Unidad 2:
Instalaciones de antenas
Técnicas y procesos de instalaciones
singulares en edificios
Unidad 2:
Instalaciones de antenas
Antenas
La función principal de una antena receptora es convertir la energía electromagnética procedente de la emisora de televisión en una energía eléctrica que se pueda usar en los receptores de TV.
Características:
- Buena captación de la señal. - Evitar ondas reflejadas.
- Impedir reflexiones en el propio sistema. - Captar el mínimo posible de interferencias.
Antenas
Antena Yagi
Dipolo Directores
Antenas
Dipolo: es el elemento fundamental de la antena. Suele estar doblado a la mitad de la longitud de onda (λ/2) y tiene una impedancia característica de 300 Ω. Es el elemento de la antena al que está conectado el coaxial de bajada.
Directores:Son elementos parásitos que se colocan delante del dipolo. Su función es dar mayor ganancia y directividad a la antean.
Reflectores:son elementos parásitos que se colocan detrás del dipolo,
Antenas
PROBLEMA:
Sabemos que la longitud del dipolo de una antena será la mitad de la longitud de onda para la que esté diseñado.
Características de las antenas
Las principales características de una antena son:
- Diagrama de radiación.
- Directividad
- Ganancia
- Ancho de banda
- Impedancia
- Relación de onda estacionaria (ROE, SWR)
Diagrama de radiación
Es la representación gráfica de las características de radiación de una antena, en función de la dirección (coordenadas en azimut y elevación).
Lo más habitual es representar la densidad de potencia radiada, aunque también se pueden encontrar diagramas de polarización o de fase.
Diagrama de radiación
Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son:* Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. (Directividad y ganancia)
* Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación.
* Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor inferior al principal.
* Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma el valor de la mitad del máximo. Es decir, la dirección en la que la - potencia radiada es 3 dB menos.
* Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente en dB entre el valor máximo del lóbulo principal y el valor máximo del lóbulo secundario.
Diagrama de radiación
Ver hojas de características de distintos fabricantes:Por ejemplo:
Directividad
Se refiere a la capacidad de una antena para recibir la señal de una dirección determinada con una intensidad superior a la que se obtiene en las demás direcciones. Se define como abertura angular o ángulo de recepción.
Directividad
Ventajas de directividad alta:
- Mayor ganancia en ese ángulo.
- Rechaza reflexiones e interferencias de otras direcciones.
Inconvenientes:
- Orientación más difícil.
Ganancia
Es la relación entre la potencia recibida y la que recibiría la antena patrón
que tomemos como referencia.
-Ganancia respecto al dipolo de media onda: Es una de las más usadas.
-Ganancia respecto a la antena isótropa: se expresa en dBi y será 2,1 dB menor que si se expresa respecto al dipolo de media onda.
Ancho de banda
Es el margen de frecuencias para el que la antena ha sido diseñada.
Impedancia
La impedancia de la antena dependerá de las dimensiones, forma y disposición de los elementos de la antena.
Para el dipolo de media onda simétrico y doblado, la impedancia es de 300 Ω.
Como la impedancia característica del coaxial utilizado en las instalaciones es de 75 ohmios, es necesaria una adaptación de impedancia.
Relación de Onda Estacionaria
Es una medida que expresa el grado de adaptación entre la impedancia de la antena y la impedancia de la instalación.
Indica la presencia e intensidad de las ondas estacionarias en el interior del cable.
-ROE = 1 No existe onda estacionaria Adaptación perfecta.
Relación de Onda Estacionaria
¿Cómo reducir el nivel de ROE?
-Cuidar el montaje de conectores, el conexionado y las transiciones.
-Evitar curvas bruscas y aplastamientos en el coaxial.
Relación Delante Atrás
Es la relación entre la ganancia de la antena en la dirección máxima de radiación (lóbulo principal) y la ganancia de la antena en cualquier otra dirección entre 90º y 270º de la dirección de apuntamiento.
Los fabricantes suelen dar ese dato referido a 180º.
Tipos de antenas para TV terrestre
Las antenas más utilizadas para TV son:
- Antena Yagi.
- Antena logarítmica.
Antena Yagi
Es la antena más utilizada. Está formada por los siguientes elementos:
-Dipolo activo.
-Directores.
Nuevas antenas para TDT
Antenas logarítmicas
En estas antenas las varillas no son todos iguales, sino que van disminuyendo su longitud de forma logarítmica.
La ventaja de la antena logarítmica sobre la Yagi es que ésta no tiene un elemento excitado, sino que recibe alimentación en todos sus elementos. Con esto se
Antenas de panel
Estas antenas constan de dos o cuatro dipolos separados de tal forma que suman sus efectos, consiguiendo una antena de ganancia media y buen ancho de banda.
Es una antena menos directiva que la Yagi.
Antenas de FM
Antenas de radio digital
Para DAB se suele montar una antena Yagi de UHF con 3 elementos.
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Instalaciones de antenas
Los satélites
Un
satélite
es cualquier cuerpo que orbita alrededor de otro, al
que se llamará principal.
