PELIGRO ADVERTENCIA INICIAL PELIGRO
Cuando se emplean antenas de cuadro en trasmisión, aun con potencias relativamente bajas, se presentan tensiones peligrosa sobre ella. Instálela lejos del alcance de los niños y trabaje con extremo cuidado al realizar los ajustes. Evite ajustar la antena mientras está excitada.
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Las antenas de cuadro son casi tan antiguas como la radio misma. Verlas hoy nos produce un nostálgico y romántico recuerdo. La aparición de la antena de Ferrite hace más de cuatro décadas las relegó el arcón de los recuerdos.
Hace poco tiempo, hallé en la internet con un artículo de Kenneth H. Patterson que mencionaba el empleo de estas antenas en sistemas militares, destacando numerosas bondades que despertaron mi curiosidad, (la mayoría del material publicado, está en inglés). http://perso.wanadoo.fr/f5qz/pagham/ham02.htm
Las sorpresas fueron muy interesantes y me indujeron a escribir en castellano lo aprendido sobre ellas. No he realizado experiencias personales y este trabajo sólamente consiste en material para discusión, análisis y experimentación de los aficionados de habla hispana que puedan estar interesados.
Descripción básica
Una antena de cuadro o "loop" básicamente está constituida por una o más espiras conductoras formando un cuadrado, hexágono, octógono o círculo, con dimensiones físicas que pueden variar desde las pequeñas (en HF) de 30 o 40 cm de diámetro, hasta las "mayores" de varios metros, según la frecuencia y el rendimiento esperado. La inductanca de la o las espiras habitualmente está sintonizada por un capacitor variable y ellas se acoplan a la línea de trasmisión mediante un eslabón o un acoplamiento capacitivo como se muestra en la figura.
Primero es lo primero...
Suelo decir que no existe "la mejor antena", pero si puede existir la mejor antena para un juego de condiciones dadas, y no ha de ser esta la excepción...
No tiene mayor sentido comparar o discutir antenas sin hacer esta salvedad fundamental. Muchos coincidirán en que una antena Yagi con un botalón de tres longitudes de onda y catorce elementos es una muy buena antena, pero para llevar en la cintura con el handie me parece mejor la "colita de chancho".
La antena de cuadro o "magnetic loop" es una antena que presumiblemente se destacará cuando se presenten las siguientes condiciones:
No se puede emplazar un dipolo de 1/2 onda a una altura mínima adecuada (más de 0,15 de onda).
No hay espacio suficiente o puntos fijos donde afirmar los extremos de un dipolo de 1/2 onda.
No hay espacio suficiente para instalar el sistema de radiales de una vertical de cuarto de onda o ligeramente acortada mediante bobinas de carga o cargas "lineales".
No puede aceptarse la baja irradiación hacia los ángulos de elevados propia de una vertical y que hacen posible los comunicados locales via refracción en la ionósfera.
Cuando la portabilidad y rápida instalación es una característica deseable.
Cuando en las anteriores condiciones resulte necesaria una antena "de banda corrida" fácilmente ajustable.
Lo dicho muestra que sería una antena competitiva cuando haya una gran restricción de espacio y/o altura y sería, quizás, la mejor opción para quien desee operar en bandas bajas en sus salidas de camping.
La antena es principalmente útil en las frecuencias más bajas de HF pues en las más altas es fácil cumplir con los requisitos necesarios para un dipolo o una vertical convencional. Podría ser la solución para un viajante que deseara operar su estación, desde la habitación del hotel en las bandas más altas, ya que puede emplazarse fácilmente en el cuarto o sobre una ventana o balcón.
Sus desventajas...
El principal inconveniente de la antena loop radica en su reducido ancha de banda operativo por lo que requiere resintonía de su capacitor de ajuste cuando se cambia la frecuencia y probablemente requiera algún sistema motorizado, para ese efecto, si se monta alejada del trasmisor. Si fuera posible resintonizarla rápidamente esta desventaja deja de ser importante (como deja de ser importante el hecho de tener que rotar una direccional) y la sintonía contínua a lo largo de una gran banda, pasa a ser una gran ventaja.
Es una antena poco dispuesta a aceptar potencias importantes pues su altísimo Q hace necesario que el capacitor de sintonía sea de una aislación excepcionalmente alta. Cien Watts ya representan un pequeño desafío...
No puede construirse desprolijamente. Es importante que su construcción mecánica sea muy cuidadosa desde el punto de vista eléctrico, de lo contrario el rendimiento puede caer a valores inaceptables...
Algunos Porqué...
La antena de cuadro, cuando se monta con su plano vertical, es una antena de polarización vertical (redundancia aparte). La reflexión en tierra del campo irradiado por una antena de polarización horizontal se halla prácticamente en contrafase con el campo generado por la antena, de allí que ambos campos tiendan a cancelarse mutuamente. Cuando la altura del dipolo horizontal es muy baja esta cancelación reduce drásticamente el campo total. De hecho si el dipolo estuviera sobre un plano de tierra perfectamente conductor y apoyado sobre el mismo, no se irradiaría absolutamente ninguna energía al éter.
Cuando la antena es de polarización vertical, por el contrario, la reflexión en tierra está aproximadamente en fase con la producida por la antena y por lo tanto los campos se suman. Esta propiedad es fundamental para nuestro propósito porque permite instalarla a muy baja altura sin pérdidas de importancia. Lo mismo puede decirse de cualquier antena vertical, pero una convencional requiere un adecuado plano de tierra para formar la antena imagen y un "adecuado plano de tierra" no consiste simplemente en tres o cuatro radiales de un cuarto de onda.
La antena de cuadro no requiere de los planos de tierra en absoluto y esta es su principal ventaja sobre una vertical común.
El rendimiento de la loop
Toda antena tiene un rendimiento, es decir una medida de cuánta energía de la que recibe del trasmisor puede transferir hacia el espacio lejano en relación a la energía perdida en el proceso. El rendimiento se calcula teniendo en cuenta su resistencia de radiación respecto de su resistencia de pérdidas totales. La resistencia de pérdidas se asocia normalmente a las producidas en los conductores y dieléctricos de la propia antena asi como aquellos que la rodean, particularmente la tierra en las verticales que se apoyan sobre la misma o que se montan en estaciones móviles de HF.
En una antena loop las pérdidas dependen principalmente de las resistivas que produce el conductor que la forma y también las de su capacitor de sintonía.
Lo interesante es que con una antena loop de unos 3 m de diámetro se podría lograr en la banda de 40 m un rendimiento similar al de un dipolo, cuidando las pérdidas mencionadas. Esto no es poco decir, especialmente si consideramos que puede instalársela a muy baja altura sin que pierda sus buenas propiedades.
Resolver el problema de las pérdidas resistivas pasa fundamentalmente por el empleo de un material que sea muy buen conductor eléctrico y con un diámetro cercano o mayor a los 25 - 30 mm. El Cobre será nuestra primera consideración y el Aluminio ya comienza a ser considerado "una solución de compromiso".
Las uniones, si las hay, tienen que ser eléctricamente perfectas, preferentemente soldadas (y más preferentemente soldadas con plata) y las conexiones al capacitor variable mediante cinta o tubo aplastado. Para disminuir las pérdidas se recomienda emplear un variable tipo "mariposa", ya veremos luego el porqué.
Si la antena ha de emplearse en recepción solamente su realización no será tan exigene porque en las bandas bajas, habitualmente será el ruido atmosférico el que limite la recepción de una estación débil y una pérdida de 10 o 15 dB no será tan importante. En este caso pueden llegar a emplearse materiales más livianos y el capacitor de ajuste puede ser uno cualquiera de baja aislación y pocas pérdidas.
Alto Q, muy alto Q...
El cuadro es un circuito resonante serie, puesto que para que su rendimiento sea elevado las pérdidas resistivas han de reducirse a un mínimo, el Q resultante es muy alto, esto no solo estrecha la banda en la que se puede operar para una determinada posición del variable de sintonía, sino que, puesto que en un circuito sintonizado serie la tensión sobre el capacitor es Q veces la tensión aplicada al circuito, esta tensión llega a ser muy alta y, para potencias del orden de los cien Watts, ya alcanzan el orden de los miles de Volts.
Algo de teoría, para fundamentarse...
La resistencia de radiación de un loop puede conocerse mediante:
Si imaginamos un cuadro de 1 espira de 1 m de diámetro para una frecuencia de 7 MHz, la ecuación nos da:
RR = 0,0057 Ohm
Realmente esta una resistencia de radiación muy baja para los valores a que estamos acostumbrados. Entonces, para que el rendimiento de esta antena sea adecuado, su resistencia de pérdidas ha de ser necesariamente muy baja.
