Orientación de Parabólica

Indice:

1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica.

2.- Práctica.

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

4.- Glosario.

5.- Conclusión.

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1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica

Orientar una antena parabólica a un satélite es un proceso sencillo, pero requiere que se sigan con rigurosidad una serie de pasos. Os presento un procedimiento con el que en 10 min podemos tener la antena orientada, es el que explico a mis alumnos de Telecomunicaciones.

Vamos a orientar una antena Parabólica de tipo Offset a los satélites Astra 19,2 º E.

PROCEDIMIENTO:

  1. En la Web http://www.dishpointer.com seleccionamos el satélite “19,2ºE Astra 1KR,1L,1M,1N”  y en localización escribimos  “Av. San Juan Bosco 33 – Cartagena”. Colocamos la chincheta sobre el punto de instalación de la antena, la web nos trazará una línea de referencia para el Acimut1. Localizamos un edificio o punto geográfico conocido que esté sobre  la línea verde trazada.

Uso de dishpointer - El cajón del electrónico

  1. Entramos en la web https://es.kingofsat.net/  y en Busca de Canales escribimos “Canal Sur Andalucía” y  obtenemos:
  • Frecuencia del transponder1 :11156 Mhz -> para introducirla en el medidor de campo.
  • Polaridad1: Vertical -> para saber que alimentación aplicar al LNB1 (13 voltios)
  • Estándar1: DVB-S -> tendremos que indicarselo al medior de campo.
  • Symbol Rate1: 22000 -> lo necesitan algunos medidores de campo.
  • FEC o tasa de codificación1: 5/6 -> lo necesitan algunos medidores de campo y es un dato que utiliza la web diesl para calcular el diámetro mínimo de la parabólica.

Uso de kingofsat - El cajón del electrónico

  1. En la web https://www.diesl.com/azimut/:
  • Localización geográfica: Poner la bandera  en Cartagena (aproximadamente).
  • Satélite: Astra 1HKLMR.
  • Codificación: FEC tomado en el punto anterior para Canal Sur Andalucía -> 5/6
  • LNB: 0,6 dB. Esto es la figura de ruido del LNB instalado en la antena.
  • Elevación: Marcar la casilla Offset, para indicar que la antena es de este tipo.

Azimut - web diesl - El cajón del electrónico

  1. De la misma web obtenemos:
  • Diámetro mínimo de plato -> para asegurarnos que es válida nuestra parabólica.
  • Polarización1 (giro del LNB) -> para saber que ángulo daremos al LNB .
  • Elevación1  -> para conocer la posición de inclinación de la parabólica.
  1. Fijar la antena a su soporte, dando un apriete suave a los tornillos de la agarradera.
  1. Tras situándose detrás de la antena, ajustar el azimut para que apunte al edificio o elemento geográfico elegido en el punto 1. Apretar un poco más la agarradera.
  1. Aflojar un poco los tornillos de la elevación e ir inclinando hacia arriba la antena hasta quede aproximadamente como en el dibujo de la web diesl. El LNB debe girarse, tras aflojar un poco su tornillo, para que quede con el ángulo que se muestra también en esta web.
  1. Conectar la salida del LNB al medidor de campo, configurándolo en modo SAT, introducimos la frecuencia del transponder que contiene al “Canal Sur Andalucía” (11156 MHz) y alimentamos el LNB con 13 V por ser la polaridad del transponder vertical y como la frecuencia de este transponder (11156 MHz) es menor de 11700 Hz (Ku Baja), NO aplicamos el tono de 22 Khz. Esto se hace sólo para la banda Ku Alta que va desde 11700 – 12750 MHz.
  1. Con la visualización en modo espectro y algo de suerte, aparecerán los diferentes transponders de los satélites en esta posición orbital, si no es así, que es lo más normal,  modificamos la elevación hasta que aparezcan. Debemos asegurarnos de que el azimut lo hemos ajustado correctamente en el punto 6.
  1. Demodulamos el transponder y comprobamos que contiene el servicio: “canal sur Andalucía”, esto nos dará la certeza de que hemos orientado correctamente a Astra. En caso contrario toca volver al punto 6.
  1. Retocamos acimut y la elevación hasta que el nivel del canal sea máximo.
  1. Retocamos polarización del LNB hasta que el canal quede más perfilado (valles mas profundos en sus laterales) y el VBER y MER sean los mejores posibles. Un VBER < 9E-5 y un MER >11 dB. Si no se consiguen, volver a retocar ligeramente el acimut y la elevación.
  1. Apretamos abrazadera de Acimut y tornillos de elevación de forma definitiva (con moderación).

