Antenas Parabolicas
(https://lh5.googleusercontent.com/-oGoSITeLTb8/TqxIayUxhvI/AAAAAAAAAsA/MmJFTtSBHNY/s625/1312333095_71115353_1-Fotos-de--Antena-parabolica-grillada-wifi-24-DBI.jpg)
Introducciín:La
antena parabílica es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabílico. Su nombre proviene de la similitud a la parí¡bola generada al cortar un cono recto con un plano paralelo a la directriz.
Las antenas parabílicas pueden ser usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras. En las antenas parabílicas transmisoras el reflector parabílico refleja la onda electromagnítica generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabílico, y los frentes de ondas que genera salen de este reflector en forma mí¡s coherente que otro tipo de antenas, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabílico concentra la onda incidente en su foco donde tambiín se encuentra un detector. Normalmente estas antenas en redes de microondas operan en forma full duplex, es decir, trasmiten y reciben simultí¡neamente.
Las antenas parabílicas suelen ser utilizadas a frecuencias altas y tienen una ganancia elevada.
Tipos de antenas parabílicas:(https://lh5.googleusercontent.com/-vlR0thNJc6Q/TqxIbB4IjEI/AAAAAAAAAsI/olU9HXfMhm0/s400/7e2ccc48b40fb0bc3e7436a63d69f60c-1-3-antena-wifi-parabolica-31-dbi-18-km.jpg)
Atendiendo a la superficie reflectora, pueden diferenciarse varios tipos de antenas parabílicas, los mí¡s extendidos son los siguientes:
- La antena parabílica de foco centrado o primario, que se caracteriza por tener el reflector parabílico centrado respecto al foco.
- La antena parabílica de foco desplazado u offset, que se caracteriza por tener el reflector parabílico desplazado respecto al foco. Son mí¡s eficientes que las parabílicas de foco centrado, porque el alimentador no hace sombra sobre la superficie reflectora.
- La antena parabílica Cassegrain, que se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desde el dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, o refleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector en las antenas receptoras.
Antenas Parabolicas y sus Focos:Antena parabílica de foco primario La superficie de la antena es un paraboloide de revoluciín, todas las ondas inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco estí¡ centrado en el paraboloide. Tiene un rendimiento mí¡ximo del 60% aproximadamente, es decir, de toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde, se suelen ver de tamaíño grande, aproximadamente de 1,5 m de dií¡metro.
(http://picturestack.com/915/86/SMbfocobet.png)
Antena parabílica Offset Se caracteriza por tener el reflector parabílico desplazado respecto del foco. Son mí¡s eficientes que las parabílicas de foco primario.
No es de forma parabolica propiamente dicha. Su forma es una secciín de un reflector paraboloide de forma oval. La superficie de la antena ya no es redonda, sino oval y asimítrica (elipse). El punto focal no estí¡ montado en el centro del plato, sino a un lado del mismo (offset). Así, la ventaja de esta tecnología es que la superficie de la antena ya no estarí¡ sombreada por el LNB (desde el punto de vista del satílite).
(http://picturestack.com/915/148/mwSoff1oWJ.png)
Antena Parabílica CASSEGRAIN Se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desde el dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, o refleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector en las antenas receptoras.
(http://picturestack.com/915/219/6PBcassMgW.png)
Factor de forma Dependiendo del factor de forma de la parabola, segon sea mas o menos profunda, la relaciín entre la distancia focal (f) y el diametro de la parabola (D) determinara la manera en que debemos iluminarla y las caracteristicas de los líbulos laterales.
(http://picturestack.com/915/506/tn6parabola2GsA.png)
Cí¡lculo de ganancia de una antena parabílica:Cí¡lculo de ganancia en antenas parabí²licas para el cí¡lculo de ganancias en antenas parabílicas han de quedar claros los siguientes conceptos:
- La ganancia de una antena parabílica indica la cantidad de seíñal captada que se concentra en el alimentador.
