PARABOLYC
Porque con las antenas parabólicas hemos podido hacer muchas cosas
Características, ganancia, patrón de radiación Fundamentos teóricos relativos a las antenas parabólicas Ancho del haz de media potencia, área eficaz Lóbulos
Principales y secundarios
Y más…
Pastor J. Melendez V. Publicación exclusiva ● Edición gratuita, prohibida su venta
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Fundamentos teóricos
Las antenas son dispositivos que han permitido enviar información desde un punto hasta otro de una manera más fácil que con cables usando las ondas electromagnéticas hacia el espacio libre pudiendo recibir y/o emitir estas ondas. Para que el proceso sea exitoso, es necesario que la información transmitida por una antena, sea percibida por otra antena. Su rango es frecuentemente limitado aunque actualmente una sola antena permite cubrir varios kilómetros. La intención de las antenas es el mismo, emitir y recibir ondas pero su desempeño varía de acuerdo a su forma, tipo y en algunos casos orientación. Las características de las antenas es que dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Cuando las dimensiones de la antena son más pequeñas que la longitud de onda, se denominan elementales, si son de media longitud de onda, resonantes y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda, son directivas. Todas las antenas tienen un patrón de radiación, ganancia y dependiendo del tipo de antena, una eficiencia en algunas ocasiones mejor que otras, aunque también presentan otros parámetros que se explicarán más adelante.. Existe una gran cantidad y diversos tipos de antenas, pero muchas comparten propiedades y características como:
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Patrón de radiación: Es una representación gráfica de la forma en que la antena cubre un área en función de una dirección que involucra coordenadas azimut y elevación.
Aunque el patrón de radiación es una representación del área que cubre una antena, esta no es la única manera en la que pueden transmitir. Según su forma existe una clasificación donde está: •
Antena omnidireccional: Estas antenas radian en un espacio con una potencia uniforme en todas las direcciones
Antenas direccionales Estas antenas son capaces de concentrar la mayor parte de la energía radiada en una dirección aumentando la potencia emitida hacia el receptor o desde la fuente deseada evitando interferencias no deseadas.
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Lóbulos secundarios: Los lóbulos secundarios son aquellos que se producen alrededor del lóbulo principal.
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Antenas isotrópicas: Estas antenas son ideales, y se caracteriza por que radia la misma intensidad en todas las direcciones del espacio. Es utilizada como referencia para definir los parámetros de las antenas reales.
Ancho del haz: El ancho del haz es un parámetro que se puede observar mejor en el patrón de radiación. Se puede definir como el intervalo angular en el que la intensidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima, tomando en cuenta la dirección principal de radiación (lóbulo principal).
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Ganancia: La ganancia se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección a una distancia y la densidad de potencia que radiaría a la misma distancia una antena isotrópica con la misma potencia entregada. Volviendo con el patrón de radiación, este cubre un área que no es perfecta, esta tiene ciertas desviaciones del foco principal y a estas secciones dependiendo del área que cubren, se les llama lóbulo principal o secundario, aunque también están los lóbulos traseros. El lóbulo principal es aquél que cubre el área más extensa y en caso de las antenas direccionales, el que alcanza una mayor longitud. •
Lóbulos principales: Es aquél que cubre el área más extensa y en caso de las antenas direccionales, el que alcanza una mayor longitud.
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Eficiencia: Es la relación entre la potencia radiada y la potencia entregada a la antena. La eficiencia total de una antena, es usada para tomar en cuenta la pérdida en las terminales de entrada y dentro de la estructura de la misma.
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Respuesta en la pรกgina 14
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• Densidad de potencia: Es definida como la potencia por unidad de superficie y se expresa con Watt / obteniéndose a partir de los valores eficaces tanto del campo eléctrico como del campo magnético. Para calcularlo, se usa la expresión:
Donde la relación entre el módulo del campo eléctrico y magnético es la impedancia característica del medio.
• Área eficaz: Cuando una antena se encuentra operando en modo de recepción, esta extrae cierta cantidad de potencia de la onda incidente, por lo que el área eficaz es la relación entre la potencia recibida y la densidad de potencia incidente en una antena.
Descansemos la mente: Adivinanzas
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โ ข Potencia recibida: Al alejarse de la antena transmisora, la onda se esparce sobre una mayor regiรณn en el espacio libre y sufre de atenuaciรณn. La potencia recibida es aquella que realmente llega hasta la antena receptora.
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El yogurt comercial es natilla de yogurt. Tiene almidón y pectina Debido a la gravedad, somos dos centímetros mas altos por la mañana que por la noche Si tus ojos fueran una cámara, esta sería normalmente de unos 576 megapíxeles. Tu pie es exactamente tan largo como la distancia entre tu muñeca y la curva del codo. Si tus ojos fueran una cámara, esta sería normalmente de unos 576 megapíxeles.