2.- Práctica.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica  Recepción Satélite   

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

A continuación se muestra las bandas y sus frecuencias usadas para emisión y recepción satelital, a nosotros nos interesa la banda Ku en recepción (Downlink) que va desde 10700 – 12500 MHz.

Fig. : Bandas y asignación de frecuencias para satélite

Ventajas (de la banda Ku):

  • Se usa únicamente para satélite por lo que tiene menos interferencias de otros emisores.
  • Tamaño de antenas más pequeño  ya que se emite con mayor potencia (PIRE)

Inconvenientes:

  • Afectada por la atenuación de la lluvia y despolarización.
  • Pérdidas en la línea de transmisión de coaxial y del guía onda elevadas. Esto afecta sólo a los equipos de transmisión, en la recepción al convertir a Frecuencia Intermedia, no tenemos este problema.

Como podemos ver en la siguiente figura, la banda Ku se subdivide en baja y alta. Si el transponder  elegido en el medidor de campo pertenece a Ku Alta, debemos alimentar el LNB con 13 o 18 Voltios según polaridad Vertical u Horizontal y con un tono de 22 KHz que hará que  se seleccione en el LNB el oscilador local de 10,6 GHz correspondiente a esta banda.

Fig. : Espectro de frecuencia de Recepción Satélite y FI

Los transponder de la banda DBS se emiten con una potencia superior a 100 dBw lo que hace que los platos de la parabólicas puedan ser de menos diámetro. 

4.- Glosario

 Acimut: Giro horizontal de la antena parabólica. Es lo primero que debemos fijar y con exactitud.

Elevación: Giro vertical de la antena parabólica. Dependerá del tipo de antena, una offset requiere menos grados. Una vez bien fijado el acimut, la elevación nos la determinará la aparición de los canales en la pantalla del medidor de campo colocado en modo espectro.

Polarización: Es el giro que se da al LNB para que la antena receptora en el interior del LNB quede paralela con la antena emisora ubicada en el satélite, esto asegura la máxima recepción y el máximo rechazo a los canales adyacentes de la otra polaridad.

Fig. : Ajuste de polarización del LNB

Elevación: Inclinación vertical de la antena parabólica.

Frecuencia del transponder: Es la frecuencia del canal que contiene los programas de TV (servicios). Está comprendida entre 10500 y 12750 MHz. Identifica al emisor ubicado en el satélite.

Cada satélite posee varios transponder que reciben la señal de tierra, la cambian de frecuencia y la vuelven a emitir hacia tierra. A su vez cada transponder permite enviar en torno a 10 o 15 servicios (canales de televisión), y como en la misma posición orbital se ubican varios satélites del mismo operador, se consiguen transmitir cientos de canales para esa orientación.

Polaridad: Puede ser linear o circular. La más normal es la lineal que a su vez puede ser Vertical (V) u Horizontal (H). Esto sirve para indicar al LNB mediante una tensión si debe recibir los canales en Vertical (aplicándole 13 V) o los de Horizontal (aplicándole 18 V).

Algunos satélites emiten en polaridad circular en su banda DBS, en este caso puede ser a derechas o a izquierdas aunque es poco común este tipo de polaridad en TV en Europa. Con un LNB normal se puede recibir un transponder con polarización circular, pero se pierden 3 dB de potencia, para no perderlos se necesita un LNB de polarización circular.

Estándar: Estándar de transmisión, es el DVB-S para los canales en resolución estándar y DVB-S2 para los HD. Los transponders con DVB-S2 tienen una ancho de banda mayor debido a que usan la modulación 8PSK (8 símbolos) la cual tiene más rendimiento que la QPSK (4 símbolos) usada en DVB-S.

Symbol Rate: Es la velocidad de transmisión de los símbolos en Mbps (Mega bit por segundo). Un símbolo es una agrupación (palabra) de varios bits, por ejemplo en la modulación QPSK cada símbolo posee 2 bits y en la 8PSK posee 3 bits, por lo tanto QPSK posee 22 = 4 símbolos   y 8PSK  23 = 8 símbolos.