- La ganancia depende del dií¡metro del plato, de la exactitud geomítrica del reflector y de la frecuencia de operaciín. Si el dií¡metro aumenta, la ganancia tambiín, porque se concentra mayor energía en el foco.
- La exactitud geomítrica estí¡ relacionada con la precisiín con la que se ha fabricado el reflector de la antena parabílica.
- La antena debe ser parabílica de modo que exista uno y sílo un foco y que en íl se debe colocar el alimentador.
- Cualquier desviaciín de la curva parabílica harí¡ que toda la energía que llegue al reflector no se refleje en el foco, sino en un punto por delante o por detrí¡s de íste, con lo cual perderemos energía. Lo propio para las irregularidades mecí¡nicas en la superficie del reflector.
- Un golpe o abolladura presente en el plato harí¡ que las seíñales reflejadas no se desvíen correctamente hacia el foco disminuyendo la energía electromagnítica efectiva en el alimentador.
- Cuanto mayor sea la frecuencia, menor deberí¡ ser el dií¡metro del reflector. Así, una seíñal para 5.8 GHz necesita un reflector de menor dií¡metro que otra seíñal en 2.4GHz. La ganancia del reflector se expresa en dB y se la define con respecto a una antena isotrípica (antena de longitud omnidireccional que se considera de ganancia unitaria); es decir, en relaciín a una antena que reciba exactamente lo mismo en todas direcciones.
(http://picturestack.com/914/427/ci9Ganancia1Esw.png)
Tenemos que la ganancia de una antena parabílica viene dada por:
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/es/math/9/7/e/97e28d9bce3b616a1ed25865b89ab4db.png)
- G = ganancia de potencia ( no en dB)
- n = eficiencia global
- D = dií¡metro del plato
- L = longitud de onda de espacio libre
1. A 5,8 Ghz la longitud de onda estí¡ dada por:
Longitud de onda = C/f = 300*10exp6 m/s/ 5,8*10exp9 Hz = 5,17 cm
Para el dato de la eficiencia, tendremos en cuenta que la representaciín de la eficiencia global de iluminaciín del reflector (ï¨g) en funciín del í¡ngulo de apertura mí¡ximo 0, indica que para que dicha eficiencia sea mí¡xima se produce para un í¡ngulo en el que el pedestal del campo en la apertura C estí¡ 10 dB por debajo del mí¡ximo.
Tendremos:(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Ganncia_2.png)
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Ganancia_3.png)
2. Considerando que tenemos una eficiencia del 80 % por lo que:
G= 0.8 * 9,86 * 0,36 / 0,00267 = 1062,4 (ganancia en potencia)
G= 10* log 1062,4 = 30,26 dB
Como podemos ver, el valor es muy cercano al proporcionado en la hoja de características de la antena.
3. Tambiín podemos calcular su apertura del haz, para ello se utiliza la siguiente ecuaciín:
Ancho de Haz = 70 * L / D = 70 * 0,0517 / 0,6 = 6.031 grados, como indica en su hoja de caracteristicas.
Ganancias a partir de un dií¡metro teírico:18 dBi = 46 cm
19 dBi = 52 cm
20 dBi = 58 cm
21 dBi = 65 cm
22 dBi = 73 cm
23 dBi = 82 cm
24 dbi = 92 cm
25 dBi = 103 cm
26 dBi = 115 cm
27 dBi = 130 cm
28 dbi = 145 cm
29 dBi = 163 cm
30 dbi = 183 cm
El rendimiento de la antena parabílica es medio, 45/55%. El volumen de la antena, teniendo en cuenta la longitud del soporte y el punto focal es considerable.
Nota: cualquier parabílica puede ser utilizada para WIFI , con la condiciín de prever una fuente adaptada, patch o quad mono o doble, etc.
La antena guía de onda ranurada. Estas antenas ya sean direccionales u omnidireccionales son utilizadas para el conseguir el mayor alcance posible, algunos kilímetros.
Las antenas de panel y parabílicas son ínicamente direccionales, es decir que son utilizadas en una sola direcciín (mí¡s o menos abierta) en perjuicio de otras direcciones.