Para conocer las pérdidas resistivas del cuadro habrá que considerar el efecto pelicular pues la resistencia en RF del conductor es bastante mayor que la resistencia en corriente contínua. La fórmula que permite calcularla es:
(ec- 2) donde:
RCA = Resistencia en corriente alterna.
r = Resistividad del conductor (Cobre = 1,7 x 10-8 Ohm-m).
m = permeabilidad del conductor (Cobre = 4 x Pi x 10-7).
w = Pulsación = 2 x p x f (f en Hz).
l = longitud del conductor en metros.
d = díámetro del conductor en metros.
Una vez conocida la resistencia en corriente alterna de nuestro loop la consideraremos nuestra resistencia de pérdidas principal. Podríamos considerar algo de resistencia de pérdidas por proximidad a tierra, pero son de poca importancia y con un capacitor de sintonía tipo mariposa con dieléctrico de aire tambén serán poco importantes las del capacitor. La eficiencia de la antena se calcula del modo tradicional a saber:
RR x 100
Ef = ----------- (ec-3) donde:
RR + RP
Ef = Eficiencia expresada en porcentaje.
RR = Resistencia de radiación calculada con la ec-1.
RP = Resistencia de pérdidas totales, en nuestro caso la de radiación más las resistivas calculadas con la ec-2.
Una primera aproximación...
Supongamos que deseamos un cuadro circular para la banda de 40 m. Probemos qué sucede con uno de 2 m de diámetro y 20 mm de sección de conductor.
Mediante la ec-1 obtenermos que la resistencia de radiación es: 0,0910 Ohms
Mediante la ec-2 obtenemos la resistencia en corriente alterna: 0,0692 Ohms
Mediante la ec-3 obtenemos el rendimiento: 56,8 %
Nada mal para una antenita de solamente DOS METROS DE DIAMETRO...!
Vemos que apenas está unos 3 dB por debajo de una antena de máximo rendimiento.
Si ahora realizamos los cálculos para la banda de 80 m con la misma antena obtenemos:
Mediante la ec-1 obtenermos que la Resistencia de radiación es: 0,0057 Ohms
Mediante la ec-2 obtenemos la resistencia en corriente alterna: 0,0049 Ohms
Mediante la ec-3 obtenemos el rendimiento: 10,4 %
Ya no es tan bueno pues representa una disminución próxima a los 10 dB por debajo de una antena eficiente. Para el caso es como si operáramos nuestro trasmisor de 100 W con solo 10 W, pero muchos amigos podrán contarle los buenos comunicados que se logran con un viejo Yaesu FT-7 o un transversor SOLVEGJ...
¿Que tal si nos estiramos un poco para ver si podemos lograr un mejor rendimiento en 80?. Aumentamos el diámetro del loop a 3 m y el del tubo a 38,1 mm (1 1/4"). Entonces en 80 m:
Con la ec-1 obtenemos que la Resistencia de radiación es: 0,0289 Ohms
Con la ec-2 obtenemos la resistencia en corriente alterna: 0,0388 Ohms
Con la ec-3 obtenemos el rendimiento: 42,7 %
Parece que hemos logrado casi alcanzar en 80 la eficiencia de la anterior en 40 ¿Cuánto rendirá este modelo en 40 m? Veamos...
Con la ec-1 obtenemos que la Resistencia de radiación es = 0,4617 Ohms
Con la ec-2 obtenemos la resistencia en corriente alterna = 0,0548 Ohms
Con la ec-3 obtenemos el rendimiento = 89,4 %
Los primeros resultados parecen muy alentadores y aunque no hemos considerado alguna pérdida adicional por proximidad a tierra sabemos que estas no deteriorarán muy significativamente la performance.
Prosiguiendo la investigación...
Luego de este recreo para "probar a ver que pasa" debemos afilar la punta al lápiz un poco más.
En el diseño del cuadro habrá que tener en cuenta varios factores, su inductancia, su Q, su capacidad distribuida, etc. Por ejemplo, para que pueda sintonizarse mediante un capacitor, evidentemente el cuadro deberá ser inductivo a la frecuencia de trabajo, esto limita su tamaño, pero justamente esta es una ventaja que deseamos aprovechar. Como regla práctica se calcula de manera que su perímetro no exceda 1/4 de onda a la frecuencia de trabajo más alta y de allí se obtiene, su diámetro (o diagonal). Veamos un ejemplo:
¿Cuál será el máximo diámetro para un cuadro circular de una espira que operará 40 m de acuerdo a esta regla?
1/4 de onda = 10 m
Diámetro = 10 m / p = 3,18 m
Inductancia y capacidad distribuida del cuadro
Con diámetros muy grandes, en general la inductancia del cuadro será tal, que no será posible sintonizarlo mediante un capacitor variable debido a la capacidad distribuida, ahora bien, ¿cómo podemos conocer la inductancia del loop?. Existen fórmulas aproximadas para inductores circulares de una espira, por ejemplo:
L[mHy] = 0,2 * P * [ln (4000 * P/d) - 2,451]
En nuestros ejemplos anteriores: La de 2 m y 20 mm 5,9 mHy, la de 3 m y 38,1 mm, 8,4 mHy.
Para hallar la capacidad distribuida empleamos:
C [pF] = 2,7 x P
En nuestros ejemplos anteriores: La de 2 m de diámetro del cuadro y 20 mm de diámetro del caño => 16,96 pF; la de 3 m y 38,1 mm respectvamente => 25,44 pF
Donde P = Perímetro de la espira medido a través del centro del conductor en m; d = diámetro del conductor en mm.
Calculando la capacidad de sintonía
Habiendo obtenido la inductancia del cuadro es muy fácil calcular la capacidad mínima necesaria para la frecuencia de operación más baja.
C = 1.000.000 / 4 p2 f2 L C en pF, f en MHz, L en mHy
Para el cuadro de 2m obtenemos reemplazando...
C = 1.000.000 / 4 p2 7 MHz2 5.9 mHy = 87,6 pF
Un capacitor de 100 pf más la capacidad distribuida, aseguran la sintonía del cuadro...
Q del cuadro
El Q es necesario no solamente para conocer el ancho de banda de la antena, sino también otro valor fundamental: La tensión que deberá ser capaz de manejar el capacitor de sintonía de acuerdo a la potencia aplicada. El Q surge de la definición tradicional: Q = XL/R, siendo XL = 2 p f L
Q = 2 p f L / Rt, donde Rt es la resistencia total, es decir la de radiación más la de pérdidas.
Como ejemplo calculemos el Q del cuadro de 2 m en 40 m:
Q = (2 p f L) / Rt con f en MHz, L en mHy y R en W
Q = (2 x 3,14 x 7 MHz x 8,381 mHy) / (0,0910W+ 0,0692W)
Q = 2.300
El ancho de banda se calcula también del modo tradicional recordando que Q = f/Df, entonces => Df = f/Q
Df = f/Q = 7 x 106 Hz / 2.300 = 3.043 Hz
Df = 3.043 Hz
Nótese el extremadamente pequeño ancho de banda que apenas supera los 3 KHz entre los puntos de -3 dB y que nos indica la necesidad de una resintonía imprescindible al desplazarnos de frecuencia. También podemos ver que puede ser una solución excelente para un receptor de conversión directa afectado por la recepción indeseada de estaciones de AM muy intensas o un receptor susceptible a problemas de modulación cruzada. Es posible que en estas condiciones la misma antena cercene parte del espectro de una señal de AM.
Capacitor de sintonía
El capacitor de sintonía requiere una cuidadosa consideración. El mismo estará sujeto a tensiones de RF muy elevadas aun con potencias menores.
El capacitor preferido (dentro de los comunes) será uno de los denominados "mariposa", se lo emplea conectando los extremos del cuadro a cada uno de los estatores. En caso de emplear un capacitor de estator dividido, también habrá que emplearlo conectando al loop los estatores con lo que su capacidad útil se reduce a la mitad.
Lo que no debe hacerse es emplear el capacitor con el juego de placas fijas a un extremo del loop y el de las móviles al otro, porque el sistema de rozamiento que efectúa la conexión con las placas móviles introducirá pérdidas inaceptables. Una posibilidad, si la construcción lo permite sería conectar el juego de placas móviles mediante una sólida malla soldada que sustituya al sistema de rozamiento.
También puede emplearse satisfactoriamente un trombón simple o doble. Un capacitor al vacío permitirá manejar elevadas potencias con mucha comodidad.
