una señal captada por la antena parabólica para que pueda ser vista en un TV.

CAPITULO II REFLECTORES PARA ANTENAS PARABOLICAS

PARTES CONSTITUTIVAS DE UNA ANTENA PARABOLICA.

Reflector parabólico: plato que se orienta hacia el satélite cuyas emisiones se desea recibir. Alimentador o iluminador: punto de foco en donde se concentra toda la energía que llega al reflector parabólico. Soporte del reflector: Ajuste de ángulo del reflector parabólico que permite una mejor recepción de las emisiones. Soporte de alimentación: Varillas dispuestas en trípode en las que se monta la unidad externa del reflector. Mástil: Base sobre la cual se monta todo el conjunto para evitar movimiento por acción del viento.

La Parábola.

Es una curva abierta , simétrica con respecto a un eje, con un solo foco y que resulta de cortar un cono circular recto por solo plano paralelo a una generatriz que encuentra todas las otras en una soja hoja.

Si el eje de la parábola (eje x) se apunta hacia un punto del espacio, todas las radiaciones que procedan de ese punto , y que sea paralelas al eje x, se desviaran hacia el foco f, concentrándose en el.

CARACTERÍSTICAS TECNICAS DE UNA ANTENA PARABOLICA.

• Diámetro del reflector • Ganancia • Rendimiento • Relación f/D • Angulo de radiación • Eficiencia • Lóbulos principal y secundarios • Ancho de banda • Temperatura de ruido

Diámetro del Reflector

Se debe tener en cuenta el emplazamiento geográfico de la antena y la cobertura o señal del satélite.

Cuanto mayor sea la superficie del reflector mayor será la energía electromagnética que a el legue y por tanto mayor será la energía concentrada en el foco.

Se debe tener en cuenta que un mayor tamaño genera un mayor precio y además existe en el mayor influencia del viento.

Actualmente se fabrican antenas parabólicas de 30,45,60,80,90,120,150, 180, 220 y 280 cm de diámetro.

Ganancia

La ganancia (G) de una antena parabólica expresa la cantidad de señal captada que se concentra en el alimentador. Depende de 3 factores: • Superficie del reflector: Directamente proporcional • Frecuencia de recepción: Cuanto mayor frecuencia

menor podrá ser el diámetro del plato. • Exactitud geométrica: Precisión con la que esta

fabricado el reflector.

Para determinar la ganancia de un reflector de antena parabólica se utiliza la siguiente fórmula:

𝐺 = 10𝑙𝑜𝑔π𝐷

λ

2η

𝐺= Ganancia del reflector en dB

η= Rendimiento de la antena en tanto por uno

D= Diámetro del reflector en metros

λ= Longitud de onda de la señal a recibir en metros

Con rendimiento y frecuencia de recepción iguales, tiene mayor ganancia el reflector parabólico de mayor diámetro.

Ganancia con 60 cm : 35,7dB

Ganancia con 60 cm : 38,2dB

Igual diámetro y rendimiento tiene mayor ganancia el reflector que reciba mas alta frecuencia.

Ganancia en FSS inferior: 38,2dB

Ganancia en DBS: 38,9dB

A igualdad de frecuencia de recepción y diámetro del reflector, tendrá mayor ganancia el que posea mayor diámetro.

Ganancia con rendimiento del 55%: 36,9dB

Ganancia con rendimiento del 70%: 38,0dB

Rendimiento

Se denomina a la relación entre cantidad de energía incidente en el reflector y la concentrada en el foco y que es susceptible para ser captada. El rendimiento esta determinado fundamentalmente por el iluminador y las desviaciones que puede tener el reflector . Desviaciones de 1 0 2 mm resultan importantes, por lo que es preferible que le reflector se fabrique en una sola pieza y con desviación máxima de 1mm. El rendimiento de una antena parabólica solo se puede determinar mediante una analizador de espectro. Se consideran rendimiento aceptables entre el 55% y 65%.

Relación f/D

Para lograr un rendimiento optimo es preciso que el perfil del reflector sea lo mas perfecto posible. Para esto debe existir una relación exacta entre el diámetro, el foco y la profundidad. Cualquier variación de uno de ellos afectada a los demás.

Conocido el diámetro D de la parábola, se puede calcular el foco f y la profundidad p.

El coeficiente D/f nunca debe ser inferior a 2,5 ni superior a 2,7.

Calculo del foco.

El coeficiente D/f practico esta comprendido entre 2,6 y 2,65

2,6 + 2,65

2= 2,625

Si deseamos proyectar un reflector parabólico de 90cm de diámetro:

𝑓 =𝐷

2,625=

90cm

2,625= 34,29𝑐𝑚

Muchos fabricantes de antenas parabólicas prefieren indicar en sus catálogos la relación f/D que no puede ser inferior a0,37 ni superior a 0,4, puesto que:

1

2,5= 0,4

1

2,7= 0,37

Así pues considerando un reflector con diámetro de 90cm el punto focal estará situado entre 33,3 y 36 cm. Si consideramos una relación f/D de 0,381 el punto focal se situara a

𝑓 = 0,381 ∗ 𝐷 = 34,29𝑐𝑚

Calculo de la profundidad

𝑃 =𝐷2

16𝑓

D = Diámetro del reflector

f = Distancia del punto focal.

Eje: D=90cm y f= 34,29 cm

𝑃 =𝐷2

16𝑓=

902

16 ∗ 34,29𝑐𝑚=

8100𝑐𝑚2

548,64𝑐𝑚= 14,76𝑐𝑚

Determinación del perfil exacto de la parábola

Se traza sobre papel milimetrado un rectángulo cuyo lado mayor sea igual al a mitad del diámetro del reflector y cuyo lado menor sea igual a la profundidad P en el centro de la parábola.

La profundidad p en cada punto del reflector esta dada por la formula:

𝑝 = 𝑃 − (𝐾. 𝑑2)

Donde p es la profundidad del punto que dista d del centro de la parábola, P es la profundidad en le centro de la parábola y K es un valor que depende de los valores de P y D y se calcula mediante la formula:

𝐾 =4𝑃

𝐷2

Para un reflector parabólico de 90 cm, P=14,76cm y D=90 cm.

𝐾 =4𝑃

𝐷2=

4 ∗ 14,67

902= 0,00729

A 1 cm del centro de profundidad de la parábola será: 𝑝 = 𝑃 − 𝐾. 𝑑2 = 14,76𝑐𝑚 − (0,00729 ∗ 12)

𝑝 = 14,75271𝑐𝑚

A 2cm 𝑝 = 𝑃 − 𝐾. 𝑑2 = 14,76𝑐𝑚 − (0,00729 ∗ 22)

𝑝 = 14,73084𝑐𝑚

A 3cm 𝑝 = 𝑃 − 𝐾. 𝑑2 = 14,76𝑐𝑚 − (0,00729 ∗ 32)

𝑝 = 14,69439𝑐𝑚

Profundidades del perfil de una parábola de 90cm y una relación de f/D de 0,381

ANGULO DE RADIACIÓN

Angulo dentro del cual la señal captada por la antena se mantiene entre un 100% y un 50% de potencia, ángulo de desplazamiento de la antena con respecto a la dirección exacta del satélite hasta que sufre una atenuación de 3dB. La ganancia en potencia de la antena:

𝐺𝑃 = 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑙𝑜𝑔39𝑑𝐵

10= 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑙𝑜𝑔 3,9 = 7.943 𝑣𝑒𝑐𝑒𝑠 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟

Potencia captada por la antena desciende aproximadamente a la mitad:

𝐺𝑑𝐵 = 10𝐿𝑜𝑔4.000 = 10 × 3,6𝐵 = 36𝑑𝐵

Angulo de radiación Ángulo medido desde la posición correcta de apuntamiento hasta el máximo giro arriba, abajo, a la derecha o a la izquierda, hasta que la ganancia de la antena descienda 3dB.

Para obtener el ángulo de radiación de una antena parabólica se utiliza la fórmula:

𝛼 =30

𝑓 · 𝐷 · 2

• 𝛼 ángulo de radiación en grados centesimales • 30 es la constante de la velocidad de la luz • F es la frecuencia de la señal captada por la antena en GHz • D es el diámetro del reflector en metros Ejemplo

Antena parabólica de 90 cm captando señales de un satélite DBS que emite en la banda de frecuencias de 11,7 a 12,5 GHz. Frecuencia Central:

𝑓𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =𝑓𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 + 𝑓𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎

2

𝑓𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 =𝑓𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 + 𝑓𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎

2=

12,5 𝐺𝐻𝑧 + 11,7 𝐺𝐻𝑧

2= 12,1 𝐺𝐻𝑧

𝛼 =30

12,1 𝐺𝐻𝑧 · 0,9𝑚 · 2= 1,94°

• Este ángulo nos indica que si la antena esta desviada 1,94° de su

posición correcta, la señal captada quedara atenuada 3 dB (un 50%).

• De esto la importancia de una buena orientación de la antena, ya que la mínima desviación representa una considerable perdida de señal.

• El ángulo de radiación disminuye con el aumento de la frecuencia y

el diámetro del reflector. Cuanto mayor sea el plato, a igualdad de frecuencia, mas directiva será la antena.

LÓBULO PRINCIPAL Y LÓBULOS SECUNDARIOS

Representación mediante un sistema de coordenadas polares de la ganancia de la antena en función del ángulo que forma el eje de la antena con el punto emisor.

El lóbulo principal es el de mayor tamaño. Este lóbulo no presenta atenuación alguna de la señal. El lóbulo principal ocupa la posición correspondiente a la ganancia de la antena.

Además del lóbulo principal se obtienen otros lóbulos secundarios, dispuestos en ángulos distintos al eje principal, y que disminuyen de tamaño a medida que se acercan al ángulo de 180°. Los lóbulos secundarios o lóbulos laterales determinan la capacidad de una antena parabólica para captar las radiaciones que le llegan de direcciones fuera de su eje. Los lóbulos secundarios presentan una amplitud sensiblemente menor con respecto a la amplitud del lóbulo principal. Por esto se considera una buena antena toda aquella cuyos lóbulos secundarios estén, al menos, 20 dB por debajo del principal.