FEC: Es el ratio de codificación, es decir, indica la cantidad de bits de la transmisión que se utilizarán para corregir errores en el receptor. Por ejemplo un FEC de 5/6 indica que de 6 bits transmitidos se usarán 5 bit de datos y 1 para corrección errores. De la corrección de errores se encargan los módulos descodificadores Reed Solomon y Viterbi integrados en los receptores de satélite.

LNB (Low Noise Block): Elemento que recibe la señal del transponder  y la baja de frecuencia (Frecuencia Intermedia) para que pueda ser distribuida mediante cable coaxial.

Estructura interna de un LNB
Fig. : Estructura interna de un LNB universal (polarización lineal)

PIRE (Potencia Isótropica Radiada Equivalente): es la suma de la potencia de emisión del satélite PS  ( en dBW) y la ganancia de la antena del satélite GS  (en dB).

Fórmula matemática
Se mide en dBW :   dBW  =  10 log  W  /  1w
El dBW toma como referencia la potencia de 1 W, por lo que 0 dBW corresponde a 1W.

Si  PIRE es menor de 30 dBW se dice que el satélite es de baja potencia y si es de más de 100 dBw se considera de alta potencia, por ejemplo los transponders de la banda DBS son de alta potencia.

5.- Conclusión

Aunque los conceptos relacionados con la recepción por satélite son muchos, orientar una antena parabólica es un proceso sencillo que sólo requiere que se sigan escrupulosamente unos pasos específicos.

En este artículo he usado el procedimiento más rápido y con menos posibilidad de error en base a mi experiencia, hay muchos más métodos, por ejemplo usando un apuntador de satélite que se puede comprar por unos 20 eu, en vez de un medidor de campo, e incluso tomando una TV como medidor, metiéndose en el menú de configuración de la misma.

Yo he usado un medidor de campo ya que este  es obligatorio poseer este equipo si se es un instalador de telecomunicaciones y mis alumnos deben aprender a manejarlo ya que es lo que se van a encontrar en el mundo laboral.

Un Saludo.

LeandroGG68

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RADIO AM


Indice:

1.-Radio AM, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM

3.- Radio AM, lo que también debes saber

4.- Conclusión

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1.- Radio AM, ¿qué es?

Un receptor de radio AM o Amplitud Modulada es un equipo electrónico que permite sintonizar canales de radiofrecuencia (RF) para posteriormente obtener la información contenida en los mismos (proceso de demodulación¹). El sonido o señal moduladora¹, hace que varíe en amplitud una señal de más frecuencia llamada señal portadora¹, a esta señal portadora con amplitud variable se le llama señal modulada¹ y es la que se transmite y recibe por la antena.

Radio Galena
Figura 1: Radio AM de galena

El dibujo anterior muestra cómo construir una radio  AM  muy básica, radio a galena. Veamos su funcionamiento:

  • La señal captada por la antena es introducida en un circuito formado por una bobina y un condensador en paralelo llamado circuito tanque¹.
  • El circuito tanque está sintonizado a una frecuencia que puede ser ajustada con un condensador variable. Esta frecuencia será la del canal de la emisora que deseamos recibir.
  • La señal sintonizada es aplicada a un diodo realizado con una piedra de galena (cristal semiconductor de sulfuro de plomo), esta puede ser sustituida por un diodo semiconductor de germanio como el 1N34A. En esta etapa se elimina media onda de la señal recibida y se obtiene la envolvente de la misma que corresponde al sonido transmitido.
  • Conectamos unos auriculares que tengan una impedancia superior a 2000 ohmios. Como esto es difícil de encontrar, lo que se puede hacer es conectar un transformador pequeño de los de 220 voltios a 9 o 12 voltios. Su primario (el devanado de 220 v) irá al circuito y su secundario ( devanado de 9 o 12 v) irá a unos auriculares normales (de baja impedancia).

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM

VideoPráctica donde se monta una sencilla emisora de radio AM mediante un generador de RF TRIO SG-402 con entrada de modulación de AM. La señal modulada se recibe en un receptor de AM doméstico y en un dispositivo USB SDR conectado a un ordenador en el que podemos analizar el espectro de dicha señal.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica Modulación en Amplitud (AM) “. 

 

 

3.-  Radio AM, lo que también debes saber

Según su constitución interna, hay dos tipos de receptores de radio:

  • Receptores de amplificación directa o homodinos
  • Receptores con Frecuencia Intermedia o heterodinos

Esta clasificación es válida tanto para radio AM como para radio FM.

Receptor Homodino

También se le conoce como receptor sintonizado en radiofrecuencia (RF).