Tensión del capacitor
La tensión que aparece sobre el capacitor en resonancia se calcula mediante:
_______
V = 0,000001 Ö P XL Q con P en Watts, XL en Ohms y C en pF
recordando que
XL = 2 p f L = 2 x 3,14 x 7 MHz x 5,9 mHy = 260 W entonces
____________________
V = Ö 100 W x 260 W x 2.300 = 7.733 Vrms
Vemos que aun para potencias moderadas la tensión sobre el capacitor es muy grande (y peligrosa).
La aislación de un capacitor de placas planas ronda en unos 1.500 Vrms/mm, de esta manera la separación necesaria estará en: 7.733 / 1.500 = 5,2 mm o más. Los bordes de las chapas deben ser redondeados (sin filo) y las mismas han de ser lisas para evitar puntos que podrían dar inicio a una descarga corona.
Detalles constructivos
El eslabón de acoplamiento tiene un diámetro que será aproximadamente 1/5 a 1/6 del diámetro del loop para una correcta adaptación a una línea de 50 Ohms.
domingo, 20 de marzo de 2011
bajadas y altura de antenas
Tablas de bajadas y altura de antenas sobre el suelo.
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 80 m. 3.500 56.57 28.29 14.14 42.86 30.00 21.00
3.550 55.77 27.89 13.94 42.25 29.58 20.70
3.600 55.00 27.50 13.75 41.67 29.17 20.42
3.650 54.25 27.12 13.56 41.10 28.77 20.14
3.700 53.51 26.76 13.38 40.54 28.38 19.86
3.750 52.80 26.40 13.20 40.00 28.00 19.60
3.800 52.11 26.05 13.03 39.48 27.63 19.34
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 40 m. 7.000 28.29 14.14 7.07 21.43 15.00 10.50
7.050 28.09 14.04 7.02 21.28 14.89 10.43
7.100 27.89 13.94 6.97 21.13 14.79 10.35
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 31 m. 10.100 19.60 9.80 4.90 14.85 10.40 7.28
10.150 19.51 9.75 4.88 17.478 10.34 7.24
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 20 m. 14.000 14.14 7.07 3.54 10.71 7.50 5.25
14.050 14.09 7.05 3.52 10.68 7.47 5.23
14.100 14.04 7.02 3.51 10.64 7.45 5.21
14.150 13.99 7.00 3.50 10.60 7.42 5.19
14.200 13.94 6.97 3.49 10.56 7.39 5.18
14.250 13.89 6.95 3.47 10.53 7.37 5.16
14.300 13.85 6.92 3.46 10.49 7.34 5.14
14.350 13.80 6.90 3.45 10.45 7.32 5.12
14.400 13.75 6.87 3.44 10.42 7.29 5.10
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 17 m. 18.050 10.97 5.48 2.74 8.31 5.82 4.07
18.100 10.94 5.47 2.73 8.29 5.80 4.06
18.150 10.91 5.45 2.73 8.26 5.79 4.05
18.200 10.88 5.44 2.72 8.24 5.77 4.04
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 15 m. 21.000 9.43 4.71 2.36 7.14 5.00 3.50
21.050 9.41 4.70 2.35 7.13 4.99 3.49
21.100 9.38 4.69 2.35 7.11 4.98 3.48
21.150 9.36 4.68 2.34 7.09 4.96 3.48
21.200 9.34 4.67 2.33 7.08 4.95 3.47
21.250 9.32 4.66 2.33 7.06 4.94 3.46
21.300 9.30 4.65 2.32 7.04 4.93 3.45
21.350 9.27 4.64 2.32 7.03 4.92 3.44
21.400 9.25 4.63 2.31 7.01 4.91 3.43
21.450 9.23 4.62 2.31 6.99 4.90 3.43
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 12 m. 24.800 7.98 3.99 2.00 6.05 4.23 2.96
24.900 7.95 3.98 1.99 6.02 4.22 2.95
25.000 7.92 3.96 1.98 6.00 4.20 2.94
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 10 m. 28.000 7.07 3.54 1.77 5.36 3.75 2.62
28.250 7.01 3.50 1.75 5.31 3.72 2.60
28.500 6.95 3.47 1.74 5.26 3.68 2.58
28.750 6.89 3.44 1.72 5.22 3.65 2.56
29.000 6.83 3.41 1.71 5.17 3.62 2.53
29.250 6.77 3.38 1.69 5.13 3.59 2.51
29.500 6.71 3.36 1.68 5.08 3.56 2.49
29.750 6.66 3.33 1.66 5.04 3.53 2.47
30.000 6.61 3.30 1.65 5.00 3.50 2.45
.
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 80 m. 3.500 56.57 28.29 14.14 42.86 30.00 21.00
3.550 55.77 27.89 13.94 42.25 29.58 20.70
3.600 55.00 27.50 13.75 41.67 29.17 20.42
3.650 54.25 27.12 13.56 41.10 28.77 20.14
3.700 53.51 26.76 13.38 40.54 28.38 19.86
3.750 52.80 26.40 13.20 40.00 28.00 19.60
3.800 52.11 26.05 13.03 39.48 27.63 19.34
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 40 m. 7.000 28.29 14.14 7.07 21.43 15.00 10.50
7.050 28.09 14.04 7.02 21.28 14.89 10.43
7.100 27.89 13.94 6.97 21.13 14.79 10.35
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 31 m. 10.100 19.60 9.80 4.90 14.85 10.40 7.28
10.150 19.51 9.75 4.88 17.478 10.34 7.24
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 20 m. 14.000 14.14 7.07 3.54 10.71 7.50 5.25
14.050 14.09 7.05 3.52 10.68 7.47 5.23
14.100 14.04 7.02 3.51 10.64 7.45 5.21
14.150 13.99 7.00 3.50 10.60 7.42 5.19
14.200 13.94 6.97 3.49 10.56 7.39 5.18
14.250 13.89 6.95 3.47 10.53 7.37 5.16
14.300 13.85 6.92 3.46 10.49 7.34 5.14
14.350 13.80 6.90 3.45 10.45 7.32 5.12
14.400 13.75 6.87 3.44 10.42 7.29 5.10
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 17 m. 18.050 10.97 5.48 2.74 8.31 5.82 4.07
18.100 10.94 5.47 2.73 8.29 5.80 4.06
18.150 10.91 5.45 2.73 8.26 5.79 4.05
18.200 10.88 5.44 2.72 8.24 5.77 4.04
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 15 m. 21.000 9.43 4.71 2.36 7.14 5.00 3.50
21.050 9.41 4.70 2.35 7.13 4.99 3.49
21.100 9.38 4.69 2.35 7.11 4.98 3.48
21.150 9.36 4.68 2.34 7.09 4.96 3.48
21.200 9.34 4.67 2.33 7.08 4.95 3.47
21.250 9.32 4.66 2.33 7.06 4.94 3.46
21.300 9.30 4.65 2.32 7.04 4.93 3.45
21.350 9.27 4.64 2.32 7.03 4.92 3.44
21.400 9.25 4.63 2.31 7.01 4.91 3.43
21.450 9.23 4.62 2.31 6.99 4.90 3.43
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 12 m. 24.800 7.98 3.99 2.00 6.05 4.23 2.96
24.900 7.95 3.98 1.99 6.02 4.22 2.95
25.000 7.92 3.96 1.98 6.00 4.20 2.94
Banda Frecuencia en Khz. Cable coaxial de bajada.
Longitud en metros. Altura en metros del suelo
Angulo de radiación
1 onda 1/2 onda 1/4 onda 30º 45º Recomen.
HF 10 m. 28.000 7.07 3.54 1.77 5.36 3.75 2.62
28.250 7.01 3.50 1.75 5.31 3.72 2.60
28.500 6.95 3.47 1.74 5.26 3.68 2.58
28.750 6.89 3.44 1.72 5.22 3.65 2.56
29.000 6.83 3.41 1.71 5.17 3.62 2.53
29.250 6.77 3.38 1.69 5.13 3.59 2.51
29.500 6.71 3.36 1.68 5.08 3.56 2.49
29.750 6.66 3.33 1.66 5.04 3.53 2.47
30.000 6.61 3.30 1.65 5.00 3.50 2.45
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Fabricacion de Antenas
Fabricacion de Antenas
Resumen
Las antenas han sido de gran utilidad enlos ultimos años debido a que han incrementado la capacidad de transmitir y recibir informacion a distancia con bastante precision.Particularmente las antenas Yagi-Uda han tenido un gran uso debido asus caracteristicas y la posibilidad de ser utilizadas para una gran variedad de aplicaciones como son la radio aficionada y la television.
