Conceptos

Dpto. de Electrónica
2º GM – E. Imagen
Tema 7
Antenas Parabólicas
Conceptos y Componentes
Generalidades
La emisión y recepción por
satélite recibe el nombre de
TVSAT.
Un satélite de comunicaciones es
un sistema receptor-emisor de
señales radioeléctricas situado
en una órbita alrededor de la
Tierra.
Esta órbita describe un circulo a
nivel del Ecuador, girando a la
misma velocidad y sentido de la
Tierra.
Se llama Órbita Geoestacionaria
y los satélites en ella, Satélites
Geoestacionarios.
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Generalidades
Para un observador en la
superficie de la Tierra, el satélite
conserva siempre su vertical.
Para que esto sea posible, el satélite
ha de estar a 36.000 Km de distancia,
en este punto se anulan las fuerzas
gravitacional de la Tierra y la centrífuga del satélite.
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Generalidades
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Generalidades
Un satélite es un repetidor de una señal lanzada desde la
Tierra.
Está formado por:





Antena receptora.
Antena emisora.
Transpondedor.
Paneles solares.
Propulsor.
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Generalidades. Puesta en órbita
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Enlaces ascendente y descendente
Las señales llegan al satélite por un canal llamado HAZ
ASCENDENTE y vuelven por otro, HAZ DESCENDENTE.
Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias son
distintas, 14 Ghz para el ascendente y entre 10 y 13 Ghz para el
descendente.
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Cobertura
La emisión y difusión terrestre necesita de una red de
reemisores o repetidores para cubrir un territorio.
La emisión y difusión por
satélite solo necesita un solo
emisor para cubrir el mismo
territorio. No tiene red de
difusión.
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Cobertura
La zona de cobertura es la superficie de la Tierra
delimitada por un contorno de potencia constante con
óptima calidad de recepción sin interferencias.
Esta zona se llama HUELLA del satélite.
La huella está definida por la anchura del haz de la antena emisora del
propio satélite.
Tipos de Haz:
- Haz puntual.
- Haz de zona.
- Haz hemisférico.
- Haz global.
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Cobertura
Tema 7 - Antenas Parabólicas
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Cobertura
Tema 7 - Antenas Parabólicas
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Características
Las frecuencias utilizadas por los satélites están comprendidas en la
gama de frecuencias de la bandas Ku de microondas del espectro
electromagnético
Esta banda de frecuencia recibe el nombre de:

FSS, dividida a su vez en semibanda baja con valor de 10,7 a 11,7 Ghz
y en semibanda alta con valor de 11,7 a 12,75 Ghz.
Se llama polarización a la técnica de aumentar el número de canales
por banda de transmisión mediante el aporte de datos externos.

Puede ser Horizontal y Vertical.
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Características
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Características
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Características
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Estación Receptora
Es la última parte del enlace
descendente, consta de:
Antena parabólica.
Unidad externa.
Unidad interna.
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Estación Receptora
La antena parabólica se encarga de captar las señales
que envían los satélites. Estas señales inciden sobre el
Reflector y se reflejan y concentran en un punto llamado
FOCO, que es donde se encuentra la Unidad exterior.
La unidad externa convierte la alta frecuencia de las
señales recibidas en otra de menor valor llamada
FRECUENCIA INTERMEDIA, FI.
La unidad interna se sitúa en el interior de las viviendas y
prepara la señal para ser reproducida por un receptor de
TV.
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Antena Parabólica
La señal se capta con una antena en forma de parábola con
alta ganancia que compensa la atenuación de la señal.
Este elemento se compone de:
Reflector parabólico.
 Soporte del reflector.
 Soporte de la unidad exterior.