ANCHO DE BANDA

Indica la banda de frecuencias para las cuales está diseñada la antena.

TEMPERATURA DE RUIDO

Indica la cantidad de ruido, proveniente del ambiente colindante y del espacio exterior, que puede ser captado por la antena. Para una correcta recepción de las señales es necesario separar estas del ruido, o que la relación señal/ruido (S/N) sea lo más elevada posible.

FACTOR DE RUIDO (F) Magnitud del ruido generado por un dispositivo, que es el resultado de dividir la relación señal/ruido en la entrada por la relación señal/ruido en la salida. En las antenas parabólicas para la recepción de emisiones con potencias muy pequeñas, es importante alcanzar unos factores de ruido mínimos.

EFICIENCIA

Parámetro que indica la cantidad de señal que es captada con efectividad por el conjunto de la antena (plato, alimentador, preamplificador de bajo ruido).

Influyen factores como la exactitud de la superficie del plato, las pérdidas por absorción de las señales por el plato y las pérdidas por reflexión de las señales en cuerpos interpuestos en el paso de las ondas hacia el plato (alimentador y soportes del alimentador).

Se considera antenas de alta calidad aquellas que tiene una eficiencia por encima de 70%. Las antenas con alimentador desplazado (offset) pueden alcanzar valores de eficiencia del 80% ya que este no obstaculiza el paso de las señales hacia el plato.

FABRICACIÓN DE LOS REFLECTORES

Se fabrican de duraluminio, de chapa de acero o de malla metálica, o bien de fibra de vidrio epóxida otros materiales plásticos recubiertos de una capa metálica, con el fin de que reflejen eficazmente las ondas electromagnéticas.

El material debe soportar bien las contracciones y dilataciones debidas a los cambios de temperatura ambiente, así como la carga del viento, la lluvia, la nieve, el granizo y la radiación solar.

TIPOS DE REFLECTORES

ANTENA PARABÓLICA DE FOCO CENTRADO

Antena parabólica de foco centrado o prime focus. En ella el alimentador se encuentra situado en el foco del reflector.

Se utiliza en recepción directa de televisión y en radioenlaces.

Las antenas de foco centrado son las más utilizadas en instalaciones colectivas y cuando el diámetro del reflector supera los 90cm.

Desventaja de este tipo de antena es que el alimentador y sus varillas de sujeción hacen sombra en el plato para las radiaciones electromagnéticas y por lo tanto no se aprovecha al 100% la superficie reflectante del plato. El rendimiento de la antena de foco centrado es de un 60%, y la atenuación de los lóbulos secundarios es buena.

ANTENAS OFFSET

Se trata de un tipo de antena cuya superficie no es redonda, sino oval y asimétrica (elipse). Toda señal que incida sobre las superficies será reflejada igualmente sobre el foco, pero que este al no estar centrado, no producirá sombra sobre el reflector.

El alimentador queda situado en el punto focal, sostenido por un brazo que sale de debajo del reflector, de manera que no se proyecta sombra sobre el plato, ya que quedan fuera de la línea de vista del satélite. El rendimiento alcanza el 65%, con lo cual, a igualdad de ganancia el diámetro del reflector es menor que el de las antenas de foco primario. Se utilizan en instalaciones individuales donde el diámetro el reflector no supera los 90cm.

ANTENA CASSEGRAIN Se trata de una antena con reflector parabólico en suyo foco, en vez de colocarse el alimentador, se dispone un segundo reflector conocido con el nombre de sureflector. El alimentador se dispone en el foco del subreflector, es decir, en el centro del reflector principal.

Las radiaciones electromagnéticas sufren una doble reflexión antes de llegar al alimentador.

Tiene un rendimiento alto de 70%. La atenuación de los lóbulos secundarios no es muy buena.

ANTENA PLANA

Fabricadas mediante la agrupación de pequeñas antenas elementales (dipolos) de configuración diversa (arrays). Estas antenas se conectan de forma que se suman las señales individuales para obtener el máximo rendimiento, de 80%.

La ganancia es de unos 30 dB.

Ventajas como la de poseer un mayor ángulo de radiación que las antenas parabólicas lo que facilita su orientación hacia el satélite, pero que al mismo tiempo, implica una atenuación menor de los lóbulos secundarios.

Solo captan eficazmente señales procedentes de satélites de alta potencia. Montaje sobre muros (40 x 40cm) no superan los 50cm Para instalación en el interior de la vivienda solo 30cm Es necesario que la antena vea el satélite, que no existan obstáculos.

BASES Y SOPORTES La base está formada por un mástil o por una base tetraédrica de perfiles metálicos. El soporte está constituido por los elementos fijados a la base que sostienen el reflector y permiten su orientación.

• Base de mástil (para antenas colectivas de gran diametro9 • Base triangular y un soporte tipo trípode • Base para anclaje a la pared (para antenas individuales de pequeño diámetro)

Se define como velocidad de viento operativa la que provoca en la antena una desviación máxima de 0,2° con respecto a su orientación.

Se denomina resistencia al viento a la velocidad de viento que provocaría deformaciones irreversibles en la antena. Suele oscilar entre 150 y 200 km/h.

Fijación en Terraza de Edificio-Base Triangular- Antena Parabólica

Dos métodos fundamentales: (A.P de 2,2 y 2,8m diámetro)

• Fijación posterior a la construcción del edificio.

- Arena, mortero, fluido y hormigonado, para posteriormente ser impermeabiliza.

- Fijación al forjado mediante Spirrow de 10mm .

Fijación en Terraza de Edificio-Base Triangular- Antena Parabólica

• Fijación durante la construcción del edificio. - Zapatas Sobresalen 10cm por encima del pavimento, prevención daño

con agua. - Reforzamiento de las zapatas con nervios de acero (4 varillas). - Resistencia mecánica Forjado-Zapata.

Fijación al Terreno-Base de Mástil-A.P

Una A.P de 1,5mdispuesta sobre un mástil de 1m x 114mm diámetro. - Tres varillas roscadas dentro del bloque de hormigón. - Nivelación del mástil, orientación de la antena.

Fijación al Terreno-Base de Mástil-A.P

• Enrejado determinado para velocidades del viento de:

120 km/h

150 km/h

200 km/h

Mayor Velocidad viento = Aumento del enrejado

Fijación en Terraza de Edificio-Base Mástil- A.P

A.P de 1,5m. - Las dimensiones de la

zapata son menores a las que se hacen en terreno, puesto que estas hacen parte del forjado del edificio.

- Se toman los mismo parámetros que en «Fijación en Terraza de Edificio-Base Triangular- A.P».

Soportes

- Mecanismos de ajuste de la posición del plato en Acimut y Altitud.

- Acontecimientos de equinoccio de primavera y otoño.

- Movimiento de los satélites geoestacionarios encontrados en la línea vertical del ecuador.

- Crear un mecanismo de seguimiento y orientación hacia los satélites geoestacionarios.

Soportes

- Dependiendo de la ubicación geográfica de la antena se debe tener en cuenta una orientación en acimut y altitud de la misma.

- Facilidad en el apuntamiento de la antena entre un satélite y otro.

- Localización rápida de la orbita geoestacionaria.

Se pueden clasificar en:

- Soporte de Acimut-Elevación. (dos movimientos)

- Soporte Polar. (un movimiento)

Soportes

Soporte de Acimut-Elevación:

- Ajuste de elevación con un Inclinometro.

- Girar la antena sobre su eje vertical para ajustar el acimut.

- Corrección acimut-elevación por separado.

- Sistema estables.

Soporte Polar:

- Ajuste mediante dos ejes de ángulo recto.

- Un eje en paralelo a la tierra, y apunta hacia la estrella polar; el ángulo formado con la horizontal es igual a la latitud geográfica del lugar.

Soporte Fijo

Soporte para A.P sobre un mástil con apuntamiento en Acimut-Elevación. Partes: 1. Brazo articulación. 2. Conjunto de Fijación

Polar. 3. Brida Soporte de

Elevación. 4. Tornillo Elevación.

Para su Orientación: - Girar el conjunto de fijación polar a la

derecha hasta encontrar el Acimut. - Luego se actúa sobre el tornillo d

elevación buscando una orientación hacia el satélite.

Soporte Móvil

La orientación se hace mediante un actuador o tracker(1) hace girar un tornillo sin fin para prolongar un brazo telescópico, este Actuador se fija al soporte del mástil mediante un anclaje (5) y otro al soporte transversal (2) mediante otro anclaje (6); creando una reacción del movimiento del brazo telescópico sobre la antena obteniendo así el giro del plato Este-Oeste. El soporte transversal unido en su centro con una barra (3) que coincide con el eje de la antena y se une a (7) ajustando un ángulo de compensación y el tornillo de elevación (8) se encarga de la modificar la elevación de la parábola. Creando un sistema que permite modificar la elevación de la antena simultáneamente con el Acimut de acuerdo con el movimiento de la barra telescópica.

Soporte Iluminador Simple (Antenas de Foco Centrado)

El alimentador de una A.P debe estar situado exactamente en el foco de la parábola, y para ello es necesario:

a) Trípode de varillas.

b) Portaalimentador.

-Acero inoxidable y aluminio. -Tres varillas de igual longitud con rosca M8. -La distancia focal se puede ajustar mediante las tuercas, contratuercas y tornillos.

Soporte Iluminador Simple (Antenas Offset)

El alimentador se fija a un brazo que sale por al parte inferior del plato.

- Dos piezas que encajan entre si.

- El diámetro debe ser adecuado para el tipo de alimentador.

Soporte de Alimentador Multisatelite

- Nos permite recibir múltiples señales, poniendo varios alimentadores en un mismo soporte orientable y 4 portaaliementadores.

- Se produce una desviación del haz de la antena proporcional al desplazamiento del alimentador.

Posiciones de los alimentadores respecto a la parábola.