En el presente documento se analizara el diseño, construccion y caracterisiticas de una antena Yagi-Uda que funciona en la banda de174MHz a 216MHz, la cual esta determinada para la transmision de television de los canales 7 al 13.
Introduccion
Una Antena es un elemento que convierte la energia electrica de altafrecuencia, entregada por el transmisor, en ondas electromagneticas que pueden viajar por el espacio, llevando la informacion hacia uno o varios receptores. Cuando Hertz realizo sus primeros experimentos sobrela transmision inalambrica de ondas electromagneticas, empezo a utilizar las antenas.
Pero las antenas, tal como las conocemos hoy, se originaron en los experimentos de Marconi y Popov, que desarrollaron las primeras tecnologias sobre este importante aspecto de las radiocomunicaciones. Una antena es basicamente un pedazo de material conductor que esta conectado al transmisor. Este conductor es generalmente un alambre de cobre o una varilla de aluminio, material muy utilizado debido a su buena resistencia y bajo peso. Para que una antena cumpla su funcion correctamente, debe tener un determinado tamaño, forma y estar construida con materiales especiales.
Marco teorico
Las antenas se basan en el principio de la radiacion producida al circular una corriente electrica por un conductor. Esta corriente produce un campo magnetico alrededor del conductor, cuyas lineas de fuerza estan en angulo recto con respecto al conductor y su direccion esta determinada por la direccion de la corriente. Este campo magnetico es variable y sigue las mismas ondulaciones de la corriente electrica de alta frecuencia que se le entrega a la antena. Cuando el transmisor entrega la señal de corriente alterna, esta aumenta desde cero voltios hasta su maximo valor hasta al llegar al pico maximo de voltaje,la antena adquiere una carga electrica positiva. Esta carga produce a sualrededor un campo electrico. Cuando la señal de corriente alterna empieza a decrecer de su maximo valor hacia cero, el campo electrico tambien decrece. Por lo mismo se puede concluir que en una antena existen un campo electrico y un campo magnetico simultaneos que siguen las variaciones de la señal entregada a ella, y que ademas sonperpendiculares entre si.
Figura 1. Ondas Electricas y Magnéticas.
Asi resulta una radiacion de energias electrica y magnetica que se unen para formar las ondas electromagneticas.
El tipo de antena mas sencillo consiste en un conductor de suficiente longitud para permitir que la carga electrica se desplace de un extremo a otro y viceversa durante cada ciclo de la señal de radiofrecuencia.Se dice entonces que ese conductor es una antena de 1/2 longitud de onda. Hay dos tipos principales de antenas:
La antena tipo Hertz, que consiste en una antena horizontal aislada de la tierra con un tamaño de1/2 longitud de onda de la frecuencia que se desea transmitir. Esta antena esta formada por dos alambres y recibe popularmente el nombre de antena dipolo.
La antena tipo Marconi, que utiliza como uno de sus polos la tierra, y mide 1/4 de la longitud de la onda para transmitir. Este tipo de antena se monta en forma vertical (l/4).
Las antenas poseen diferentes caracteristicas con las cuales se puede medir su calidad. Las principales caracteristicas que se deben tener encuenta son:
Impedancia
directividad
ganancia
polarizacion
ancho de banda.
Impedancia de una Antena
El valor de la impedancia de una antena es la resistencia que esta presenta en su punto de conexion a la señal de corriente alterna que le llega del transmisor por la linea de transmision. Esta impedancia debe ser igual a la impedancia de la linea de transmision para que haya una maxima transferencia de energia.
Cuando la impedancia de la antena es de un valor diferente se utilizan bobinas o transformadorescon el fin de acoplar esas impedancias.
Directividad
De acuerdo a su posicion y forma, una antena irradia la energia entregada por el transmisor en una disposicion especifica. Esta disposicionrecibe el nombre de patron de radiacion o directividad. Segun este parametro, existen dos grupos de antenas:
Las antenas omnidireccionales: que son las que irradian las ondas en forma casi uniforme en todas las direcciones
las antenas direccionales: que concentran la energia en una sola direccion. Este patron de radiacion se refiere teoricamente al espacio libre sin tener en cuenta los obstaculos que pueda encontrar la señal.
Figura 2. Patrones de Radiación y Directividad
Ganancia
Teniendo en cuenta el patron de radiacion, se dice que una antena tiene ganancia no en el sentido que amplifica la señal recibida del transmisor, si no que la concentra hacia una sola direccion, o que hace ver como si laseñal fuera emitida con una potencia mayor. Este es el caso de las antenas direccionales que dirigen sus ondas hacia un solo sector,llegando la señal con mas fuerza que si fuera emitida por una antena omnidireccional.
Para determinar la ganancia se establece la intensidad en un punto, irradiada por una antena omnidireccional sin ganancia y la intensidad de la señal emitida por la antena direccional.La relacion de estas señales se utiliza para obtener los decibeles de ganancia.
Polarizacion
La polarizacion de una antena se refiere a la direccion del campo electrico dentro de la onda electromagnetica emitida por esta.
Las antenas verticales emiten un campo electrico vertical y se dice que estan polarizadas verticalmente.
Las antenas horizontales tienen, por lo tanto, polarizacion horizontal.
Para que haya una buena comunicacion entre dos estaciones, estas deben tener el mismo tipo de polarizacion. Por ejemplo en el caso de la Banda Ciudadana, se utilizan preferiblemente las antenas verticales tanto para las estaciones fijas, como para las estaciones moviles.
Antenas Yagi-Uda
Las antenas Yagi-Uda estan constituidas por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamenteen la recepcion de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo electrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. Los elementos no activados se denominan parasitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parasitos.
Su ganancia esta dada por:
G = 10 log n
donde n es el numero de elementos por considerar.
Por ejemplo para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de 0.15 , y entre el activo y el director esde 0.11 . Estas distancias de separacion entre los elementos son las que proporcionan la optima ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirian destructivamente entre si, bajando la ganancia. Como se puede observar, este diseñoo de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar esta cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 alcanal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razon se utiliza la denominada antena yagi debanda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia. Para considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda deseado, la ganancia optima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el denominado "en linea".
A continuacion se hara el analisis matemetico para hallar las expresiones particulares de campo electrico en la region de radiacion de la antena.
La Figura 3 muestra la geometria utilizada para el desarrollo de las ecuaciones.
Figura 3. Geometria de la antena.
De acuerdo con esta geometria las ecuaciones que definen el potencial magnetico para cualquier punto P (x,y,z) en el espacio estan representadas por.
Una vez el vector de potencial magnetico A ha sido calculado para un punto de observacion
P (x,y,z), es posible obtener el vector de campo magnetico H producido en el mismo punto de observacion mediante la siguiente ecuacion:
Por lo tanto el campo electrico se define como:
Suponiendo Az y Ay iguales a cero, y desarrollando las expresiones de campo electrico y magnetico en funcion de Ax se puede llegar a la expresion final de campo electrico y por consiguiente hallar su magnitud por medio de la siguiente ecuacion:
De igual forma se pueden obtener las expresiones para la impedancia de entrada de la antena y ganancia:
Con base en estas ecuaciones se hizo una simulacion en MatLab para poder hallar de forma teorica el patron de radiacion de la antena, su impedancia de entrada y su ganancia.
La Figura 4 muestra el patron de radiacion obtenido con la simulacion.
Zin=47.7372 - 8.8190i
G=9.0891 dBi
Figura 4. Patron de Radiacion
PROCEDIMIENTO
La antena elegida para realizar fue la Yagi-Uda, con un ancho de banda que abarca frecuencias desde 174MHz hasta 216MHz, frecuencias asignadas a los canales del 7 al 13 para la radiodifusion de television. Como frecuencia central se eligio 187.5MHz
Se decidio construir una antena con 5 elementos: un elemento activo el cual es un dipolo doblado trombon, un reflector y tres directores. Este tipo de antenas fueron ampliamente usadas para la recepcion de television.
La Figura 5 muestra las consideraciones de dimensiones que deben ser tomadas encuenta para la construccion de una antena yagi de 5 elementos.
Figura 5. Consideraciones.
La Tabla 1 muestra las longitudes de los elementos y espaciamientos para la antena realizada.