Un ejemplo de este tipo de receptor es el de Galena de la figura 1, sólo que este no está equipado con etapa amplificadora ni filtro, por lo que el nivel de la señal recibida por la antena debe ser alto (del orden de 0,5 voltios).

receptor homodino
Figura 2: Receptor de radio  tipo homodino

Este tipo de receptor es poco usado debido a los siguientes inconvenientes:

  • Se necesita amplificar la señal recibida de la antena desde unos pocos microvoltios hasta el orden de 0,5 voltios (ganancia de casi un millón), por lo que se deben utilizar  varias etapas amplificadoras con su correspondiente filtro sintonizado a la frecuencia de la señal portadora. Es complejo sintonizar todas estas etapas amplificadoras simultáneamente, lo que los hace poco selectivos (dificultad a la hora de sintonizar una emisora).
  • Al requerirse amplificar en tan alto grado la señal de radio frecuencia, hace que el receptor sea propenso a la “oscilación” y se vuelve inestable (pérdida de emisoras sintonizadas).
Receptor Supeheterodino

Es más complejo que el homodino pero es el utilizado mayoritariamente debido a sus ventajas:

  • El filtrado y amplificación de la señal se hace a una frecuencia más baja que la de recepción, denominada frecuencia intermedia¹, con lo que se consigue más sensibilidad y estabilidad.
  • Los filtros están sintonizados a la frecuencia intermedia que se mantiene constante independientemente del canal sintonizado, esto hace que el receptor sea muy selectivo (facilidad para sintonizar emisoras).

En la figura 3 se puede observar el esquema de bloques de un receptor superheterodino.

La señal de antena atraviesa un filtro paso banda ajustado al canal que deseamos recibir y se introduce en un amplificador para mezclarse posteriormente con un tono puro (onda senoidal) generado en un oscilador local.

Tras el mezclador se obtienen 4 señales, dejando pasar, mediante un filtro, únicamente la correspondiente a la frecuencia intermedia (FI o IF) que es amplificada para ser aplicada a un circuito demodulador¹ obteniéndose a la salida de este la señal de audio o en Banda Base1 (BB) que se amplifica para llevarla a un altavoz.

receptor superheterodino
Figura 3: Receptor de radio tipo superheterodino con filtro de rechazo a la banda de frecuencia imagen.

En la figura 4 se observa como se obtiene la señal de frecuencia intermedia (FI), restando  la  señal generada en un oscilador local (OL) a la señal de radio frecuencia sintonizada (RF).

banda imagen
Figura 4: Obtención de la banda de frecuencia intermedia.

Si la antena captara señales de otra emisora de frecuencia igual a OL – FI, estas serían tratadas como la verdadera FI, por lo que en la salida tendríamos doble audio, el original del canal que deseamos y el de la otra emisora no deseada.

Para solucionar el problema de la banda imagen se instala un filtro paso banda más selectivo tras la antena, como se muestra en la figura 5. Este filtro va cambiando de frecuencia central de forma solidaria al cambio en la frecuencia del oscilador local (OL).

banda imagen filtrada
Figura 5: Filtro para eliminar las frecuencias de la banda imagen

Glosario

Circuito tanque: También llamado “circuito resonante paralelo”, es una conexión en paralelo de una bobina y un condensador. Tiene la propiedad de que al ser alimentado entra en resonancia, es decir, genera un señal senoidal de una frecuencia fija. Esta frecuencia (o banda de frecuencia) a la que oscila es la que se hace coincidir con la del canal que deseamos sintonizar.

Se cumple que para la frecuencia de resonancia la impedancia que ofrece dicho circuito es máxima, disminuyendo por encima y por debajo de esta frecuencia. Este es el motivo por el que se comporta como un filtro de tipo pasa banda, que elimina las frecuencias alejadas de la de resonancia y deja pasar las próximas a esta.

Frecuencia Intermedia:  es una frecuencia más baja que la recibida por la antena y se obtiene al mezclar la señal recibida por la antena  con la generada en el oscilador local. Esta mezcla genera cuatro señales:

  1. Señal  de RF: será eliminada
  2. Señal  del oscilador local: será eliminada
  3. Señal  de  RF + oscilador local: será eliminada
  4. Señal  de RF – oscilador local: frecuencia intermedia

Como ejemplo, la Frecuencia Intermedia de la radio AM comercial es de 455 KHz y la de la FM comercial es de 10,7 MHz.