Soporte de Alimentador Multisatelite

Funcionamiento en conjunto de los 4 portaaliementadores.

- Cada uno recibe un haz de diferentes satélites y lo enfoca a la antena.

- Ajustes de distocias focales correctas en cada uno de los portaaliementadores.

CAPITULO III

UNIDAD EXTERIOR

INTRODUCCION

En este capitulo se estudiara la unidad exterior, es decir, el dispositivo que

se instala en el foco del reflector parabólico, sujeto por un

portaalimentador, y cuya finalidad es recoger la señal reflejada por la

parábola y convertirla en una frecuencia intermedia de 950 a 1750 MHz

cuando se trabaja en la banda Ku.

PARTES CONSTITUYENTES DE LA UNIDAD EXTERIOR

Alimentador:

Encargado de recoger la señal débil captada y reflejada hacia él por el plato de la antena parabólica, y guiarla adecuadamente hacia el LNB.

LNB:

Amplifica la señal suministrada por el alimentador y convertirla a una frecuencia más baja (FI), llamada frecuencia intermedia.

Compuesto por: Amplificador de bajo ruido, Conversor a FI.

• Bocina • Guía de Onda • Sonda o Antena • Polarizador

ALIMENTADOR O ILUMINADOR

• Tiene por finalidad recoger toda la señal reflejada por la parábola.

Existen diversos tipos de alimentadores, que dependen de la forma

del tipo de antena al que van destinados.

• Para entenas de foco centrado se usan alimentadores tipo CHOKE,

y para antenas offset se emplean alimentadores con bocinas

cónicas lisas o corrugadas.

Nota:

Es importante que el ángulo de abertura del alimentador cubra toda la

parábola para que recoja la máxima señal. Hay que evitar que reciba

señales reflejadas por el borde del plato ya que dichas señales

provocan una difracción de la señal (spillover).

ALIMENTADOR O ILUMINADOR

Choke

Bocina cónica lisa

Tapa de

Teflón

GUIA DE ONDAS

• La guía de onda conduce la señal recogida por el alimentador hasta la

sonda o antena. Las guías son conductores especiales utilizadas en la

técnica de la hiperfrecuencias (superiores a 1 GHz), no es adecuado el

empleo de cables coaxiales debido a la elevada atenuación que estos

presentan.

GUIA DE ONDAS

La guías de onda se construyen de:

• Aluminio

• Latón

• Cobre

• Plata

• entre otros

Nota: Las dimensiones dependen de a

frecuencia transmitida.

• Dependiendo de la longitud y de la forma

de la guía no podrá transmitir

determinadas frecuencias, ya que tiene

una frecuencia de corte.

GUÍA DE ONDAS

• Frecuencia de Resonancia:

𝒇𝒓 = 𝟏

𝟐𝝅 ∗ 𝑳𝑪

Disminuye la capacitancia

Disminuye la

Inductividad

Frecuencia de Resonancia:

GUIA DE ONDAS

La dirección del campo eléctrico es

determinante para indicar el sentido de la

polarización .

TE: las líneas del campo eléctrico tienen

un curso transversal respecto de la

dirección de propagación de la onda, por

esto son llamadas TRANSVERSALES

ELÉCTRICAS (fig. c).

TM: las líneas del campo magnético

tienen un curso transversal respecto de la

dirección de propagación de la onda, por

esto son llamadas TRANSVERSALES

MAGNETICAS (fig. b).

Campo Eléctrico

Campo Magnético

TE

TM

Ondas H

Ondas E

• 𝑣 < 𝐶

Donde:

𝑣 = velocidad de grupo o propagación

𝐶 = velocidad de la luz

• 𝜆 = 𝐶

𝑓

Donde:

𝜆 = Longitud de onda

𝑓 = Frecuencia de propagación de la onda

• 𝜆𝐴 > 𝜆

𝜆𝐴 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑏 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 ℎ𝑢𝑒𝑐𝑜

• 𝜆𝐴 = 2𝑏𝜆

(2𝑏)2−𝜆2

• 𝜆 = 2𝑏; 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑜𝑛𝑑𝑎 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎

GUIA DE ONDAS

En la practica se elige el ancho b de

forma que tenga un valor

comprendido entre 0.5 𝜆 y 𝜆.

• La sonda o antena la encargada de transformar las señales electromagnéticas

que a ella llegan en una corriente eléctrica de alta frecuencia.

• La sonda consiste simplemente en un conductor aislado de la guía de ondas por

un dieléctrico. Las corrientes inducidas en la sonda se transportan hasta el

amplificador de bajo ruido mediante un microstrip.

• El microstrip consiste en una línea formada por dos conductores de cobre planos

y paralelos, con sus caras enfrentadas a muy poca distancia y separadas por

una lámina de material dieléctrico, como el teflón. Conduce la señal con pérdidas

mínimas de energía.

SONDAS

SONDAS

Guía de Onda

Microstrip

La finalidad de los polarizadores es separar las emisiones con polaridad vertical

de la horizontal. Los polarizadores se sitúan entre el iluminador y el LNB, en la

polarización circular forman parte del propio alimentador.

Los polarizadores se dividen en; circular y lineal. Y a su vez la polarización lineal

se divide en:

• Polarizador Ortomodo

Recepción simultanea de dos polaridades lineales con una sola antena

parabólica.

• Polarizador discriminador o polarrotor

Esta ideado para instalaciones individuales. Se selecciona la polarización

desde el receptor situado en el interior de la vivienda.

POLARIZADORES

• Recordar:

La polarización de una onda electromagnética esta determinada por la dirección del vector campo eléctrico.

Todos los satélites, con excepción de los DBS, emiten unos canales en

polarización vertical y otros en horizontal.

Frecuencias de emisión y polarizaciones del satélite ASTRA

1A

POLARIZADORES

Acople del polarizador entre un alimentador y un LNB

POLARIZADOR ORTOMODO

En la entrada se obtienen las dos

polarizaciones simultáneamente, y por una

de las salidas se obtiene una polarización

vertical y por la otra se obtiene una

polarización horizontal que van dirigidas al

LNB.

El desacoplamiento entre salidas de este

tipo es mayor a 35 dB. Es decir que en cada

una de las salidas se obtiene la señal de la

otra con un nivel 35 dB más bajo.

Los LNB amplificaran y efectuara n la

conversión de frecuencia correspondiente a

las señales con polarización vertical y

horizontal de acuerdo al caso.

• Permite obtener polarizaciones simultaneas, pero solo sale un tipo de

polarización.

• Este tipo de polarizador solo requiere una LNB haciendo el diseño un poco mas

complejo y susceptible a averías.

• Consiste en un motor que hace girar 90° todo el conjunto de la unidad exterior, o

bien una lámina polarizadora del iluminador que va dispuesta en el interior de la

guía de onda.

POLARIZADOR POLARROTOR

POLARIZADOR POLARROTOR

Esquema general:

• Consiste en un solenoide con núcleo de

ferrita. Cuando por las espiras del

solenoide circula una corriente eléctrica,

la ferrita se magnetiza haciendo girar

90° la polarización de las ondas. Tiene

una gran ventaja y es que no presenta

ningún tipo de avería o de desgaste ni

introduce ruido al sistema.

• Una de sus desventajas es que el

acoplamiento de polarizaciones no es

tan efectivo como la del polarrotor

mecánico.

POLARROTOR MAGNÉTICO

• Consiste en una lamina de material aislante (normalmente teflón), que esta

situada en el interior de la guía de ondas. Esta lamina produce un desfase entre

el campo eléctrico y magnético de las ondas, cambiando con ello el sentido de la

polarización. Produce ruidos en radio frecuencia y esta expuesto a averías.

POLARROTOR MECÁNICO

• En la recepción de señales de satélites DBS, con polarización circular es indistinta la posición que tome el

iluminador con respecto a la antena parabólica.

• Para las señales polarizadas circularmente (tanto a derecha como a izquierda), la discriminación se efectúa

por medio de una lamina de material aislante ubicada en el alimentador.

POLARIZADOR CIRCULAR

• El LNB o bloque de bajo ruido consiste en un circuito electrónico, encerrado en

una caja herméticamente estanca, en este se ejecuta la amplificación y la

conversión a una frecuencia mas baja de las decibeles señaladas captadas por el

reflector parabólico.

Las partes constituyentes en un LNB son:

– El preamplificador de bajo ruido o LNA.

– El filtro de frecuencia imagen.

– El conversor formado, como cualquier otro circuito electrónico de esta clase

por una etapa mescladora y un oscilador local.

– El amplificador de FI.

EL LNB (LOW NOISE BLOCK)

• LNA (amplificador de bajo ruido)

– Su función es amplificar la señal débil de radiofrecuencia captada por la

sonda. Determina en gran medida, el nivel de ruido del convertidor.

– La ganancia total en un amplificador de etapas esta determinada por:

𝐺𝑇 = 𝐺1 ∗ 𝐺2 ∗ 𝐺3

El ruido total del LNB 𝐹𝐿𝑁𝐵 se determina mediante la formula:

𝐹𝐿𝑁𝐵 = 𝐹𝐿𝑁𝐴 + 𝐹𝑀 − 1

𝐺𝐿𝑁𝐴 +

𝐹𝐹𝐼 − 1

𝐺𝐿𝑁𝐴 . 𝐺𝑀


• Existen frecuencias portadoras de señales indeseadas capaces de producir la FI al mezclarse con el oscilador local. Estas frecuencias se denominan imagen y designan la simetría de las frecuencias de señal e imagen con respecto a la

frecuencia del oscilador local o la frecuencia intermedia.