Tabla 1. Longitudes y Espaciamientos
Elemento
Longitud
Espaciamiento al siguiente Elemento
Reflector
80 cm
30 cm
Trombon
75 cm
20 cm
Director 1
70 cm
25 cm
Director 2
65 cm
25 cm
Director 3
65 cm
Una vez hallados las longitudes respectivas se procedio a construir la antena. Para el eje o Boom se utilizo alumino cuadrado de 1/2 pulgada,con una longitud de 1 m. Para los elementos se utilizo aluminio cilindrico de 1/4 de pulgada de diametro. Para los soportes de los elementos se utilizaron soportes de plastico. Finalmente los elementos fueron unidos al boom mediante tornillos.
Despues de la construccion de la antena se procedio a comprobar su funcionamiento. El montaje aproximado se muestra en la Figura 6.
Figura 6. Montaje Usado
Se conecta la antena al generador. La antena fue apuntada hacia el analizador de espectro y esta fue rotada para poder ver la magnitud endecibles que se obtenia en el analizador de espectro para asi poder comprobar la ganancia y directividad de la antena. Los resultados semuestran a continuacion.
RESULTADOS
Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2. Resultados de las Mediciones
Angulo (°)
Amplitud (dB)
R*Cos( )
R*Sen( )
0
-20,80
1,000
0,000
10
-20,83
0,978
0,062
20
-22,00
0,713
0,146
30
-24,60
0,361
0,117
40
-37,10
0,018
0,015
50
-40,35
0,007
0,010
60
-42,60
0,003
0,010
70
-42,52
0,002
0,008
80
-41,74
0,001
0,003
90
-29,45
0,000
0,003
100
-30,10
-0,020
0,004
110
-35,80
-0,011
0,004
120
-34,10
-0,023
0,004
130
-33,40
-0,035
0,009
140
-32,50
-0,052
0,015
150
-31,60
-0,072
0,020
160
-30,75
-0,095
0,022
170
-29,50
-0,133
0,017
180
-28,40
-0,174
0,000
190
-29,50
-0,133
-0,017
200
-30,75
-0,095
-0,022
210
-31,60
-0,072
-0,020
220
-32,50
-0,052
-0,015
230
-33,40
-0,035
-0,009
240
-34,10
-0,023
-0,004
250
-35,80
-0,011
-0,004
260
-30,10
-0,020
-0,004
270
-29,45
0,000
-0,003
280
-41,74
0,001
-0,003
290
-42,52
0,002
-0,008
300
-42,60
0,003
-0,010
310
-40,35
0,007
-0,010
320
-37,10
0,018
-0,015
330
-24,60
0,361
-0,117
340
-22,00
0,713
-0,146
350
-20,83
0,978
-0,062
360
-20,80
1,000
0,000
Haciendo un grafico en Microsoft Excel se obtiene un bosquejo del patron de radiacion como se muestra en la Figura 7.
Figura 7. Patron de Radiacion Obtenido
A continuacion se presentan los calculos de ganancia de la antena:
Nivel de potencia en el receptor: -20,8dBm
Potencia en el receptor PRX: 8.2 Watts
Nivel de potencia en el trasmisor: 10dBm
Potencia en el trasmisor: 16mW
Densidad de Potencia de una antena Isotropica:
Pa=Pr /(4 r2) = 16mW / (4 (4m)2) = 79.58 W/m2
Densidad de Potencia captada por dipolo:
Altura efectiva: he = hf / 2 = 30cm / 2 = 15cm
Resistencia de radiacion:
Rr = 5 ( l)2 = 5((2 / ) * /7))2 = 4.028
Area efectiva: Ae = (Zi * (he)2 ) / Rr = 0,526m2
Densidad potencia receptor:
PaRX = PRX / Ae = 15,59 W / m2
Por lo tanto se tiene que :
Ganancia antena: Pa / PaRX = 5.1
Ganancia en dB: 7,08dBi
CONCLUSIONES
De la practica realizada en el laboratorio, se pueden obtener las siguientes conclusiones:
La practica es esencial para el aprendizaje de toda ciencia, y su complemento con la teoria debe ser fundamental para la comprension afondo de la asignatura.
El analizador de espectros puede resultar en una herramienta de trabajo muy poderosa cuando se esta haciendo diseño e implementacion de antenas, redes inalambricas, y otro tipo de aplicaciones en las que se trabaje en frecuencias correspondientes a la banda de radiofrecuencia.
Determinar correctamente el ancho de banda de trabajo de una antenta es muy necesario en el momento de utilizarla para cualquier tipo de aplicacion, debido a que es necesario conocer las limitaciones del elemento usado.
El calculo y posteriormente la obtencion del patron de radiacion de una antena es muy importante para poder realizar montajes o redes con la misma, ya que el patron de radiacion indica, la direccion o direcciones en las cuales, la antena debe ser orientada para poder obtener la maxima señal posible de ella.
Bibliografia
KRAUS, John D. Antennas. New York: McGraw Hill, 1950. 553 p.
BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analisis and Design. New York: John Wiley and Sons, 1997. 941 p.
Resumen
Las antenas han sido de gran utilidad enlos ultimos años debido a que han incrementado la capacidad de transmitir y recibir informacion a distancia con bastante precision.Particularmente las antenas Yagi-Uda han tenido un gran uso debido asus caracteristicas y la posibilidad de ser utilizadas para una gran variedad de aplicaciones como son la radio aficionada y la television.
En el presente documento se analizara el diseño, construccion y caracterisiticas de una antena Yagi-Uda que funciona en la banda de174MHz a 216MHz, la cual esta determinada para la transmision de television de los canales 7 al 13.
Introduccion
Una Antena es un elemento que convierte la energia electrica de altafrecuencia, entregada por el transmisor, en ondas electromagneticas que pueden viajar por el espacio, llevando la informacion hacia uno o varios receptores. Cuando Hertz realizo sus primeros experimentos sobrela transmision inalambrica de ondas electromagneticas, empezo a utilizar las antenas.
Pero las antenas, tal como las conocemos hoy, se originaron en los experimentos de Marconi y Popov, que desarrollaron las primeras tecnologias sobre este importante aspecto de las radiocomunicaciones. Una antena es basicamente un pedazo de material conductor que esta conectado al transmisor. Este conductor es generalmente un alambre de cobre o una varilla de aluminio, material muy utilizado debido a su buena resistencia y bajo peso. Para que una antena cumpla su funcion correctamente, debe tener un determinado tamaño, forma y estar construida con materiales especiales.
Marco teorico
Las antenas se basan en el principio de la radiacion producida al circular una corriente electrica por un conductor. Esta corriente produce un campo magnetico alrededor del conductor, cuyas lineas de fuerza estan en angulo recto con respecto al conductor y su direccion esta determinada por la direccion de la corriente. Este campo magnetico es variable y sigue las mismas ondulaciones de la corriente electrica de alta frecuencia que se le entrega a la antena. Cuando el transmisor entrega la señal de corriente alterna, esta aumenta desde cero voltios hasta su maximo valor hasta al llegar al pico maximo de voltaje,la antena adquiere una carga electrica positiva. Esta carga produce a sualrededor un campo electrico. Cuando la señal de corriente alterna empieza a decrecer de su maximo valor hacia cero, el campo electrico tambien decrece. Por lo mismo se puede concluir que en una antena existen un campo electrico y un campo magnetico simultaneos que siguen las variaciones de la señal entregada a ella, y que ademas sonperpendiculares entre si.
Figura 1. Ondas Electricas y Magnéticas.
Asi resulta una radiacion de energias electrica y magnetica que se unen para formar las ondas electromagneticas.
El tipo de antena mas sencillo consiste en un conductor de suficiente longitud para permitir que la carga electrica se desplace de un extremo a otro y viceversa durante cada ciclo de la señal de radiofrecuencia.Se dice entonces que ese conductor es una antena de 1/2 longitud de onda. Hay dos tipos principales de antenas:
La antena tipo Hertz, que consiste en una antena horizontal aislada de la tierra con un tamaño de1/2 longitud de onda de la frecuencia que se desea transmitir. Esta antena esta formada por dos alambres y recibe popularmente el nombre de antena dipolo.
La antena tipo Marconi, que utiliza como uno de sus polos la tierra, y mide 1/4 de la longitud de la onda para transmitir. Este tipo de antena se monta en forma vertical (l/4).
Las antenas poseen diferentes caracteristicas con las cuales se puede medir su calidad. Las principales caracteristicas que se deben tener encuenta son:
Impedancia
directividad
ganancia
polarizacion
ancho de banda.
Impedancia de una Antena
El valor de la impedancia de una antena es la resistencia que esta presenta en su punto de conexion a la señal de corriente alterna que le llega del transmisor por la linea de transmision. Esta impedancia debe ser igual a la impedancia de la linea de transmision para que haya una maxima transferencia de energia.
