Revista Digital - Antenas parabólicas - Medidas de ganancia y patrón de radiación - UFT

MYCRODESIGN Agosto 2019

Novedades de este mes

Ganancia Eficiencia Ancho de haz y más…

Antena parabólica Todo lo que necesitas saber

Autor:

Ángel R. Agüero M C.I: 23491010 Materia: Lab de Antenas y propagación

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Fundamentos teóricos

Patrón de radiación

Isotrópicas: Son las llamadas antenas ideales que no tienen pérdidas y reciben señales con igual de intensidad en todas las direcciones

Es un gráfico o diagrama en tres dimensiones en el cual se representa la fuerza de los campos electromagnéticos emitidos por una antena en función de la dirección, El patrón varía en función del modelo de la antena, se representan en dos tipos de planos: vertical y horizontal.

Omnidireccionales: Tienen un diagrama de radiación no direccional en un plano y uno direccional en otro perpendicular

Según la forma del patrón de radiación algunas antenas se clasifican en:

Unidireccional: Tienen una sola dirección de ganancia máxima

Isotrópicas Omnidireccionales Unidireccionales

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Lóbulos principales y secundarios  Lóbulo principal: Contiene la dirección máxima de radiación  Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, que tienen valor inferior al principal.  Relación de lóbulo principal a secundario: Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.

Ancho del haz de media potencia Es la apertura angular del lóbulo principal medido en un determinado nivel de potencia constante. También es definida como la distancia angular entre los puntos de la mitad de la potencia. Suponiendo que la mayor parte de la potencia radiada no se dispersa en lóbulos laterales, entonces la ganancia directiva es inversamente proporcional al ancho de haz.

Dato: En la mayoría de las antenas en su patrón de radiación se ve un lóbulo trasero o lóbulo de atrás, este es diametralmente opuesto al lóbulo principal, y siempre es más pequeño.

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Zona Recreativa

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Zona Recreativa SOLUCIONARIO EN LA PÁGINA 15

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Zona Recreativa SUDOKU

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Zona Recreativa LABERINTO

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Ganancia (G) Es la relación entre la potencia que entra en una antena y la potencia que sale de esta. Esta ganancia es comúnmente referida en dBi's, y se refiere a la comparación de cuanta energía sale de la antena en cuestión, comparada con la que saldría de una antena isotrópica. Viene dada por la siguiente fórmula:

Dato: Si no se especifica la dirección angular, se sobreentiende que la Ganancia se refiere a la dirección de máxima radiación.

Eficiencia (e) La eficiencia se puede definir como la relación entre la potencia radiada por una antena y la potencia entregada a la misma. La eficiencia total de una antena se usa para tomar en cuenta la pérdida en las terminales de entrada y dentro de la estructura de la antena dichas pérdidas se pueden deber a:  Reflexión debidas del desacoplamiento entre línea de transmisión y la antena.  Pérdida durante la conducción.

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Antena parabólica

Es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabólico, cuya superficie en realidad es un paraboloide de revolución. Las antenas parabólicas pueden ser transmisoras, receptoras o full dúplex, llamadas así cuando pueden transmitir y recibir simultáneamente. Suelen ser utilizadas a frecuencias altas y tienen una ganancia elevada. La parábola también funciona para capturar la energía radiada por la antena y enfocarla en un haz estrecho al transmitir.

Tipos de antenas parabólicas Dependiendo de la superficie reflectora se pueden diferenciar varios tipos donde lo que varia es la posición del foco respecto a la superficie reflectora  Antena parabólica de foco centrado o primario, que se caracteriza por tener el eje de simetría del reflector paraboloidal centrado respecto al foco.

Antena parabólica offset

 Antena parabólica de foco desplazado u offset, que se caracteriza por tener el reflector parabólico desplazado respecto al foco. Son más eficientes que las parabólicas de foco centrado  Antena parabólica Cassegrain, que se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco © Copyright 2019

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Ganancia antena parabólica La ganancia de una antena parabólica indica la cantidad de señal captada que se concentra en el alimentador. La ganancia depende del diámetro del plato, de la exactitud geométrica del reflector y de la frecuencia de operación. Si el diámetro aumenta, la ganancia también, porque se concentra mayor energía en el foco. La exactitud geométrica está relacionada con la precisión con la que se ha fabricado el reflector de la antena parabólica. La antena debe ser parabólica de modo que exista uno y sólo un foco y que en él se debe colocar el alimentador.

G = Ganancia de potencia (no en dB) n = eficiencia global D = Diámetro del plato L = Longitud de onda de espacio libre

Mientras mayor sea la frecuencia, menor deberá ser el diámetro del reflector.

El patrón de radiación de una antena parabólica es muy directivo, hacia el eje principal de la antena, es ideal para transmisiones punto a punto.

Para mayor información contáctanos al: 0800-112549-00

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Distancia focal antena parabólica Es la distancia al punto focal, donde concurren todas las señales reflejadas por el plato de la antena y donde generalmente se coloca el lnb para que las reciba a todas. Por este motivo, conocer esa distancia focal es muy importante en el ajuste para la recepción de señales satelitales.

F = Distancia focal D = Diámetro del plato p = Profundidad

Distancia Focal de una antena parabólica de foco central

F = Distancia focal D = Altura del plato d = Ancho del plato p = Profundidad máxima del plato

Distancia Focal de una antena parabólica de offset

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Métodos de medición de la ganancia de las antenas

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La característica más importante que describe el comportamiento de un elemento radiador o antena es la ganancia. La ganancia de la antena juega un papel muy importante en el comportamiento de la señal emitida o recibida. Es necesario conocer la ganancia de las antenas con exactitud, para poder determinar el nivel recibido por un receptor o el nivel emitido por un transmisor.

Existen varios métodos y configuraciones que se utilizan para medir la ganancia, y que dependen de la frecuencia de operación. A frecuencias superiores a 1 GHz, usualmente se utiliza el espacio libre para medir ganancia, ya que a frecuencias menores es difícil simular las condiciones de espacio libre debido a las longitudes de onda grandes, razón por la cual se mide bajo condiciones con reflexión a tierra La ganancia de las antenas se puede determinar mediante diferentes alternativas que emplean dos, tres o cuatro antenas

Las mediciones se pueden efectuar mediante un generador de señales y un analizador de espectro , o bien mediante un analizador de redes

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SOLUCIONARIO SUDOKU

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