• Ejemplo: en unas emisiones DBS, que cubren la gama de frecuencias comprendidas entre 11750 y 12500 GHz, el oscilador local (𝑓𝑂𝐿) utilizado es de 10,75 GHz, lo cual origina una FI cuyo valor cubre la banda comprendida entre:

𝑓𝐹𝐼𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 = 𝑓𝐷𝐵𝑆𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 − 𝑓𝑂𝐿 = 12500 𝐺𝐻𝑧 − 10,75 𝐺𝐻𝑧 = 1,75 𝐺𝐻𝑧

𝑓𝐹𝐼𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 = 𝑓𝐷𝐵𝑆𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 − 𝑓𝑂𝐿 = 11750 𝐺𝐻𝑧 − 10,75 𝐺𝐻𝑧 = 1 𝐺𝐻𝑧

FILTRO DE FRECUENCIA IMAGEN

• Pero las frecuencias imagen de esta banda DBS, es decir, la frecuencia

comprendida entre 9 y 9.75 GHz también originan las mismas frecuencias

intermedias al mezclarse con la del oscilador local de 10,75 GHz.

𝑓𝐹𝐼𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 = 𝑓𝑂𝐿 − 𝑓𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 = 10,75 𝐺𝐻𝑧 − 9 𝐺𝐻𝑧 = 1,75 𝐺𝐻𝑧

𝑓𝐹𝐼𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 = 𝑓𝑂𝐿 − 𝑓𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 = 10,75 𝐺𝐻𝑧 − 9,75 𝐺𝐻𝑧 = 1 𝐺𝐻𝑧

• Para evitar interferencias entre las bandas DBS y su imagen de 9 a 9,75 GHz, es

importante eliminar estas ultimas frecuencias mediante un filtro de frecuencia

imagen. Este filtro se ubica antes del conversor, con el fin de que a la entrada de

este ultimo solo se encuentren las frecuencias de la banda DBS.

FILTRO DE FRECUENCIA IMAGEN

Convierte la frecuencia captada por la antena en una frecuencia de valor más bajo, comprendida entre 950 y 1750 MHz (FI). Es necesario para transportar la señal mediante cable coaxial hacia la unidad interior.

El circuito está formado por un oscilador local y una etapa mezcladora. A la etapa mezcladora llegan frecuencias comprendidas entre 10950 y 12950 GHz que son las frecuencias de transmisión de los satélites en banda Ku.

Las frecuencias de la banda sintonizada se mezclan con la del oscilador local de valor muy estable dando como resultado una frecuencia intermedia FI cuyo valor es resultado de la diferencia entre ambas frecuencias.

CONVERSOR

• Esta es la última etapa de la unidad exterior, este amplifica la FI obtenida a la

salida del conversor, ya que el nivel de ésta es muy bajo.

• Para esta etapa se hace uso de transistores bipolares dado que las

frecuencias son muy bajas. Las ganancias de los amplificadores oscilan entre

30 y 40 decibeles.

• El factor de ruido del amplificador de FI suele ser menor de 2 decibeles, y este

valor tiene poca influencia en el factor de ruido total del LNB.

AMPLIFICADOR DE FI

El cable transporta la señal FI obtenida a la salida del LNB hacia la unidad interior.

Es importante que la atenuación que presenta el cable al paso de la señal FI sea

muy baja ya que de lo contrario se puede obtener una señal con nivel insuficiente a

la entrada de la unidad interior.

Nota: Debido a que la atenuación aumenta a medida que se incrementa la

frecuencia de la señal transportada, no todos los cables son aptos para

instalaciones de antenas parabólicas.

CABLES COAXIALES

Características de los cables coaxiales

• Los cables coaxiales se fabrican en una amplia gama de diámetros de alma tipo

dieléctrico, cobertura de pantalla y tipo de cubierta.

• El dieléctrico o material aislante que separa el alma de la cubierta puede ser

convencional, de espuma de polietileno, de polipropileno o de aire, o con

dieléctrico en forme de hélice.

CABLES COAXIALES

Características de los cables coaxiales

La pantalla se compone de una o dos

capas de malla enrollada sobre el

dieléctrico. Las mallas tienen por

finalidad reducir las radiaciones

perturbadoras y las perdidas además

evita que en el alma se introduzcan

señales parásitas del exterior. El

material de fabricación es aluminio o

cobre.

• La relación de ondas estacionarias (R.O.E.) es 1 cuando la adaptación

de la impedancia del cable con la salida de la unidad exterior y entrada

de la interior es óptima y además no aparecen reflexiones.

Pérdidas de transmisión según R.O.E.

Nota:

Los cables coaxiales con dieléctrico de

espuma no son tan estables como los

convencionales. cuando los cables se

doblan mucho puede producirse una

degradación. Normalmente se

recomienda un radio de curvatura

mínimo de 5 veces el diámetro del

cable.

• Una mala elección del cable o descuido en su correcta

instalación producirá pérdidas de potencia y desadaptaciones de

impedancia lo cual es un nivel menor de señal en la toma del

usuario.

Consejos para la correcta instalación de una línea de distribución de

radio y televisión:

Se emplearan cables coaxiales con dieléctrico de espuma y

doble cubierta con cobertura del 100%.

La impedancia normalmente debe ser de 75 Ω.

Deben elegirse atenuaciones bajas debido las frecuencias

altas como la FI o cuando la línea es excesivamente larga.

Se recomienda 0.25dB/m como máximo.

INSTALACIÓN DE LOS CABLES COAXIALES

Las líneas de transmisión coaxiales nunca deben estar cerca de líneas

eléctricas, conductos de calefacción, chimeneas, dado que no soportan

temperaturas mayores a 85°C.

Hay que tener presente que el cable debe tener constante su diámetro para

evitar variaciones de impedancia. Además en instalaciones para interiores se

deben utilizar grapas especiales de plástico.

En instalaciones de exteriores, la fijación sobre la pared se debe hacer con

clavos especiales dotados de tapones de plástico en búsqueda de no

estrangular el cable. (las fijaciones óptimas son de 50cm).


El paso por rebordes de tejados y azoteas, se hace efectuando un bucle en

el cable, de forma que no roce.

Si el cable ha de pasar de una pared a otra por el aire, debe colgarse de un

cable metálico resistente a los agentes atmosféricos.

El paso del cable del exterior a un interior se realiza efectuando un orificio en

la pared del diámetro adecuado, con una ligera inclinación hacia el exterior,

esto evitando la entrada de agua lluvia.


Si el cable ha de pasar por una ventana, debe hacerse un agujero en el marco

y nunca en los bordes de la ventana.

En instalaciones bajo tubo de protección, este debe ser tipo PVC con diámetro

interior de 16mm.

En los cambios de dirección, las curvas deben ser suaves, de un radio de 5cm,

mínimo.

En instalaciones enterradas (bajo tierra) se debe proteger el cable con tubo

rígido para evitar su deterioro por apelmazamiento del terreno con el tiempo y

las cargas. Para esto se utiliza el tubo de uralita enterrado entre 30 y 50cm

sobre un lecho de arena para evitar flexiones.


Los conectores utilizados en las instalaciones receptoras de televisión vía satélite

son los BCN, los F, y los RCA.

Los conectores BCN, o de cierre de Bayoneta se utiliza en el procesador de vídeo

de la unida interior.

El conector tipo F se utiliza en a salida de la unidad exterior y entrada de la

interior, repartidores, distribuidores, etc.

Los conectores RCA, o conectores americanos, son conectores de cierre por

presión. Se utilizan en la mayoría de las unidades interiores, en las etapas de

salida de señales de audio y vídeo.

CONECTORES

CAPITULO IV

UNIDAD INTERIOR

FREDY ALEXANDER CASTILLO HUERTAS

MARCO FERNANDO TRIANA LOPEZ

INTRODUCCION

• En esta parte se estudiara las unidades interiores para la recepción de las señales de televisión vía satélite.

• Se estudiara tanto las unidades interiores para instalación individual como las colectivas, con sus parámetros principales y formas de conectarlas.

FUNCIONAMIENTO DE UNA UNIDAD INTERIOR

• Como la señal obtenida a la salida de la unidad exterior es una FI cuyo ancho de banda esta comprendido entre 950 y 1.750 MHz con tendencia a un ancho de banda entre 950 y 2.050 MHz.

• En este ancho de banda están presentes todos los canales del satélite sintonizado. Así, por si se sintoniza el satélite Astra 1 B, cuyas frecuencias de emisión cubren el ancho de banda comprendido entre 11.464 y 11.686 GHz. Dentro de este ancho de banda están los 16 canales de televisión que emite a través de este satélite .

• Los 16 canales de este satélite, después de su paso por la unidad exterior, cambian sus frecuencias portadoras y pasan a ser las que se indican en la ultima columna de la tabla y poseen un ancho de banda de 27 MHz cada uno de ellos. El hecho de que sea posible este ancho de banda se debe a que las polarizaciones de los canales están alternadas(vertical y horizontal) y a que, por lo tanto, canales contiguos no se influye, aunque solo existan 15 MHz entre ellos.

• Lo que se obtiene ala salida de la unidad exterior son 16 canales de televisión, los cuales poseen unas frecuencias portadoras mas elevadas que las que puede sincronizar un televisor normal en las bandas VHF y UHF en la practica son mas canales.

• Por tanto, que se necesita un circuito electrónico que convierta estas frecuencias en otra de UHF sintonizable por el receptor de televisión . Este circuito es lo que se denomina unidad interior para recepción de señales vía satélite.

Funcionamiento de una unidad interior.

• El esquema de bloques de un receptor típico para la recepción de este tipo de emisión.

• La primera operación es amplificar la señal de FI procedente de la unidad exterior.

• A continuación la FI pasan por un filtro pasa banda. Este elimina todas las señales de frecuencias superiores a 1.750 o 2.050 MHz.

• El siguiente paso consiste en la obtencion de una segunda FI y, al mismo tiempo, la sintonización del canal de television que deseamos captar. Por ello se dispone un conversor formado por un mezclador y un oscilador local de frecuencia variable.