Cuando la impedancia de la antena es de un valor diferente se utilizan bobinas o transformadorescon el fin de acoplar esas impedancias.
Directividad
De acuerdo a su posicion y forma, una antena irradia la energia entregada por el transmisor en una disposicion especifica. Esta disposicionrecibe el nombre de patron de radiacion o directividad. Segun este parametro, existen dos grupos de antenas:
Las antenas omnidireccionales: que son las que irradian las ondas en forma casi uniforme en todas las direcciones
las antenas direccionales: que concentran la energia en una sola direccion. Este patron de radiacion se refiere teoricamente al espacio libre sin tener en cuenta los obstaculos que pueda encontrar la señal.
Figura 2. Patrones de Radiación y Directividad
Ganancia
Teniendo en cuenta el patron de radiacion, se dice que una antena tiene ganancia no en el sentido que amplifica la señal recibida del transmisor, si no que la concentra hacia una sola direccion, o que hace ver como si laseñal fuera emitida con una potencia mayor. Este es el caso de las antenas direccionales que dirigen sus ondas hacia un solo sector,llegando la señal con mas fuerza que si fuera emitida por una antena omnidireccional.
Para determinar la ganancia se establece la intensidad en un punto, irradiada por una antena omnidireccional sin ganancia y la intensidad de la señal emitida por la antena direccional.La relacion de estas señales se utiliza para obtener los decibeles de ganancia.
Polarizacion
La polarizacion de una antena se refiere a la direccion del campo electrico dentro de la onda electromagnetica emitida por esta.
Las antenas verticales emiten un campo electrico vertical y se dice que estan polarizadas verticalmente.
Las antenas horizontales tienen, por lo tanto, polarizacion horizontal.
Para que haya una buena comunicacion entre dos estaciones, estas deben tener el mismo tipo de polarizacion. Por ejemplo en el caso de la Banda Ciudadana, se utilizan preferiblemente las antenas verticales tanto para las estaciones fijas, como para las estaciones moviles.
Antenas Yagi-Uda
Las antenas Yagi-Uda estan constituidas por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamenteen la recepcion de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo electrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. Los elementos no activados se denominan parasitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos y varios parasitos.
Su ganancia esta dada por:
G = 10 log n
donde n es el numero de elementos por considerar.
Por ejemplo para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activo es de 0.15 , y entre el activo y el director esde 0.11 . Estas distancias de separacion entre los elementos son las que proporcionan la optima ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirian destructivamente entre si, bajando la ganancia. Como se puede observar, este diseñoo de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar esta cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 alcanal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razon se utiliza la denominada antena yagi debanda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia. Para considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda deseado, la ganancia optima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el denominado "en linea".
A continuacion se hara el analisis matemetico para hallar las expresiones particulares de campo electrico en la region de radiacion de la antena.
La Figura 3 muestra la geometria utilizada para el desarrollo de las ecuaciones.
Figura 3. Geometria de la antena.
De acuerdo con esta geometria las ecuaciones que definen el potencial magnetico para cualquier punto P (x,y,z) en el espacio estan representadas por.
Una vez el vector de potencial magnetico A ha sido calculado para un punto de observacion
P (x,y,z), es posible obtener el vector de campo magnetico H producido en el mismo punto de observacion mediante la siguiente ecuacion:
Por lo tanto el campo electrico se define como:
Suponiendo Az y Ay iguales a cero, y desarrollando las expresiones de campo electrico y magnetico en funcion de Ax se puede llegar a la expresion final de campo electrico y por consiguiente hallar su magnitud por medio de la siguiente ecuacion:
De igual forma se pueden obtener las expresiones para la impedancia de entrada de la antena y ganancia:
Con base en estas ecuaciones se hizo una simulacion en MatLab para poder hallar de forma teorica el patron de radiacion de la antena, su impedancia de entrada y su ganancia.
La Figura 4 muestra el patron de radiacion obtenido con la simulacion.
Zin=47.7372 - 8.8190i
G=9.0891 dBi
Figura 4. Patron de Radiacion
PROCEDIMIENTO
La antena elegida para realizar fue la Yagi-Uda, con un ancho de banda que abarca frecuencias desde 174MHz hasta 216MHz, frecuencias asignadas a los canales del 7 al 13 para la radiodifusion de television. Como frecuencia central se eligio 187.5MHz
Se decidio construir una antena con 5 elementos: un elemento activo el cual es un dipolo doblado trombon, un reflector y tres directores. Este tipo de antenas fueron ampliamente usadas para la recepcion de television.
La Figura 5 muestra las consideraciones de dimensiones que deben ser tomadas encuenta para la construccion de una antena yagi de 5 elementos.
Figura 5. Consideraciones.
La Tabla 1 muestra las longitudes de los elementos y espaciamientos para la antena realizada.
Tabla 1. Longitudes y Espaciamientos
Elemento
Longitud
Espaciamiento al siguiente Elemento
Reflector
80 cm
30 cm
Trombon
75 cm
20 cm
Director 1
70 cm
25 cm
Director 2
65 cm
25 cm
Director 3
65 cm
Una vez hallados las longitudes respectivas se procedio a construir la antena. Para el eje o Boom se utilizo alumino cuadrado de 1/2 pulgada,con una longitud de 1 m. Para los elementos se utilizo aluminio cilindrico de 1/4 de pulgada de diametro. Para los soportes de los elementos se utilizaron soportes de plastico. Finalmente los elementos fueron unidos al boom mediante tornillos.
Despues de la construccion de la antena se procedio a comprobar su funcionamiento. El montaje aproximado se muestra en la Figura 6.
Figura 6. Montaje Usado
Se conecta la antena al generador. La antena fue apuntada hacia el analizador de espectro y esta fue rotada para poder ver la magnitud endecibles que se obtenia en el analizador de espectro para asi poder comprobar la ganancia y directividad de la antena. Los resultados semuestran a continuacion.
RESULTADOS
Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2. Resultados de las Mediciones
Angulo (°)
Amplitud (dB)
R*Cos( )
R*Sen( )
0
-20,80
1,000
0,000
10
-20,83
0,978
0,062
20
-22,00
0,713
0,146
30
-24,60
0,361
0,117
40
-37,10
0,018
0,015
50
-40,35
0,007
0,010
60
-42,60
0,003
0,010
70
-42,52
0,002
0,008
80
-41,74
0,001
0,003
90
-29,45
0,000
0,003
100
-30,10
-0,020
0,004
110
-35,80
-0,011
0,004
120
-34,10
-0,023
0,004
130
-33,40
-0,035
0,009
140
-32,50
-0,052
0,015
150
-31,60
-0,072
0,020
160
-30,75
-0,095
0,022
170
-29,50
-0,133
0,017
180
-28,40
-0,174
0,000
190
-29,50
-0,133
-0,017
200
-30,75
-0,095
-0,022
210
-31,60
-0,072
-0,020
220
-32,50
-0,052
-0,015
230
-33,40
-0,035
-0,009
240
-34,10
-0,023
-0,004
250
-35,80
-0,011
-0,004
260
-30,10
-0,020
-0,004
270
-29,45
0,000
-0,003
280
-41,74
0,001
-0,003
290
-42,52
0,002
-0,008
300
-42,60
0,003
-0,010
310
-40,35
0,007
-0,010
320
-37,10
0,018
-0,015
330
-24,60
0,361
-0,117
340
-22,00
0,713
-0,146
350
-20,83
0,978
-0,062
360
-20,80
1,000
0,000
Haciendo un grafico en Microsoft Excel se obtiene un bosquejo del patron de radiacion como se muestra en la Figura 7.
Figura 7. Patron de Radiacion Obtenido
A continuacion se presentan los calculos de ganancia de la antena:
Nivel de potencia en el receptor: -20,8dBm
Potencia en el receptor PRX: 8.2 Watts
Nivel de potencia en el trasmisor: 10dBm
Potencia en el trasmisor: 16mW
Densidad de Potencia de una antena Isotropica:
Pa=Pr /(4 r2) = 16mW / (4 (4m)2) = 79.58 W/m2
Densidad de Potencia captada por dipolo:
Altura efectiva: he = hf / 2 = 30cm / 2 = 15cm
Resistencia de radiacion:
Rr = 5 ( l)2 = 5((2 / ) * /7))2 = 4.028
Area efectiva: Ae = (Zi * (he)2 ) / Rr = 0,526m2
Densidad potencia receptor:
PaRX = PRX / Ae = 15,59 W / m2
Por lo tanto se tiene que :
Ganancia antena: Pa / PaRX = 5.1
Ganancia en dB: 7,08dBi
CONCLUSIONES
De la practica realizada en el laboratorio, se pueden obtener las siguientes conclusiones:
La practica es esencial para el aprendizaje de toda ciencia, y su complemento con la teoria debe ser fundamental para la comprension afondo de la asignatura.