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Reflector
Debido a que las señales
que emiten los satélites
llegan muy atenuadas, se
hace necesario captar la
mayor parte de energía y
concentrarla en un punto.
En ese punto se colocaría
la antena propiamente
dicha,
es
decir
el
“receptor”.
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Reflector
Este fenómeno tiene lugar en la
figura
geométrica
llamada
PARABOLA, cuya particular
característica hace que toda
línea que incida en ella y sea
paralela a su eje X, se desvía
hacia un punto llamado FOCO.
Por tanto, si el eje de la
parábola se dirige hacia un
punto del espacio, todas las
radiaciones que procedan de
ese punto y sean paralelas a su
eje se concentrarán en él,
consiguiendo una captación de
máxima potencia.
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Tipos de Reflectores
Antena parabólica de foco centrado
El receptor o ALIMENTADOR se encuentra situado en el
foco del reflector.
Son fáciles de construir.
Su rendimiento alcanza el 65 %.
Poco sensibles a errores en el ajuste.
Se usan en instalaciones colectivas.
Buena atenuación en lóbulos secundarios.
La sombra que produce las varillas de soporte
y el alimentador resta rendimiento.
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Tipos de Reflectores
Antena parabólica OFF-SET
- El reflector es una sección transversal de una parabólica.
- El foco está fuera de la vertical del reflector, de esta
forma toda la señal reflejada llega al alimentador.
Son fáciles de construir.
Su rendimiento alcanza el 65 %.
Más sensibles a errores en el ajuste.
Se usan en instalaciones individuales.
Buena atenuación en lóbulos secundarios.
El soporte y el alimentador no producen
sombras sobre el reflector.
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Tipos de Reflectores
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Características técnicas
Diámetro del reflector.



Dependerá de su ubicación geográfica y de la huella del satélite.
A mayor frecuencia, menor diámetro.
Se fabrican desde 30 a 280 cm.
Ganancia.


Expresa la cantidad de señal captada en el alimentador.
Se expresa en dB.
Rendimiento.



Es el cociente entre la cantidad de energía incidente en el reflector
y la concentrada en el foco.
A mayor superficie, mayor energía captada.
Se considera un buen valor entre el 55 y 65 %.
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Características técnicas
Relación D/f y f/D.



Es un valor de construcción, relaciona el diámetro de la parábola, el
foco y la profundidad del disco.
Mejor relación, mayor rendimiento.
Valores entre 2,3 y 2,7. Algunos fabricantes dan su inversa.
Ángulo de radiación.

Es el ángulo que puede desplazarse la antena con respecto a la
dirección exacta hasta que la señal sufre una atenuación de 3 dB.
Ancho de banda.

Indica el ancho de banda en frecuencias para la que está diseñada
la antena, es decir, las frecuencias que capta dicha antena.
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Características técnicas
Lóbulos principal y secundarios.

Es la relación entre la ganancia de la antena y el ángulo que
forma el eje de esta con el punto emisor.
El lóbulo principal no tiene atenuación.
Su eje coincide con el de la antena.
Contiene el ángulo de radiación.
Aparecen lóbulos secundarios.
Una buena antena tiene el lóbulo
secundario 20 dB por debajo del
principal.
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Características técnicas
Relación señal ruido, S/N.



Una antena parabólica capta el ruido del medio ambiente y del
espacio exterior.
Un origen de ruido es el suelo; a mayor inclinación, mayor ruido.
A mayor distancia del Ecuador, mayor ruido al ser la inclinación de
la antena mayor.
Factor de ruido, F.

Es la potencia mínima que ha de tener la señal captada para que
quede tapada por el ruido de la propia antena.
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Unidad exterior
Es el dispositivo que se instala en el foco del reflector y
tiene la misión de recoger la señal reflejada y convertirla a
una frecuencia más baja, llamada FI (950 a 2150 Mhz).
Partes de la unidad:
• Alimentador o iluminador.
• El LNB o conversor.
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Alimentador
Recoge la señal para conducirla hacia el LNB.
Debe ser adecuado a la relación D/f de la parábola.
Los elementos que lo componen son:

La bocina.

El guía de ondas.

El polarizador.