• Para tener un frecuencia FI fija el oscilador local debe generar una frecuencia de:

Canal 24: 𝑓𝑜𝐿 = 𝑓24 − 𝑓2𝐹𝐼 = 11.568 𝑀𝐻𝑧 − 479.5𝑀𝐻𝑧 = 11.088.5𝑀𝐻𝑍

Canal 30: 𝑓𝑜𝐿 = 𝑓30 − 𝑓2𝐹𝐼 = 11.656 𝑀𝐻𝑧 − 479.5𝑀𝐻𝑧 = 11.176.5𝑀𝐻𝑍

• Cuando cambiamos de canal, lo que hacemos es modificar la frecuencia del oscilador local, la cual, al mezclarse con todas las frecuencias de la FI procedentes de la unidad exterior, da origen a toda una gama de frecuencias (una para cada canal), de las cuales solo nos interesa la de 479.5 MHz.

• Se pasa ahora a una amplificación de la segunda FI, que nos permita una demodulación cómoda de las señales de video y audio en la demodulación que les sigue.

• En el demodulador obtenemos las señales de video y audio del canal sintonizado. Estas dos señales ya pueden aplicarse a un receptor de television mediante un euro conector, ganado con ello en calidad de recepción.

• También se puede sin euro conector y la forma es que la salida del demodulador es dirigida a un modulador. En este circuito se modula una portadora de radiofrecuencia de cualquier canal libre de VHF y UHF, con las señales de audio y video, exactamente igual que en una emisora de television.

• En la practica , la unidad interior es algo mas complejo, ya que lo mas usual es que lleve otros circuitos, como memorias de canal, adaptadores para cambiar las señales de la norma MAC en PAL para televisores antiguos, control mediante mando a distancia, sonido estéreo, etc.

Tipos de unidades interiores

• La unidad interior de una instalación de antena parabólica puede ser individual o colectiva, existiendo notables diferencias entre ellas no solo en el aspecto interno.

• El nivel de señal de entrada de la unidad interior, para que funcione correctamente , suele estar comprendida entre -60 y -20dBm.

• El nivel de la señal a su salida (canal de UHF) es del orden de 75 dBuV para unidades interiores individuales y de 60 a 120 dBuV en unidades interiores para instalaciones colectivas.

• Las principales diferencias entre las unidades internas individuales y colectivas pueden resumirse en las siguientes:

1. La unidad interior individual permite la sintonía de

todos los canales de televison via satelite uno de los cuales queda sintonizado y aplicado al receptor de television. En las unidades interiores para instalaciones colectivas deberá disponer una unidad para cada canal, pues lo normal es que no todos los usuarios sintonicen los mismos canales. La complejidad por tanto es mucho mayor.

2. La unidad interior individual permite el gobierno del polarrotor de la unidad exterior, cosa que no es posible en instalaciones colectivas ya que las señales tanto de polarización vertical como horizontal lo cual se consigue mediante un ortomodo.

• Las antenas parabolicas individuales permiten la utilizacion de un actuador que modifique la orientacion de la antena hacia cualquier satelite que este en su visual , lo cual no es posible en las instalaciones colectivas por el conflicto que ello provocaria en la comunidad. Por tanto, las unidades interiores individuales pueden gobernar un actuador, mientras que las colectivas no.

Unidad interior

• En las unidades interiores individuales el usuario puede programar mediante un mando a distancia un gran numero de canales, sintonizando la portadora de audio y video por separado.

• Desde la unidad interior individual se envia al polarrotor impulsos que modifiquen su posición según la polaridad de la señal del canal sintonizado.

• Otra función que puede llevar a cabo la unidad interior es la opción de gobierno del actuador de la antena parabólica, de forma que esta se pueda orientar hacia cualquier satélite geoestacionario.

• Entrada de señal de antena.

• Entrada de señal procedente de la unidad exterior.

• Conexión al actudor. • Conexión del

polarrotor. • Ajuste de la frecuencia

portadora generada en al unidad interior.

• Conector de salida con el televisor, mediante cable coaxial.

• Conexión a euroconectores.

• UNIDADES INTERIORES PARA INSTALACIONES COLECTIVAS

En las instalaciones colectivas existen dos sistemas básicos de distribuir la señal a los usuarios:

a) Distribucion por procesado de canales.

b) Distribucion en FI.

A su vez la distribucion en FI se subdivide en:

a) Distirbucion en FI con dos bajantes.

b) Distribucion en FI con un bajante.

Unidad interior por procesado de canales

• Una distribucion por procesado de canales de VHF o UHF se compone de los siguientes elementos:

- Repartidor.

- Conjunto de unidades interiores.

- Fuente de alimentación.

- Amplificadores de canal.

• Repartidores. Obtienen varias ramificaciones hacia varias unidades interiores. Los hay pasivos y activos, estos últimos incorporan un amplificador de banda ancha.

• Unidades interiores. Son unidades formadas por un demodulador, una etapa de procesado de audio y video y un modulador de radiofrecuencia. Estas unidades seleccionan un canal de entre todos de la FI, los tratan y devuelven en un canal de VHF o UHF.

• Unidad amplificadora. Amplifican la señal recibida desde las unidades interiores y adaptarla a los niveles de distribución de MATV.

• Fuente de alimentación. Se encarga de proporcionar energía suficiente a todo el conjunto

Unidad interior para distribución por procesado de canales

• En la parte frontal se distinguen: 1. Tres conmutadores de diez posiciones,

numerados de 0 a 9 para la selección del canal de entrada.

2. Tres conmutadores, también de diez posiciones, para la selección de la subportadora de audio.

3. Dos conmutadores, igualmente de diez posiciones para la selección del canal de salida.

Para la selección de los canales se aplica la siguiente formula:

fFI = fCANAL - fOL

Sistema de distribución por procesado de canales, amplificadores monocanales y repartidor

• la salida de radiofrecuencia de las unidades interiores suelen tener un nivel comprendido entre 70 y 80 dBuV. Ya que hay muchas conexiones dispositivos y por tanto existe una atenuación por encima de 30 dB.

Sistema de distribución por procesado de canales amplificadores monocanales y doble repartidor

• En esta tenemos dos repartidores para dos tipos de señales las horizontales y las verticales y en cada repartidor se conecta tres unidades interiores mas.

LAMINA 4.8 Sistema de Distribución Por

Procesado de Canales, Amplificadores Monocables y

sin Repartidor.

En la figura 4.8 se representa un esquema de un sistema de distribución por procesado de canales, en el cual no se utiliza repartidor.

• La antena parabólica del tipo offset, se conecta a la entrada de la primera unidad interior.

• La salida del conjunto de unidades interiores, que se dispondrá de mayor a menor a menor canal a partir de la fuente de alimentación y la salida de radiofrecuencia de la fuente de alimentación.

Frecuencia Portadora de Video: 767, 25

Mhz. Frecuencia Portadora de Audio: 772,75

Mhz. El amplificador mono canal esta

sintonizado a estas mismas frecuencias, es decir, en el canal 58.

Lo mas conveniente es utilizar unidades interiores que permitan modular señales en las bandas I y III de VHF.

Distribución en VHF

Las emisiones de televisión terrestre deberán desaparecer dentro de poco de esta banda, con lo cual se evita totalmente el problema de interferencias.

El limitado número de canales con que se cuenta en las bandas I y III de VHF. Dicho número se ve limitado a 12.

Se pueden utilizar los moduladores de la unidad (S1 a S20) de las bandas BS baja y BS alta, llegando hasta 20 canales para mejorar en cierta medida esta desventaja.

De Canal Adyacente

Esta ocupando el canal 27 de UHF

No se podrá disponer de una unidad interior ni amplificador monocanal del sistema de recepción por satélite ni en el canal 26 ni en el 28, ni tampoco se podrán utilizar unidades interiores que modulen dos canales de satélite en canales adyacentes.


Procesado de Canales, Amplificadores Monocables y sin

Repartidor.

En la lamina 4.9 se muestra un sistema que utiliza un amplificador de banda ancha para amplificación simultanea de los cinco canales de televisión vía satélite proporcionados por las cinco unidades interiores. Para que este equipo funcione correctamente se deben tener en cuenta los siguientes ITEMS 1. Las unidades interiores deberán proporcionar a la red señales moduladas en

canales que no interfieran en los canales terrestres inexistentes. 2. El nivel de salida del amplificador de banda ancha se ajusta a un nivel de 114

dBµV. 3. El nivel de salida de los amplificadores monocanales de televisión terrestre no

deberá ser inferior al de la salida del amplificador de banda ancha, es decir, no deberá ser inferior a 114 dBµV, pues en caso contrario podrían producirse interferencias en los canales terrestres.


Procesado de Canales, Amplificador De Banda Ancha y sin Repartidor.

Para finalizar el estudio de los sistemas de distribución por procesado de canales. En la ilustración se observa un sistema compuesto por 10 unidades interiores, cinco de las cuales procesan cinco canales de satélite. Se observa que cada grupo de unidades interiores utiliza su propia fuente de alimentación. Otro detalle importante es la presencia de un par de combinadores, cuya finalidad es mezclar las señales de todos los canales de ambos grupos de unidades interiores. La salida del primer combinador se aplica a una de las entradas del segundo. Finalmente, un amplificador de banda ancha recibe las señales . Por tanto a la salida del amplificador de banda ancha encontraremos todos los canales, tanto de satélite como terrestre.

LAMINA 4.11 Elementos Para Distribución En FI

(Una Polaridad)

En la distribución en FI son múltiples las configuraciones que se pueden realizar.

En la lamina 4.11 se observan los elementos necesarios para una distribución FI de una polaridad, todos ellos de la firma TELEVÉS, y que son los siguientes: -Amplificador de FI (Fig.a). -Repartidores (Fig. b). - Amplificadores de línea (Fig.c.). -Combinador (Fig.d). - Derivadores (Fig.e).

LAMINA 4.12 Elementos Para Distribución En FI

(Dos Polaridades)

En las instalaciones preparadas para la recepción de las dos polaridades (vertical y horizontal), se precisa la siguiente relación de elementos: - Amplificadores de FI (véase figura a de la lámina anterior). -Repartidores conmutables H/V (Fig.a). - Conmutadores H/V (Fig.b). -Repartidores Pasivos FI (Fig.c). -Inyectores de Corriente (Fig.d).