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Antenas parabólicas
Las antenas son dispositivos que han permitido enviar información desde un punto hasta otro de una manera más fácil que con cables usando las ondas electromagnéticas hacia el espacio libre pudiendo recibir y/o emitir estas ondas. Para que el proceso sea exitoso, es necesario que la información transmitida por una antena, sea percibida por otra antena. Su rango es frecuentemente limitado aunque actualmente una sola antena permite cubrir varios kilómetros. La intención de las antenas es el mismo, emitir y recibir ondas pero su desempeño varía de acuerdo a su forma, tipo y en algunos casos orientación. Las características de las antenas es que dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Cuando las dimensiones de la antena son más pequeñas que la longitud de onda, se denominan elementales, si son de media longitud de onda, resonantes y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda, son directivas. Todas las antenas tienen un patrón de radiación, ganancia y dependiendo del tipo de antena, una eficiencia en algunas ocasiones mejor que otras, aunque también presentan otros parámetros que se explicarán más adelante.. Existe una gran cantidad y diversos tipos de antenas estando las omnidireccionales, sectoriales, de corneta y también, las antenas parabólicas. Estas últimas son un tipo de antena que se
ha visto muy frecuentemente en algunas zonas. Estas antenas son utilizadas para ciertos tipos de servicio donde generalmente las ondas viajan muchos kilómetros siendo frecuentemente usadas entre la tierra y un satélite espacial. Por su forma, son un tipo de antena capaz de captar ondas enviadas desde muy lejos. Esta antena consta de una superficie paraboloide con un reflector parabólico donde ambos elementos están situados y diseñados para trabajar en conjunto; el plato paraboloide intercepta las señales de radiofrecuencia y refleja las ondas electromagnéticas hacia un dispositivo que recibe el foco de la paraboloide el cual es un detector capaz de interceptar estas ondas y enviárselas a un dispositivo conectado al mismo (receptor).
Es necesario conocer de esta antena: • Patrón de radiación: El patrón de radiación de las antenas parabólicas se puede observar en la siguiente imagen:
Aunque estas antenas suelen usarse con una superficie metálica sólida, una superficie de malla tiene una eficiencia igual a esta pero para ello deberá cumplir con una norma, el ancho de las aberturas debe ser menor a 0,1 de longitud de onda.
Tal y como se puede ver en la imagen anterior, poseen una directividad extremadamente alta y convenientemente, también posee una ganancia extremadamente alta por lo que su uso es para las radios de microondas y enlaces por satélite. La forma paraboloide del plato, hace que constantemente se llame a este tipo de antena como antena parabólica o de plato parabólico. Esta antena parabólica refleja las ondas de microondas irradiadas por un punto focal. Si la energía electromagnética se irradia hacia el reflector parabólico desde el foco, todas las ondas irradiadas viajarán la misma distancia para cuando lleguen a la directriz sin importar desde que punto se han reflejado por lo que todas las ondas que se han irradiado llegarán sin alterar su fase hasta su destino.
Las antenas de malla presentan una ventaja en algunos casos contra las metálicas de superficie sólida y es que las primeras son más fáciles de ajustar, el flujo del viento no les afecta casi y por lo tanto, la estructura en donde están instaladas son mucho más estables.
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Una antena parabólica bajo el modo de recepción se comporta de la misma manera.
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............................................................. • Ganancia: La ganancia en este tipo de antenas suele ser muy alta y depende del plato, la exactitud geométrica del reflector y de la frecuencia de operación.
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Si el diámetro del plato aumenta, la ganancia también, porque se concentra mayor energía en el foco.
Entre los requisitos para una transmisión exitosa, se debe asegurar de que la curva parabólica no presente golpes o abolladuras, ya que esta hará que las señales reflejadas no se desvíen correctamente hacia el foco por lo que disminuirá la energía electromagnética efectiva en el alimentador ya que el punto focal cambiará por delante o detrás de donde debe estar.
Resuelve este Sudoku
Respuesta del sudoku en la pagina 12
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La expresión usada para calcular la ganancia de potencia, es la siguiente:
Donde: G = La ganancia de potencia no expresada en dB n = eficiencia global D = Diámetro del plato L = Longitud de onda de espacio libre.
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Distancia focal: El foco de la antena parabólica es el punto en donde las ondas electromagnéticas son reflejadas por el plato paraboloide. La distancia focal, es la distancia a este punto, donde generalmente se coloca el LNB para que reciba la señal. A que hay dos configuraciones para las antenas parabólicas, cada una tiene su propia fórmula con la cual se puede calcular desde el punto más profundo del plato o bien, en el centro de este. Para las antenas de foco central, se aplica la siguiente expresión:
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Métodos de medición de la ganancia de las antenas: La ganancia de una antena es un dato de gran importancia ya que permite disponer de un parámetro de gran ayuda en el cálculo de los enlaces radioeléctricos. Donde: d = ancho del plato p = profundidad máxima del plato D = altura del plato
Para la medición en el espacio libre, se utiliza la propia antena que se desea medir y un medidor de potencia del tipo de termistor o de termocupla. Para que la potencia pueda ser observada de forma permanente, se emplea un divisor de potencia del tipo resistivo que permite una división de la potencia del generador en partes iguales.
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Para las antenas de foco offset:
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Esquema para la medición de ganancia en el espacio libre Para frecuencias mayores a 1GHz, se utiliza un método distinto. Para estas frecuencias se emplean desde dos hasta 4 antenas.
Estas mediciones se pueden efectuar mediante un generador de señales y un analizador de espectro o un analizador de redes. • El método de dos antenas: Puede emplearse para determinar la ganancia de las mismas. Se pueden usar dos antenas idénticas y suponer que tienen la misma ganancia, o bien se puede usar una antena conocida como ‘patrón’ para determinar la ganancia de la antena bajo prueba,
• Método de tres antenas: Mediante este método se obtiene la ventaja de que permite determinar la ganancia correspondiente a cada una de las antenas y simultáneamente su impedancia de entrada sobre un gran ancho de banda cuando se utiliza un analizador de redes. Además de obtener la ganancia y la impedancia, este método también suele ser usado para realizar calibraciones. • Método de 4 antenas: Es un método que añade exactitud, donde al utilizar 4 antenas, se realizan 6 mediciones. Es conveniente aclarar que una antena tiene una determinada ganancia en determinadas condiciones de ubicación y emplazamiento y que dichas condiciones se modifican si hay estructuras u obstáculos provocando que la ganancia se vea notablemente afectada por lo que hay que poner especial cuidado al respecto.
Soluciรณn del crucigrama planteado en la pรกgina 4