Las órbitas
Aunque hay multitud de tipos de órbitas, nos centraremos en la clasificación por altitud de las órbitas que rodean a la Tierra:
Órbita baja terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una altitud de 0 a 2.000 km. Por ejemplo: ENVISAT (790 km)
Órbita media terrestre (MEO): una órbita geocéntrica con una altitud entre 2.000 km y hasta el límite de la órbita geosíncrona de 35.786 km. También se la conoce como órbita circular intermedia. Por ejemplo: GPS (20.200 km)
Órbita geoestacionaria
Una órbita geostacionaria o geosíncrona es aquélla situada sobre el ecuador, con una excentricidad nula.
Un objeto que gira siguiendo la órbita estacionaria parecerá inmóvil desde la tierra.
Está situada a una altura de 36000 km sobre la superficie de la Tierra.
También se conoce como órbita de Clarke o cinturón de Clarke.
Cinturón de Clarke
Cinturón de Clarke
Frecuencias
Las bandas utilizadas en Europa por los satélites de distribución
de señales de TV son:
-Banda DBS (SRS): 11,7 GHz a 12,5 GHz.
-Banda FSS:
-Semibanda alta: 12,5 GHz a 12,75 GHz.
-Semibanda baja: 10,7 GHz a 11,7 GHz.
Polarización
Para aumentar la capacidad de transmisión se utiliza el
concepto de polarización que vimos anteriormente:
-DBS: se utiliza polarización circular (a derechas o izquierdas).
Antenas para recepción de
emisiones por satélite
Este tipo de antenas están compuestas por los siguientes
elementos:
-Reflector parabólico.
- LNB
Reflector parabólico
Ganancia de una antena parabólica
La ganancia de una antena se define como la ganancia
de potencia en la dirección de máxima recepción.
En una antena parabólica vendrá dada por:
A = Superficie de la antena
η = Eficiencia de la antena
λ = Longitud de onda
2
4
log
10
A
Relación F/D
Es la relación entre el diámetro y la distancia focal de una
antena. Son valores normales 0,3 < F/D < 0,5
F = Distancia focal.
D = Diámetro de la antena.
C = Profundidad del centro de la antena.
C
D
F
16
Antenas de foco centrado
El LNB se coloca en el foco de la parábola, que estará situado
sobre el centro del reflector parabólico.
El LNB y sus soportes crean una sombra que hace disminuir su
rendimiento.
Antenas offset
El reflector es un corte transversal de una parábola.
El LNB se sujeta con un brazo que sale por debajo del reflector,
evitando así las sombras y aumentando el rendimiento.
Antenas Cassegrain y Gregorian
Son antenas que, además, tienen un subreflector que será:
-hiperbólico, en las antenas Cassegrain.
-Elíptico, en las antenas Gregorian.
Antenas planas
Ocupan menos espacio.
Antenas multihaz
Son antenas parabólicas que permiten recibir la señal de varios
satélites usando un solo reflector.
Antenas multihaz
Son antenas parabólicas que permiten recibir la señal de varios
satélites usando un solo reflector.
Conjunto LNB
LNB= Low Noise Block, bloque de bajo ruido
Su función es recibir la señal procedente del satélite y
convertirla a una frecuencia que pueda ser distribuida por el
cableado de la instalación.
A esa frecuencia la llamaremos
frecuencia intermedia (FI)
.
La FI se divide en dos subbandas:
Conjunto LNB
LNB= Low Noise Block, bloque de bajo ruido
Su función es recibir la señal procedente del satélite y
convertirla a una frecuencia que pueda ser distribuida por el
cableado de la instalación.
A esa frecuencia la llamaremos
frecuencia intermedia (FI)
.
La FI se divide en dos subbandas:
LNB
LNA
LNC
Amplificador Salida Filtro FI
Filtro
LNB universal
Se trata de un LNB con una sola salida.
Está destinado a un solo usuario.
La selección de bandas y subbandas se hace a través de la
alimentación y de tonos de 22 kHz superpuestos en la
alimentación.
Enlace descendente LNB Banda FI
Banda Polariz Frec (GHz)
Selección señal Frec MHz V (DC) Tono kHz
BAJA V 10,7-11,7 10-14 0 950-1950
H 22
ALTA V 11,7-12,75 16-20 0 1100-2150
LNB TWIN
Se trata de un LNB con dos salidas.
Funciona como si se tratara de dos LNB en un mismo bloque.
LNB QUAD
Se trata de un LNB con cuatro salidas.
Funciona como si se tratara de cuatro LNB en un mismo
bloque.
Se usa para cuatro usuarios distintos o hasta 4 receptores en
una misma vivienda.
LNB QUATTRO
Se trata de un LNB con cuatro salidas.
En cada una de las salidas tendremos una de las subbandas y
una de las polarizaciones.
Ver presentación “Orientación de antenas parabólicas”
San Fernando:
36.28 N 6.11 W
Declinación magnética: 4,5