Amplificador De FI

Los amplificadores se insertan en serie en la línea de distribución de FI, con la finalidad de aumentar el nivel de las señales procedentes de la unidad exterior.. Deben estar diseñados para la amplificación de la FI de 950 a 1.750 MHz o 2.050 MHz.

Repartidor Como su nombre lo indica este elemento tiene por finalidad obtener dos o mas ramificaciones a partir de una única línea. En el comercio existe un tipo de repartidor activo, para FI, que esta dotado de un amplificador ecualizado para compensar las perdidas en el cable coaxial que une la unidad exterior con la entrada del repartidor. (Figura b Lamina 4.11)

Amplificador de Línea Cuando la línea de distribución es excesivamente larga y provoca una gran atenuación de las señales, es preciso amplificar la señal de FI en los puntos mas desfavorables de la instalación, esto se consigue mediante amplificadores de línea como el mostrado en la figura c de la lamina 4.11.

Combinador El combinador (Fig.d de la lámina 4.11) es un mezclador-repartidor que se utiliza en pequeñas instalaciones en las que ya existe televisión terrestre.

Derivador Los derivadores cumplen las mismas funciones que los utilizados en las instalaciones terrestres, es decir, permitir el paso de las señales hacia las plantas inferiores al lugar donde se instalen y derivar las señales hacia las tomas de la misma planta.

Repartidor Conmutable H/V A este elemento (Fig.a de la lámina 4.12) se aplican las señales con polaridad horizontal y vertical procedentes de las correspondientes unidades exteriores de la antena parabólica.

Conmutadores H/V El conmutador H/V de la figura b de la lamina 4.12 recibe las señales de las dos unidades exteriores (una para las señales con polaridad horizontal y otra para las señales con polaridad vertical) posee por lo tanto dos entradas.

Repartidores Pasivos FI Cumplen la misma función que los repartidores activos de FI con la diferencia de que no proporcionan ninguna ganancia ni ecualizan.

Inyectores De Corriente Los inyectores tienen por finalidad, junto con una fuente de alimentación, proporcionar la corriente necesaria para el correcto funcionamiento de las unidades exteriores.

Tomas De Usuario Existen dos tipos de tomas de usuario: las destinadas a receptores de televisión, que incorporan la unidad interior del satélite, y las que separan la señal de TV terrestre de la de satélite.

LAMINA 4.13 Sistema De Distribución En FI. Una Sola Polaridad. Sin Canales de TV

Terrestre

El esquema de la presente lámina corresponde a un sistema de distribución colectiva en FI de televisión vía satélite, sin canales de televisión terrestre.

LAMINA 4.14 Sistema De Distribución En FI. Una Sola Polaridad. Con Canales de TV

Terrestre

El esquema de la presente lámina corresponde a una instalación muy similar a la precedente. La única diferencia consiste en el añadido de un equipo de cabeza para la recepción de señales de canales de televisión terrestre.

LAMINA 4.15 Sistema De Distribución En FI. Una Sola Polaridad. Con Repartidor de

FI

Esta instalación esta ideada para un conjunto de 4 chalés o 4 casas apareadas, cada una de las cuales posee su propia antena de televisión terrestre y comparten una antena parabólica para la recepción de los canales de televisión vía satélite.

LAMINA 4.16 Sistema De Distribución En FI. Dos Polaridades. Con Conmutadores

H/V

Esta instalación permite la recepción de los canales de televisión vía satélite con dos polaridades (vertical y horizontal), así como la de los canales de televisión terrestre. Para lograrlo utilizan dos amplificadores de banda ancha de FI.

LAMINA 4.17 Sistema De Distribución En FI. Dos

Polaridades. Con Repartidores Conmutadores

Se trata de un sistema de distribución en FI de dos polaridades y televisión terrestre para 8 usuarios. La antena parabólica posee doble unidad exterior y, por tanto, dos hajadas, una para las señales con polaridad horizontal, y la otra para la vertical. Estas señales se aplican a las entradas de sendos repartidores de FI, de forma que a la salida de éstos obtenemos cuatro salidas (dos de polaridad horizontal y dos de polaridad vertical)

CAPITULO V. MEDIDORES DE CAMPO Y ANALIZADORES DE

ESPECTRO

Para decidirse sobre la adquisición de uno u otro modelo de aparato debe siempre anteponerse las características técnicas al

precio.

Se deben tener en cuenta no solo las frecuencias del ancho de banda de VHF (Very High Frecuency) y UHF (Ultra High Frecuency) que son las que se tenían en cuenta antes.

Ahora también debemos tener en cuenta el ancho de banda de la FI de satélite que tienen un rango desde los 950 hasta 2050 MHz.

Siendo 27MHz el ancho de banda de los canales de televisión vía satélite, es imprescindible que el medidor de nivel presente este al mismo ancho de banda.

Existen algunos modelos en el cual la indicación de frecuencia se realiza mediante un disco metálico.

Pero se recomienda para evitar errores, que el indicador de frecuencia sea digital, mediante displays LED o mediante displays LCD.

Es importante que la unidad exterior de la antena parabólica pueda ser alimentada a través del mismo cable coaxial que la conecta al medidor. Con ello evitamos tener que recurrir a una fuente de alimentación exterior.

Es importante que el medidor de nivel proporcione diversas tensiones de alimentación de la unidad exterior, una buena opción es la de alimenta la unidad exterior desde la unidad interior a través del medidor de señal, con lo cual no cabe preocuparse por esta cuestión.

• Niveles muy aceptables desde 20dBµ V hasta 130 dBµ V para señales terrestres.

• Niveles muy aceptables desde 40dBµ V a 120 dBµ V para señales satelitales.

La lectura de nivel puede ser:

Análogo GALVANÓMETRO

Digital Displays LED o LCD.

• En los medidores de campo, el error de medida se suele indicar en decibelios.

• Se puede establecer un error de medida que no supere los ± 3 dB.

Un medidor de campo no muchas veces se encuentra en un medio donde disponga de una toma corriente para su alimentación.

Por ello es indispensable que posea su propia fuente de alimentación, si es posible mediante acumuladores recargables.

Se tiene como ejemplo el medidor de campo – analizador de espectro modelo MC-944 de la firma PORMAS, I.E.

1. Conector BNC de entrada de señal de video exterior. 2. Control de brillo del tubo de rayos catódicos. 3. Control de contraste del tubo de rayos catódicos. 4. Control del volumen. 5. SPAN. 6. Conector BNC de salida de radiofrecuencia hacia unidad interior. 7. Conector BNC de salida de radiofrecuencia hacia unidad exterior. 8. Indicador de luminosidad. 9. Control de sintonía. 10. Indicador luminoso. 11. Indicador luminoso FM estéreo. 12. Indicador luminoso cuando f = 60HZ.

13. Indicador luminoso cuando se aplica señal de video. 14. Display de cristal líquido alfanumérico. 15. Teclado de selección de funciones. 16. Tubo de rayos catódicos monocromo de 5.5 pulgadas.

Tv convencional Zoom

Tv + Nivel de la señal Tv+Nivel de señal+impulso de sincronismo de línea

• Las opciones dependen de la barra escogida y del estándar seleccionado:

Portadora de sonido 4.5MHz por encima de la portadora de video.



Portadora de sonido 6MHz por encima de la portadora de video.



Seleccionada la segunda portadora en emisión dual o estéreo a 5,54MHz de la portadora de video.

TUNE: Permite sintonizar manualmente la portadora de audio (4 a 9 MHz).

AM, FM

• Se selecciona la banda de radiofrecuencia según el siguiente orden:

VLO: VHF baja. De 48 a 169MHz

VHI: VHF alta. De 175 a 448 MHz

SAT: TV satelite. De 950 a 2050MHz

IF: Frecuencia intermedia de 38,9MHz

FM: Banda II de VHF. De 87 a 109MHz

• Para la búsqueda automática de emisoras.

El rastreo se inicia a partir de la frecuencia o canal actual.

Canal Se detiene 51,2dBuV o cuando alcanza el ultimo canal de la banda seleccionada.

Frecuencia El rastreo se detiene cuando la cantidad de la señal es suficiente, al final de la banda seleccionada o al pulsar cualquier tecla.

El rastreo no actúa en FM ni SAT, solo aplica

en modo frecuencia.

• 7- Presenta la tensión y corriente real que se esta suministrando al LNB o al amplificador exterior

• 8- Se selecciona la tensión del LNB o el amplificador exterior:

Para tv terrestre: 13V, 15V, 18V y 24V.

Para tv satelital: 13V, 15V y 18V.

• 9- Selecciona la información de teletexto (para optimización de las instalaciones de antenas ya que cualquier interferencia o recepción a través de haces indirectos genera errores en la información)

• dB/V UNITS: Tecla para seleccionar las unidades de medida del nivel de señal.

• ATT: Tecla para seleccionar la atenuación en la entrada de radiofrecuencia.

• STO: Almacenamiento de una configuración en la memoria del aparato.

• RCL: Tecla para la recuperación de una configuración almacenada den la memoria.

• FREQ CHAN: Se conmuta la indicación del display entre canal o frecuencia.

• Conector macho de la tensión de alimentación, con clavija de puesta a tierra. Se le pueden aplicar tensiones de 95 y 250V y frecuencias de 50 ó 60 Hz.

• Conector tipo BNC de salida de FI a 38.9MHz.

• Conectar tipo BNC de salida de la señal de la señal de salida de video.

• Salida de la señal de salida de la señal de satélite en banda base

• Conector hembra tipo jack

• Conector RS-232C

• Euroconector

• Alojamiento del fisible de protección de red

• Pulsador de RESET

El display alfanumérico LCD comprende dos líneas de 16 caracteres cada una.

La información principal que brinda esta consta de:

A. Nivel de la señal de entrada. B. Frecuencia o canal sintonizado.

Segunda línea C. Banda de radiofrecuencia con la

que se trabaja. D. Nombre asignado a la memoria

de configuración. E. Tensión de alimentación del LNB

o unidad exterior. F. Frecuencia de la portadora del

audio seleccionada o tipo de sonido.

