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antenas teoria parabólicas

Teoria: Antenas Parabólicas
#1
Por: Luis Angosto Rahausen
Noviembre 2007

Informacion original de
http://www.guw.cl/sitio/index.php?op...=112&Itemid=36

[Imagen: ParabolicaSatelite.jpg]

La difusión de la televisión satelital nos ha permitido tener acceso a las antenas del tipo parabólico, a costos asequibles, permitiandonos realizar las modificaciones del caso para usarlas en WIFI. Dichas antenas estan compuestas por un iluminador llamado LNB ( low Noise Block) y un reflector del tipo parabólico cuyos diametros estan comprendidos entre los 60 y 80 cm segon el tipo, dimensiones que permiten su modificación e instalación sin grandes dificultades.

Una de las caracteristicas que posee este tipo de antena es su alta ganancia que bordea los 20 a 26 dB, para los diametros indicados anteriormente y son altamente direccionales, por lo tanto es recomendable para usarlas en enlaces punto a punto, a distancia.

Desde el punto de vista de una antena trasmisora podemos definir que su ganancia es la propiedad que tiene la antena para dirigir la energia del trasmisor hacia una dirección dada y cuanto mayor sea la concentración de la energia en esa dirección, mayor sera su ganancia. Inversamente, ahora desde la perspectiva de la antena receptora, su ganancia sera su capacidad de recibir energia preferentemente desde una dirección dada. Como se puede concluir, la ganancia de una antena no tiene definida una magnitud fisica tal como ocurre con otros fenómenos elactricos o fisicos y sólo se expresa como una comparación que nos indica cuanto mas o cuanto menos es la energia trasmitida en una dirección, comparada con otra antena.

La antena mas basica radiara la energia del transmisor en todas direcciones en forma uniforme formando una esfera. Si utilizamos alguna forma para deformar dicha esfera de tal manera que concentremos dicha energia hacia una dirección dada, habremos obtenido una antena con ganancia. Una forma de obtener dicha deformación es colocar un reflector a la antena basica para que parte de la energia radiada por dicha antena se dirija en otra dirección. Este reflector podra tener diversas formas ya sean planos, cilindricos o con forma parabólica y su aplicación estara sujeta a lo que esperemos lograr con al.

Las dimensiones de los reflectores parabólicos no son dependientes de la frecuencia de operación y por esto pueden ser usados para cualquier frecuencia. Como consecuencia, el resultado general dependera de la influencia que tengan los otros factores e interacciones de los componentes de la antena. Esto es aplicable indistintamente, si la antena se comporta como transmisora o receptora.

Caracteristicas principales de una antena con reflector parabólico
  • Foco
Los reflectores parabólicos tienden a dirigir y concentrar la energia capturada hacia un punto llamado foco cuya ubicación dependera de la forma de la parabola. Este punto focal es muy importante por cuanto es el mejor lugar para colocar el iluminador. Cualquier desviación, con respecto al foco, en que ubiquemos nuestro iluminador producira pardidas, afectando la eficiencia de la antena
  • Tipo
Dentro de los reflectores parabólicos mas frecuentes de conseguir estan aquellos en que el eje esta descentrado y por ende el foco, llamadas OFFSET o de foco desplazado, y aquellos cuyo foco se ubica en el eje de la parabola, llamadas de Foco Primario o centrado.

[Imagen: parabola1.png]

La principal diferencia entre ellas radica en que la de Foco Primario tendra que posicionarse el iluminador en el frente de ella produciendo una obstrucción afectando su eficiencia, por lo tanto es recomendable utilizar las del tipo Offset ya que en estas el iluminador no produce dicha obstrucción, siendo mas eficientes.
  • Rugosidad
La superficie del material usado en su construcción debera ser lisa. El factor promedio de rugosidad de la superficie no debe exceder 1/16 longitudes de onda, es decir 0.76 mm para 2,4 Ghz. En caso contrario, nuevamente la eficiencia de la antena se vera afectada.
  • Factor de forma
Dependiendo del factor de forma de la parabola, segon sea mas o menos profunda, la relación entre la distancia focal (f) y el diametro de la parabola (D) determinara la manera en que debemos iluminarla y las caracteristicas de los lóbulos laterales.

[Imagen: parabola2.png]
  • Iluminación
Intuitivamente podemos darnos cuenta que lo que debemos lograr es sacar el mejor provecho posible de nuestro reflector parabólico. Para esto nos deberemos preocupar que la energia generada por el Iluminador sea reflejada en su totalidad para su mejor aprovechamiento. Por esto, es muy importante elegir adecuadamente dicho iluminador, segon el reflector con que contemos.

Si lo sobre-iluminamos, se perdera la energia que sobrepase los bordes. Si lo sub-iluminamos es lo mismo que tener una parabola de menor diametro. Un reflector bien iluminado sera aquel donde conseguimos que la mayor cantidad de energia generada por el iluminador sea reflejada en la dirección de nuestro interas.

[Imagen: parabola3.png]
  • Eficiencia
Por las razones explicadas, entre otras, la eficiencia de una antena con reflector parabólico no alcanzara al 100%, es decir que la energia que es capaz de capturar o generar no es igual al total de la energia disponible. Tomando en cuenta los factores influyentes, la eficiencia estara comprendida entre el 50% y el 65%.
  • Ganancia
La ganancia de estas antenas tiene relación con su diametro, longitud de onda de la frecuencia de operación y su eficiencia, de acuerdo a la siguiente fórmula:
G ≈ Л (π x D/ λWink2

Donde:

G = Ganancia referida a una antena isotrópica.
Л = Eficiencia
D = Diametro de la parabola.
λ = longitud de onda.
El diametro y la longitud de onda deben estar en la misma unidad de medida.

Comentarios finales

Cuando le instalamos un reflector a cualquier antena que se convertira en Iluminador de asta. El resultado sera un aumento sustancial de la ganancia. Sin embargo, si queremos tener la maxima ganancia posible de nuestro reflector habra que tomar en cuenta lo aqui señalado. Cualquier antena no puede ser usada como iluminador si se quiere sacar el mejor rendimiento a la antena.
Zero13

"Así como el hierro se oxida por falta de uso, también la inactividad destruye el intelecto.." - Leonardo Da Vinci

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#2
Que buena y sencilla explicación haz encontrado, exelente.
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#3
Excelente informacion, se agradece
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#4
bueisimo !! es un articulo
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#5
una pregunta,,, ustedes saben como influye el material de que este echo la parabolica??? diferencia por ejemplo entre una de metal y una de fibra de vidrio, y tambien las que son solidas o las que que estan echas de rejillas o algun tipo de alambrado.

Gracias.
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