La sonda.
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La bocina
Es la parte del alimentador por
donde
entran
las
ondas
radioeléctricas.
Son de forma circular, para las
parábolas de foco centrado, y
cónicas para las de offset.
El ángulo de abertura de la bocina
debe cubrir toda la superficie del
reflector para recoger el máximo de
señal.
La entrada de la bocina debe estar
protegida de la intemperie por un
material adecuado, pero que no
impida el paso de las señales.
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Guía de onda
Es la encargada de conducir la señal
hasta la sonda o antena.
Es un tubo metálico con forma de
cilindro o rectángulo.
En función de su construcción existe
una frecuencia de corte inferior.
A mayor frecuencia, menor longitud
del tubo.
El guía onda debe situarse en la
dirección del campo eléctrico que
indica el sentido de la polarización.
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La sonda
Es una antena dipolo de un tamaño
reducido debido a la pequeña
longitud de onda con la que trabaja.
Es la encargada de transformar las
señales electromagnéticas que recibe
en una corriente eléctrica de alta
frecuencia.
Consiste en un conductor que está
separado del guía onda por un
aislante.
Está situada en el interior del guía
onda y su posición, horizontal o
vertical, depende de la polarización
de la señal que se desea recibir.
Tema 7 - Antenas Parabólicas
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El polarizador
Es una continuación del guía onda.
Se sitúa entre el iluminador y el
conversor.
Se encarga de adecuar la sonda a la
polaridad de la señal.
Existen dos tipos:


Ortomodo. Consiste en un guía onda
con una entrada de señal y dos
salidas, una para cada polaridad, V/H.
Obliga a instalar dos LNB y dos
cables de bajada de señal.
Polarotor. Consiste en cambiar de
posición el polarizador según la
polaridad de la señal recibida. Los
hay de tipo mecánico y magnético.
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El LNB
El LNB (Low Noise Block) o bloque de bajo ruido, es un circuito que
realiza la conversión y amplificación a una frecuencia más baja de la
señal captada.
Tienen ganancia superior a 50 dB y F inferior a 1,5 dB.
Su entrada se conecta al polarizador y su salida a la unidad interior
con un conector tipo F y cable coaxial de baja atenuación.
Los elementos que lo forman son:
El LNA o preamplificador de bajo ruido.
 El CONVERSOR propiamente dicho.
 El Amplificador de FI.

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El LNB
El LNA.


Amplifica la débil señal captada por la antena.
Tiene ganancia de 10 dB y factor de ruido inferior a 2 dB.
El Conversor.


Convierte la alta frecuencia de la señal en otra más baja, FI.
Reduce de los 10-12 Ghz de la banda Ku a 950 y 2050 Mhz.
El Amplificador de FI.


Es la última etapa de la unidad exterior.
Amplifica la FI obtenida. G = 30 ó 40 dB y F = 2 dB.
El Cable coaxial. Ha de elegirse un cable de muy bajas pérdidas
para llevar la señal hasta la unidad interior, a fin de no perder la
amplificación obtenida.
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El LNB. Esquema bloque
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El LNB. Tipos
Tema 7 - Antenas Parabólicas
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Unidad Interior
Es el dispositivo instalado en el interior que procesa las señales de FI
obtenidas para dar una señal de radiofrecuencia en la banda de UHF
y ser aplicada a los receptores de TV.
El ancho de banda de esta FI va de 950 a 2150 Mhz. En este margen
están incluidos todos los canales del satélite sintonizado.
Su funcionamiento consiste en mezclar todas las señales del satélite
con una frecuencia de un circuito oscilador local, de forma que la
resta de ambas dé siempre una frecuencia fija que es convertida a la
correspondiente de un canal libre de UHF o VHF.
Han de tener un nivel de entrada entre –60 y –20 dBm para las
señales de TV y entre –25 a –15 dBm para la radio FM.
El nivel de salida ha de ser de 75 dBuv para las unidades
individuales y de 60 a 129 dBuv para las colectivas.
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Unidad Interior. Tipos
Individuales.
Colectivas.
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Unidad Interior
Diferencias:



En la individual, permite sintonizar todos los canales y uno
será seleccionado y llevado al receptor. En la colectiva,
habrá una unidad por cada canal elegido.
En la individual, permite el cambio de posición del polarotor
para elegir la polaridad requerida por el canal deseado. En
la colectiva, no es posible, al tener que estar siempre
presentes las dos polaridades, V y H (ortomodo).
En la individual, permite el uso de un motor para cambiar la
orientación de la parábola y así elegir un nuevo satélite. En
la colectiva no es posible por el número de usuarios.
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