El analizador de espectros puede resultar en una herramienta de trabajo muy poderosa cuando se esta haciendo diseño e implementacion de antenas, redes inalambricas, y otro tipo de aplicaciones en las que se trabaje en frecuencias correspondientes a la banda de radiofrecuencia.
Determinar correctamente el ancho de banda de trabajo de una antenta es muy necesario en el momento de utilizarla para cualquier tipo de aplicacion, debido a que es necesario conocer las limitaciones del elemento usado.
El calculo y posteriormente la obtencion del patron de radiacion de una antena es muy importante para poder realizar montajes o redes con la misma, ya que el patron de radiacion indica, la direccion o direcciones en las cuales, la antena debe ser orientada para poder obtener la maxima señal posible de ella.
Bibliografia
KRAUS, John D. Antennas. New York: McGraw Hill, 1950. 553 p.
BALANIS, Constantine A. Antenna Theory: Analisis and Design. New York: John Wiley and Sons, 1997. 941 p.
TABLAS DE FRECUENCIAS DE SATÉLITES
TABLAS DE FRECUENCIAS DE SATÉLITES
Satélites Radio Sputnik: RS-12/13, RS-15, RS-16
Satélites Fase 3: AO-10
PacSat y Micro Satélites: AO-16, DO-17, WO-18, LO-19, IO-26, TO-31, GO-32, SO-33
Satélites de la Universidad de Surrey: UO-11, UO-22, KO-23, KO-25
Satélites Fuji: FO-20, FO-29
Misiones tripuladas: MIR
Satélites Meteorológicos: NOAA-9, NOAA-12, NOAA-14, Meteor 2/21, Meteor 3/5, Okean 1/7, Sich 1, MeteoSat 7
Notas sobre las TABLAS DE FRECUENCIAS DE SATELITES
Satélite: RS-12/13
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A 12
145.910 Mhz
145.950 Mhz
29.410 Mhz
29.450 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4081 Mhz
(29.4543) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
145.8308 Mhz
29.4543 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A 13
145.960 Mhz
146.000 Mhz
29.460 Mhz
29.500 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4582 Mhz
(29.5043) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
145.8403 Mhz
29.5043 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
K 12
21.210 Mhz
21.250 Mhz
29.410 Mhz
29.450 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4081 Mhz
(29.4543) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1291 Mhz
29.4543 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
K 13
21.260 Mhz
21.300 Mhz
29.460 Mhz
29.500 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4582 Mhz
(29.5043) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1385 Mhz
29.5043 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
T 12
21.210 Mhz
21.250 Mhz
145.910 Mhz
145.950 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
145.9125 Mhz
(145.9587) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1291 Mhz
145.9587 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
T 13
21.260 Mhz
21.300 Mhz
145.960 Mhz
146.000 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
145.8622 Mhz
(145.9083) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1385 Mhz
145.9083 Mhz
CW
Satélite: RS-15
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A
145.858 Mhz
145.898 Mhz
29.354 Mhz
29.394 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.3525 Mhz
(29.3987) Mhz
CW
Satélite: RS-16
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A
145.915 Mhz
145.948 Mhz
29.415 Mhz
29.448 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.408 Mhz
(29.451) Mhz
435.504 Mhz
(435.548) Mhz
CW
Satélite: AO-10
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
B
435.180 Mhz
435.030 Mhz
145.825 Mhz
145.975 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
145.810 Mhz
Portadora no modulada
Satélite: UO-11
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
145.825 Mhz
435.025 Mhz
FM AFSK no AX.25
Satélite: AO-16
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.920 Mhz
145.940 Mhz
145.960 Mhz
437.026 Mhz
437.0513 Mhz
2401.1428 Mhz
4 uplink simultáneos FM
3 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Satélite: DO-17
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
145.825 Mhz
2401.220 Mhz
FM 1200 baud AFSK AX.25
USB 1200 baud PSK
Satélite: WO-18
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
437.075 Mhz
437.104 Mhz
USB 1200 baud PSK
USB 1200 baud PSK RC
Satélite: LO-19
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.840 Mhz
145.860 Mhz
145.880 Mhz
145.900 Mhz
437.153 Mhz
437.125 Mhz
4 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Baliza
437.125 Mhz
CW conmutable
Satélite: FO-20
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JA
146.000 Mhz
145.900 Mhz
435.800 Mhz
435.900 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
435.795 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.850 Mhz
145.870 Mhz
145.890 Mhz
145.910 Mhz
435.910 Mhz
4 uplink simultáneos FM
1 downlink SSB
1200 baud PSK
Satélite: UO-22
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.975 Mhz
435.120 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: KO-23
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.850 Mhz
435.173 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: KO-25
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.870 Mhz
145.980 Mhz
436.500 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: IO-26
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.875 Mhz
145.900 Mhz
145.925 Mhz
145.950 Mhz
435.867 Mhz
435.822 Mhz
4 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Satélite: AO-27
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
J
145.850 Mhz
436.792 Mhz
FM
Satélite: PO-28
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.925 Mhz
145.975 Mhz
435.250 Mhz
435.280 Mhz
2 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables FM
9600 baud PSK
Satélite: FO-29
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JA
146.000 Mhz
145.900 Mhz
435.800 Mhz
435.900 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
435.795 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.850 Mhz
145.870 Mhz
145.910 Mhz
435.910 Mhz
3 uplink simultáneos FM
1 downlink SSB
1200 baud PSK
Digitalker
435.910 Mhz
Conmutable en el modo JD
Satélite: TO-31
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.925 Mhz
436.925 Mhz
FM 9600 baud FSK
Satélite: GO-32
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
435.325 Mhz
435.225 Mhz
FM 9600 baud FSK
Sólo telemetría
Satélite: SO-33
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
437.910 Mhz
FM 9600 baud FSK
Sólo telemetría
Satélite: MIR
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
Repet.
435.750 Mhz
437.950 Mhz
FM subtono 141.3 hz
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
QSO
435.725 Mhz
437.925 Mhz
FM subtono 151.4 hz
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
PMS
145.985 Mhz
145.985 Mhz
FM 1200 baud AFSK
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
SSTV
145.985 Mhz
FM SSTV
Satélites Meteorológicos
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 9
137.620 Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 12
137.500Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 14
137.620 Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Meteor 2/21
137.850Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Meteor 3/5
137.850Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Okean 1/7
137.400Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Sich 1
137.400Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
MeteoSat 7
1691.000 Mhz
1694.500 Mhz
APT Geoestacionario
NOTAS.
Programas terminales bajo DOS: Procomm, CrossTalk, GraphicsPack, etc.
Programas terminales bajo Windows: WinPack, WinTnc, Terminal de Windows, etc.
"Transponder Invertido" significa que el transponder invierte la banda, es decir, que transmitiendo hacia el satélite en banda lateral inferior éste transmite la señal en banda lateral superior.
Estas frecuencias son nominales y deben corregirse, al trabajar efectivamente un satélite, con el desplazamiento Doppler correspondiente.
La buena operatividad, en los satélites de fonía, recomienda resintonizar la transmisión de forma que el corresponsal pueda escuchar lo más cómodamente que sea posible, es decir, en frecuencia fija. (Cabe esperar entonces que cuando el corresponsal coja el cambio tenga la misma cortesía).
Los satélites de la series NOAA, Meteor y Meteosat son meteorológicos. Los de las series Sich y Okean son oceanográficos.
Para demodular la señal de los satélites NOAA, Meteor, Okean y Sich se requiere un receptor de FM que tenga un ancho de banda de unos 30 KHz. (50 KHz. para demodular las señales del Meteosat). La llamada FM-ancha de la banda comercial es demasiado ancha y la FM de los transceptores convencionales últimos es demasiado estrecha.
Modems de PSK1200: TNC+G3RUH, TNC2+TAPR, PSK-1, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Modems de FSK9600: TNC+G3RUH, TNC2+TAPR, TNC-URE, TNC-plus, TINY9600, MFJ+modem9600, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Demoduladores de APT: Harifax, Easyfax, EA1CN, EA3CNO, DSP-2232/56002EVM.
Demoduladores para el UO-11: G3RUH, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Demoduladores de PSK400: G3RUH, DSP-12/2232/1232.
El desplazamiento Doppler máximo de la estación MIR es de +/- 3.4 kHz en 2m. y de +/- 10 kHz en 70cm.