Al pulsar la tecla 23 (FUNCT/0) se conmuta el teclado de forma que las sucesivas pulsaciones se interpretan según el valor numérico asociado a la tecla.

Esto permite seleccionar el estándar de televisión, el ancho de banda de sonido, conocer la versión del software, etc.

N.° FUNCIÓN VALORES SELECCIONABLES CON LA TECLA TUNE/SELECT (9)

00 STD TV TERRESTRE B/G – D/K – I – L – M – N

01 MODE Modo remoto

02 VERSIÓN SOFTWARE Indicación de la versión.

03 CH SET TERRESTRE OIRT – CCIR – STDL – FC

04 TUNE BW Ancho de banda de sonido.

05 VIDEO TV SATÉLITE Polaridad de la señal de video.

06 BEEP Activación/desactivación de los indicadores sonoros.

07 F SAT Frecuencia de cuadro de las memorias a imprimir

08 SEL. MEN. Establece las memorias a imprimir.

09 IMPRIMIR Imprime las memorias seleccionadas.

Se pulsa la tecla FUNCT y, a continuación dos veces la tecla numérica 0. Girando el selector rotativo TUNE/SELECT irán apareciendo en la segunda línea del LCD , de forma sucesiva, los diversos estándares de televisión terrestre. Cuando aparezca el que nos interesa, se oprime la tecla FUNCT para que quede seleccionado.

Se pulsa la tecla FUNCT y, a continuación las teclas numéricas 0 y 1, el aparato queda en disposición de ser controlado por un ordenador personal a través del conector RS-232C.

Las funciones son exclusivas del fabricante.

Para salir de este modo remoto bastará con pulsar nuevamente la tecla FUNCT.

Pulsando la tecla FUNCT y luego las teclas 0 y 2 aparecerá en el display (14) del medidor de campo la versión del software que controla el aparato.

Pulsando la tecla FUNCT y luego las teclas 0 y 3 y finalmente actúa sobre el selector rotativo TUNE/SELECT irán apareciendo los diferentes sistemas de televisión (CCIR, OIRT, FCC y STDL) . Al aparecer el deseado se pulsa la tecla FUNCT para que quede seleccionado.

Pulsando la tecla FUNCT/0 y luego las teclas 0 y 4 actúa sobre el selector rotativo TUNE/SELECT entre banda estrecha “BROAD”, que es de 150 kHz y la ancha de 280 kHz, su aplicación principal en TV satelital.

Pulsando la tecla FUNCT/0 y luego las teclas 0 y 5 actúa sobre el selector rotativo TUNE/SELECT podemos escoger la polaridad deseada oprimiendo nuevamente la techa FUNCT/0. Esta función afecta la recepción de señales de televisión vía satelital.

Pulsando la tecla FUNCT/0 y luego las teclas 0 y 6, entramos en la función de activación y desactivación del sonido, se registra activando el selector rotativo TUNE/SELECT y según lo deseado se pulsa la tecla FUNCT/0 nuevamente para activar la función deseada.

Pulsando la tecla FUNCT/0 y luego las teclas 0 y 7 actúa sobre el selector rotativo TUNE/SELECT podemos escoger entre 50 y 60 Hz, para que la frecuencia de cuadrado quede activada se pulsa la tecla FUNCT/0

Este aparato es un medidor de nivel de señales de televisión terrestre y de satélite y también es un analizador de espectro.

Para que este trabaje como analizador de espectro se pulsa la tecla SPECT/2.

Se pueden tener dos operaciones posibles:

a. FULL SPAN

b. SPAN

Funcionamiento como analizador de espectro

Espectro de una banda completa de televisión terrestre

Espectro de una banda completa de satélite

Modo espectro

Parámetros almacenados en cada configuración:

1. Nombre del programa

2. Frecuencia o numero de canal

3. Banda de frecuencia

4. Nivel de la señal de entrada cuando se salva la configuración

5. Unidades de medida del nivel

6. Modo de sintonía canal/frecuencia

7. Tipo de sonido y/o frecuencia de la portadora

CAPITULO 6. ORIENTACIÓN DE ANTENAS PARABÓLICAS

INTRODUCCIÓN

En esta parte se abordara la orientación de las antenas parabólicas, tanto de las de tipo elevación-acimut como de las polares. Antes de entrar en materia de estudio recordemos que es imprescindible que desde el punto donde se instale la antena se vea el satélite, es decir, que entre esta área y el satélite no exista obstáculo alguno, como paredes, arboles, montañas, etc. Asimismo, el mástil de la antena debe estar perfectamente vertical sobre el terreno, ya que cualquier inclinación, por pequeña que sea, modificara su ángulo de orientación hacia el espacio.

6.1 ELEVACIÓN Y ACIMUT

• La elevación y el acimut son las coordenadas utilizadas para localizar un satélite.

www.puntodepartida.com

COORDENADAS GEOGRÁFICAS

El ecuador divide la tierra en el hemisferio norte y el hemisferio sur, y el meridiano de Greenwich divide la tierra en Este y Oeste

La elevación es el ángulo al que hay que elevar la antena desde el horizonte para localizar el satélite en cuestión (90º en el ecuador). El azimut es el ángulo horizontal al que hay que girar el eje de la antena, desde el polo norte geográfico terrestre hasta encontrar el satélite. www.puntodepartida.com

Localizar el satélite • Luego de haber

ubicado la orbita de Clarke, debemos ubicar el satélite que queremos contactar;

www.puntodepartida.com

6.2 MEDIDA DE LA ELEVACIÓN Y DEL ACIMUT.

http://www.promaxelectronics.eu/esp/news/extdnew.php?text=120

MEDIDA DE LA ELEVACIÓN Y DEL ACIMUT.

Se recurre a un listón metálico o de madera con sus caras perfectamente paralelas. Como la aguja del inclino metro siempre señala hacia el suelo, mientras que la graduación es fija, y resulta evidente que al variar mas o menos la parábola (variar su elevación) el inclino metro quedara mas o menos inclinado y su aguja nos señalara el valor del ángulo de inclinación.

DATOS DE PARTIDA EN LA ORIENTACIÓN DE LAS ANTENAS

PARABÓLICAS DE FOCO CENTRADO Necesitamos orientarla en elevación y acimut, por lo tanto debemos conocer el valor de estos dos ángulos, y para determinarlos debemos conocer: • Longitud (Φ𝑇) y latitud (Θ) del lugar donde se instala la

antena. • Longitud (Φ𝑆) del satélite deseado.

A continuación presentaremos una tabla de las longitudes, latitudes, y declinación magnética de las principales capitales Españolas.

CAPITAL Longitud (ΦT) latitud (Θ) Declinación magnética

Alicante 0,68° W 38,35° N 3,5°

Albacete 1,85° W 38,98° N 3,5°

Almería 2,45° W 36,83° N 3,5°

Ávila 4,68° W 40,65° N 4,5°

Badajoz 6,97° W 38,87° N 5,5°

Barcelona 2,15° E 41,38° N 2,5°

Bilbao 2,98° W 43,25° N 4,5°

Burgos 3,70° W 42,35° N 4,5°

Cáceres 6,42° W 39,47° N 5,0°

Cádiz 6,27° W 36,48° N 4,5°

Castellón 0,01° W 39,97° N 2,5°

Ciudad Real 3,92° W 38,98° N 4,5°

Córdoba 4,75° W 37,88° N 4,5°

Coruña 8,40° W 43,37° N 6,5°

Cuenca 2,15° W 40,07° N 3,5°

Donostia 2,00° W 43,30° N 3,5°

Gasteiz 2,67° W 42,85° N 3,5°

CAPITAL Longitud (ΦT) latitud (Θ) Declinación magnética

Girona 2,83° E 41,98° N 2,5°

Granada 3,60° W 37,18° N 3,5°

Guadalajara 3,15° W 40,63° N 3,5°

Huesca 0,40° W 42,13° N 2,5°

Iruña/Pamplona 1,67° W 42,82° N 3,5°

Las Palmas 15,42° W 28,12° N 1,5°

León 5,57° W 42,57° N 5,0°

Logroño 2,45° W 42,45° N 3,5°

Lugo 7,55° W 43,02° N 5,5°

Madrid 3,68° W 40,42° N 4,5°

Málaga 4,43° W 36,72° N 4,5°

Murcia 1,13° W 37,98° N 3,5°

Palencia 4,57° W 42,02° N 4,5°

Salamanca 5,68° W 40,97° N 4,5°

Sevilla 5,95° W 37,38° N 4,5°

Valencia 0,38° W 39,48° N 2,5°

Valladolid 4,72° W 41,65° N 4,5°

Zaragoza 0,88° W 41,65° N 3,5°

SATELITES GEOESTACIONARIOS SATELITE Longitud (ΦT)

Astra 1A, 1B, 1C y 1D 19,2° E

Eutelsat 2 F1 13° E



Eutelsat 2 F4 7° E

Hispasat 1A y 1B 30° W

Intelsat K 24,5° W

Intelsat 515 18,5° W

Intelsat 601 27,5° W

Kopernicus 3 23,5° W

Panamsat Pas 1 45° W

TDF 1/2 19° W

Telecom 1C 8° W

Estas longitudes son presentadas por los organismos exploradores, en la tabla se presentan satélites Astra y los Hispasat, por que son los mas populares en España.

CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN DE UNA ANTENA PARABÓLICA CON FOCO

CENTRADO

• Para determinar la elevación primero calculamos la diferencia en grados existente entre la longitud del punto geográfico donde se instala la antena Φ𝑇 y la del satélite; Se denomina ∆Φ y se obtiene así:

∆Φ= (Φ

𝑇) − (Φ𝑆)

EJEMPLO: Si nuestra antena se encuentra situada en Madrid, que según la tabla tenemos Φ𝑇= 3,68° 𝑊 es decir (-3,68°), y tenemos dos satélites diferentes Astra e Hispasat y cuyas longitudes son (19,2° E = +19,2°) y (30° W = -30°) respectivamente. Para el satélite Astra tendremos:

∆Φ= (Φ𝑇

) − Φ𝑆 = −3,68° − +19,2° = −22,88° lo que nos indica un giro de 22,88° hacia el Este de la antena, con respecto al sur geográfico.