Señal moduladora: Es el sonido o información que queremos transmitir. Su frecuencia es baja, en radio es de 20 a 20000 Hz.

Señal Portadora: Es una onda de forma senoidal (sinusoide) de frecuencia elevada usada para   variar su amplitud al son de la moduladora.

Señal modulada:  Es el resultado de la mezcla de la señal moduladora y la señal portadora. Es lo que emite y recibe la antena, contiene por tanto la señal portadora modulada en amplitud.

Fig. 6: Modulación AM en el dominio del tiempo y ecuaciones. Así se vería en un osciloscopio. www.coimbraweb.com.
Fig. 7: Modulación AM en el dominio de la frecuencia de un tono puro o señal senoidal, así se vería en un analizador de espectro. www.coimbraweb.com.

La fig. 7 muestra la amplitud que tienen las bandas laterales ( Am/2), esto es en el caso de que el índice de modulación sea 1, en caso de otro valor de indice de modulación la amplitud de las bandas laterales vendría dada por:

 m * ( Am/2)

m : índice de modulación

A: amplitud de la señal moduladora

 

Fig. 8: Modulación AM en el dominio de la frecuencia de una banda de frecuencia B= 3,1 kHz (señal de voz). La información de la banda lateral superior (USB) contiene la misma información que la inferior (LSB). El índice de modulación es del 100%. www.coimbraweb.com.

 

Oscilador Local: Es un circuito electrónico que genera un tono puro (onda senoidal) cuya frecuencia es algo menor  (o a veces mayor) que la frecuencia de la portadora del canal que se recibe por la antena (que sintonizamos).

Mezclador: Es el circuito encargado de mezclar el tono generado por el oscilador local con la señal procedente de la antena (señal de Radio Frecuencia o RF), con el fin de obtener la señal de frecuencia intermedia.

Demodulador: Circuito electrónico encargado de extraer la información (señal moduladora) de la portadora. En receptores de AM suele ser un diodo de germanio.

Banda Base : Es la señal que se utiliza como moduladora, en radio sería el audio. Esta señal tiene baja frecuencia, en el caso del audio va desde 20 – 20.000 Hz. En Televisión va desde 0 a 5 Mhz.

Banda de Frecuencia Imagen: Son frecuencias no deseables que pueden ser captadas por la antena y crean interferencias a la señal original.

Frecuencia Imagen     Frecuencia Oscilador Local      Frecuencia Intermedia

Se persigue, mediante un filtro instalado tras la antena, que no entren en el receptor.

Indice de modulación:

Cuando lo que se conoce son las amplitudes de la señal portadora (Ac) y la de la señal moduladora (Am), el índice de modulación (m) será:

m = Am / Ac

 

Si lo que se conoce es la señal modulada, vista en un osciloscopio, entonces:

m  =  Amax – A min / A max + A min

indice-de-modulacion
                            Figura 9 – Indice de modulación

Varía de 0 a 1, un 1 sería 100% de modulación y 0 un 0%, lo ideal es que fuera del 100% ya que de esta forma se obtiene la máxima potencia en la transmisión, pero en la práctica se reduce para asegurar el que no se produzca sobremodulación.

 

 

4.- Conclusión

Aunque la calidad de la emisión en AM no es la de FM, se sigue utilizando con regularidad debido a:

  1. Los equipos de emisión/recepción son más simples que los de FM y más baratos.
  2. El ancho de banda utilizado por canal es más estrecho.
  3. Se optimiza más la potencia, por ejemplo en emisión AM de banda lateral superior (USB), la potencia necesaria en la emisión es 1/4 de la usada en AM standard. Esto se consigue gracias a que no se transmite la portadora (50% de la potencia) ni la banda lateral inferior (25% de la potencia). Estos receptores se utilizan en radioafición y son más complejos que los de AM de la banda comercial (desde 535 a 1605 kHz).

Hay que tener en cuenta que en radio AM la información va codificada en la amplitud de la señal portadora, por lo que un rayo de una tormenta, una chispa de un motor eléctrico o de una bujía de moto, etc, van a modificar la amplitud de esta señal y por tanto introducirán un ruido,  esto no sucede en radio FM.

Por tanto, queda claro que donde busquemos calidad de sonido no se va a usar la modulación AM, pero sí en otras muchas aplicaciones que no sean tan críticas ante los ruidos.

Un Saludo.

leandrogg68

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