El desplazamiento (split) del repetidor de la estación MIR es de 2.2 Mhz, y el standard de 600 Hz en packet.
Para corregir manualmente el Doppler al trabajar la estación MIR, escuchar por encima y llamar por debajo al comienzo del pase. Escuchar por debajo y llamar por encima al final del pase. Las frecuencias son las nominales a la mitad del pase. La operación en 2m. no requiere tono de acceso.
Satélites Radio Sputnik: RS-12/13, RS-15, RS-16
Satélites Fase 3: AO-10
PacSat y Micro Satélites: AO-16, DO-17, WO-18, LO-19, IO-26, TO-31, GO-32, SO-33
Satélites de la Universidad de Surrey: UO-11, UO-22, KO-23, KO-25
Satélites Fuji: FO-20, FO-29
Misiones tripuladas: MIR
Satélites Meteorológicos: NOAA-9, NOAA-12, NOAA-14, Meteor 2/21, Meteor 3/5, Okean 1/7, Sich 1, MeteoSat 7
Notas sobre las TABLAS DE FRECUENCIAS DE SATELITES
Satélite: RS-12/13
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A 12
145.910 Mhz
145.950 Mhz
29.410 Mhz
29.450 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4081 Mhz
(29.4543) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
145.8308 Mhz
29.4543 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A 13
145.960 Mhz
146.000 Mhz
29.460 Mhz
29.500 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4582 Mhz
(29.5043) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
145.8403 Mhz
29.5043 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
K 12
21.210 Mhz
21.250 Mhz
29.410 Mhz
29.450 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4081 Mhz
(29.4543) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1291 Mhz
29.4543 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
K 13
21.260 Mhz
21.300 Mhz
29.460 Mhz
29.500 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.4582 Mhz
(29.5043) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1385 Mhz
29.5043 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
T 12
21.210 Mhz
21.250 Mhz
145.910 Mhz
145.950 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
145.9125 Mhz
(145.9587) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1291 Mhz
145.9587 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
T 13
21.260 Mhz
21.300 Mhz
145.960 Mhz
146.000 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
145.8622 Mhz
(145.9083) Mhz
CW
Uplink Robot
Downlink Robot
21.1385 Mhz
145.9083 Mhz
CW
Satélite: RS-15
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A
145.858 Mhz
145.898 Mhz
29.354 Mhz
29.394 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.3525 Mhz
(29.3987) Mhz
CW
Satélite: RS-16
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
A
145.915 Mhz
145.948 Mhz
29.415 Mhz
29.448 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal no invertido
Baliza
29.408 Mhz
(29.451) Mhz
435.504 Mhz
(435.548) Mhz
CW
Satélite: AO-10
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
B
435.180 Mhz
435.030 Mhz
145.825 Mhz
145.975 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
145.810 Mhz
Portadora no modulada
Satélite: UO-11
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
145.825 Mhz
435.025 Mhz
FM AFSK no AX.25
Satélite: AO-16
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.920 Mhz
145.940 Mhz
145.960 Mhz
437.026 Mhz
437.0513 Mhz
2401.1428 Mhz
4 uplink simultáneos FM
3 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Satélite: DO-17
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
145.825 Mhz
2401.220 Mhz
FM 1200 baud AFSK AX.25
USB 1200 baud PSK
Satélite: WO-18
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
437.075 Mhz
437.104 Mhz
USB 1200 baud PSK
USB 1200 baud PSK RC
Satélite: LO-19
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.840 Mhz
145.860 Mhz
145.880 Mhz
145.900 Mhz
437.153 Mhz
437.125 Mhz
4 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Baliza
437.125 Mhz
CW conmutable
Satélite: FO-20
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JA
146.000 Mhz
145.900 Mhz
435.800 Mhz
435.900 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
435.795 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.850 Mhz
145.870 Mhz
145.890 Mhz
145.910 Mhz
435.910 Mhz
4 uplink simultáneos FM
1 downlink SSB
1200 baud PSK
Satélite: UO-22
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.975 Mhz
435.120 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: KO-23
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.900 Mhz
145.850 Mhz
435.173 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: KO-25
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.870 Mhz
145.980 Mhz
436.500 Mhz
2 uplink simultáneos FM
1 downlink FM
9600 baud PSK
Satélite: IO-26
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.875 Mhz
145.900 Mhz
145.925 Mhz
145.950 Mhz
435.867 Mhz
435.822 Mhz
4 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables USB
1200 baud PSK
Satélite: AO-27
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
J
145.850 Mhz
436.792 Mhz
FM
Satélite: PO-28
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.925 Mhz
145.975 Mhz
435.250 Mhz
435.280 Mhz
2 uplink simultáneos FM
2 downlink conmutables FM
9600 baud PSK
Satélite: FO-29
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JA
146.000 Mhz
145.900 Mhz
435.800 Mhz
435.900 Mhz
SSB/CW
Transponder lineal invertido
Baliza
435.795 Mhz
CW
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.850 Mhz
145.870 Mhz
145.910 Mhz
435.910 Mhz
3 uplink simultáneos FM
1 downlink SSB
1200 baud PSK
Digitalker
435.910 Mhz
Conmutable en el modo JD
Satélite: TO-31
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
JD
145.925 Mhz
436.925 Mhz
FM 9600 baud FSK
Satélite: GO-32
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
435.325 Mhz
435.225 Mhz
FM 9600 baud FSK
Sólo telemetría
Satélite: SO-33
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
437.910 Mhz
FM 9600 baud FSK
Sólo telemetría
Satélite: MIR
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
Repet.
435.750 Mhz
437.950 Mhz
FM subtono 141.3 hz
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
QSO
435.725 Mhz
437.925 Mhz
FM subtono 151.4 hz
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
PMS
145.985 Mhz
145.985 Mhz
FM 1200 baud AFSK
Modo
Uplink
Downlink
Observaciones
SSTV
145.985 Mhz
FM SSTV
Satélites Meteorológicos
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 9
137.620 Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 12
137.500Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
NOAA 14
137.620 Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Meteor 2/21
137.850Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Meteor 3/5
137.850Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Okean 1/7
137.400Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
Sich 1
137.400Mhz
APT Polar
Sat
Downlink
Observaciones
MeteoSat 7
1691.000 Mhz
1694.500 Mhz
APT Geoestacionario
NOTAS.
Programas terminales bajo DOS: Procomm, CrossTalk, GraphicsPack, etc.
Programas terminales bajo Windows: WinPack, WinTnc, Terminal de Windows, etc.
"Transponder Invertido" significa que el transponder invierte la banda, es decir, que transmitiendo hacia el satélite en banda lateral inferior éste transmite la señal en banda lateral superior.
Estas frecuencias son nominales y deben corregirse, al trabajar efectivamente un satélite, con el desplazamiento Doppler correspondiente.
La buena operatividad, en los satélites de fonía, recomienda resintonizar la transmisión de forma que el corresponsal pueda escuchar lo más cómodamente que sea posible, es decir, en frecuencia fija. (Cabe esperar entonces que cuando el corresponsal coja el cambio tenga la misma cortesía).
Los satélites de la series NOAA, Meteor y Meteosat son meteorológicos. Los de las series Sich y Okean son oceanográficos.
Para demodular la señal de los satélites NOAA, Meteor, Okean y Sich se requiere un receptor de FM que tenga un ancho de banda de unos 30 KHz. (50 KHz. para demodular las señales del Meteosat). La llamada FM-ancha de la banda comercial es demasiado ancha y la FM de los transceptores convencionales últimos es demasiado estrecha.
Modems de PSK1200: TNC+G3RUH, TNC2+TAPR, PSK-1, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Modems de FSK9600: TNC+G3RUH, TNC2+TAPR, TNC-URE, TNC-plus, TINY9600, MFJ+modem9600, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Demoduladores de APT: Harifax, Easyfax, EA1CN, EA3CNO, DSP-2232/56002EVM.
Demoduladores para el UO-11: G3RUH, DSP-12/2232/1232/56002EVM.
Demoduladores de PSK400: G3RUH, DSP-12/2232/1232.
El desplazamiento Doppler máximo de la estación MIR es de +/- 3.4 kHz en 2m. y de +/- 10 kHz en 70cm.
El desplazamiento (split) del repetidor de la estación MIR es de 2.2 Mhz, y el standard de 600 Hz en packet.
Para corregir manualmente el Doppler al trabajar la estación MIR, escuchar por encima y llamar por debajo al comienzo del pase. Escuchar por debajo y llamar por encima al final del pase. Las frecuencias son las nominales a la mitad del pase. La operación en 2m. no requiere tono de acceso.
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