Para el satélite Hispasat tendremos:

∆Φ= (Φ𝑇

) − Φ𝑆 = −3,68° − −30° = +26,32° lo que nos indica un giro de 26,32° hacia el Oeste de la antena, con respecto al sur geográfico.

• Ya con estos datos podremos efectuar el cálculo de la elevación [e] de la

antena la cual se determina mediante la siguiente formula:

𝑒 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 cos Θ . cos ∆Φ − 0,15127

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos (cos Θ . cos ∆Φ)]

Ahora calcularemos el ángulos de elevación para nuestro ejemplo.

CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN DE UNA ANTENA PARABÓLICA CON FOCO CENTRADO

• Apuntamiento al satélite Astra: Para este caso sabemos, por el cálculo realizado sabemos que ∆Φ = −22,88° y que la latitud en Madrid según la tabla es de 40,42°, remplazamos para obtener:



𝑒 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 cos 40,42° . cos −22,88° − 0,15127

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos (cos 40,42° . cos −22,88°)]

𝑒 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,7613 𝑋0,9213 − 0,15127

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos( 0,7613 𝑋0,8963)]= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

0,5501,

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos( 0,7014)]

= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,5501,

𝑠𝑒𝑛 45,46°= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

0,5501

0,7128= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,7717 = 37,66°


• Apuntamiento satélite HISPASAT Para este caso sabemos, por el cálculo realizado sabemos que ∆Φ = −22,88° y que la latitud en Madrid según la tabla es de 40,42°, remplazamos para obtener:



𝑒 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 cos 40,42° . cos −26,32° − 0,15127

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos (cos 40,42° . cos −26,32°)]

𝑒 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,7613 𝑋0,8963 − 0,15127

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos( 0,7613 𝑋0,8963)]= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

0,5311,

𝑠𝑒𝑛[𝑎𝑟𝑐 cos( 0,6824)]

= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,5311,

𝑠𝑒𝑛 46,97°= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

0,5311

0,7310= 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,7265 = 36,00°


CÁLCULO DEL ACIMUT DE LA ANTENA

• Para calcular el acimut (a) que debemos tener se emplea la siguiente formula:

𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 𝑡𝑔∆Φ

𝑠𝑒𝑛Θ 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑠𝑢𝑟

𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 𝑡𝑔∆Φ𝑠𝑒𝑛 Θ

+ 180 ° 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑙 𝑛𝑜𝑟𝑡𝑒

CONTINUAREMOS CON NUESTRO EJEMPLO


• Para satélites Astra


𝑠𝑒𝑛 Θ+ 180 ° = 𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

𝑡𝑔(−22,88°)

𝑠𝑒𝑛 40,42°+ 180°

𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 −0,4220

0,6484+ 180 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 − 0,6508 + 180°

= −33,06° + 180° = 146,94°

Estos 146,94°son de acimut negativo, es decir, un giro del refletor de 146,94° hacia el Oeste, a partir del norte. Este giro como se ve no alcanza los 180° del sur, es decir, que la antena quedará orientada hacia el Este.


• Para satélites HISPASAT


𝑠𝑒𝑛 Θ+ 180 ° = 𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔

𝑡𝑔(26,32°)

𝑠𝑒𝑛 40,42°+ 180°

𝑎 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,4947

0,6484+ 180 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑔 0,7630 + 180°

= 37,34° + 180° = 217,34°

Estos 217,34° son de acimut positivo y referidos al norte, puesto que se sobrepasa la orientación Sur de 180° Si se prefiere tomar como referencia el Sur, el giro del reflector será de 37,34° hacia el Oeste.

Ajuste del acimut con declinación magnética

AJUSTE DEL ACIMUT CON DECLINACIÓN MAGNÉTICA

• Continuamos con nuestro ejemplo: Es importante recordar que el valor de la declinación magnética del lugar donde se instala la antena se deberá sumar al acimut obtenido, ya sea por cálculos o por tablas. PARA ASTRA Para Madrid encontramos un declinación magnética de 4,5°:

𝒂 = 𝟏𝟒𝟔, 𝟗𝟒° + 𝟒, 𝟓° = 𝟏𝟓𝟏, 𝟒𝟒° PARA HISPASAT

𝒂 = 𝟐𝟏𝟕, 𝟑𝟒° + 𝟒, 𝟓° = 𝟐𝟐𝟏, 𝟖𝟒°

Una vez orientada la antena con el acimut correcto, se instalan en ella la unidad exterior y el cable coaxial de la salida, a este cable se conectara un medidor de campo o un analizador de espectros y se procederá a mover ligeramente a derecha e izquierda la parábola, hasta obtener el máximo nivel de señal, instante en el cual se fijara definitivamente.

ELEVACIÓN EN ANTENAS (OFFSET)

• Al calcular el ángulo de elevación de una antena offset se debe restar el ángulo obtenido para una antena de foco centrado, el ángulo de corrección (ac), que nos proporciona el fabricante de la antena y que suele estar comprendido entre 20° y 27°.

• CONTINUANDO CON NUESTRO EJEMPLO. Para una antena Offset con un ángulo de corrección de 26,5° situada en Madrid deberá orientarse con una elevación de: Para satélites Astra:

𝑒 = 37,66° − 26,5° = 11,16° Par satélites HISPASAT:

𝑒 = 36,00° − 26,5° = 9,5°

6.4 ORIENTACIÓN DE ANTENAS POLARES

1. El punto de emplazamiento debe estar despejado de obstáculos al sur, dentro de un Angulo comprendido entre 140° y 230° como mínimo.

2. El mástil se fijará sobre terreno o sobre terraza, siguiendo los consejos que al respecto se han expuesto en la parte II del libro.

3. El mástil que soporta la antena debe estar perfectamente vertical, puesto que las consecuencias de la no verticalidad de la antena son mucho mas graves en una antena polar que en una antena fija.

4. Siguiendo las indicaciones del fabricante, se montan la antena y el actuador.

5. Se comprueba el correcto funcionamiento del actuador. Si la antena gira en sentido contrario, se deben invertir los cables del motor, puesto que al ser éste de corriente continua, su sentido de giro depende de la polaridad de la tensión de alimentación.

• Una vez montada la antena tomando las precauciones indicadas, se procede al ajuste del arco polar, que es la parte mas critica de la instalación y de la cual depende de la buena orientación de la antena hacia todos los satélites geoestacionarios “visibles” desde el lugar de montaje.

• El ajuste del arco polar consta de los siguientes pasos:

1. Ajuste de la elevación del eje polar. 2. Ajuste del ángulo de compensación. 3. Orientación del eje polar (Norte-Sur).

AJUSTES 1. AJUSTE DE LA ELEVACION DEL EJE POLAR: La elevación del eje polar será

igual a la latitud o paralelo del lugar donde se instale la antena. Esta medida se efectuara directamente en el eje polar de la antena, y el ajuste se realiza haciendo girar el husillo que para este fin dispone la antena.

2. AJUSTE DEL ANGULO DE COMPENSACIÓN: Es la diferencia entre la elevación del eje polar y la elevación del reflector parabólico cuando ambos se encuentran en la misma dirección. Este Angulo de compensación ira en función de la elevación del eje polar, siendo tanto mayor cuanto mayor sea la latitud del lugar geográfico.

3. ORIENTACIÓN DEL EJE POLAR NORTE-SUR: La orientación del eje polar Norte-Sur se realiza con ayuda de una brújula. Para ello se orienta la antena hacia el sur (180°) mas la declinación magnética del lugar donde se instala. Asi por ejemplo para Barcelona tendríamos:

180° + 2,5° = 182,5° Esto debido a que Barcelona tiene una declinación magnética de 2,5°

Latitud del lugar(°) Ángulo de compensación(°)

0 0

1 0,2

2 0,4

3 0,5

4 0,7

5 0,9

6 1,1

7 1,2

8 1,4

9 1,6

10 1,8

11 1,9

12 2,1

13 2,3

14 2,4


15 2,6

16 2,8

17 3

18 3,1

19 3,3

20 3,4

21 3,6

22 3,8

23 3,9

24 4,1

25 4,2

26 4,3

27 4,5

28 4,7

29 4,8

30 5


31 5,1

32 5,2

33 5,4

34 5,5

35 5,6

36 5,8

37 5,9

38 6

39 6,1

40 6,3

41 6,4

42 6,5

43 6,6

44 6,7

45 6,8


45 6,8

46 6,9

47 7

48 7,1

49 7,2

50 7,3

51 7,4

52 7,5

53 7,6

54 7,6

55 7,7

56 7,7

57 7,8

58 7,8

59 7,9

60 8


• Primero se sintoniza un canal del satélite que se encuentre en el extremo Este del arco. En nuestro caso serán los satélites ASTRA, que se encuentran a 19,2° E. Será por tanto hacia esa posición a donde se debe orientar la antena con el actuador.


En el caso “b.” que el Angulo de elevación de la parábola es muy bajo y el arco se halla por debajo el arco geoestacionario, en este caso la señal es débil como consecuencia de una mala orientación y mejorara si subimos la elevación de la parábola. En el caso “c.” por el contrario, el ángulo de elevación de la parábola es muy alto y la señal será igualmente débil y mejorara bajando la elevación de la parábola.


En el caso “d.” tenemos la orientación del eje polar desplazada hacia el oeste esta señal mejora si elevamos la parábola, para este caso debemos colocar la elevación inicial y girar todo el conjunto hacia la izquierda. En el caso “e.” tenemos el eje desplazado hacia el este y la señal mejora si bajamos la parábola, en este caso debemos girar todo el conjunto hacia la derecha.


Si las señales de este satélite central son pobres, deberá ajustarse el ángulo de compensación; Bajándolo si esta como en la figura f o subiéndolo si se encuentra como el la figura g. hasta que se obtengan las mejores señales.

MANUAL DE ANTENAS PARABOLICAS

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