13 de noviembre de 2009

MARCO HISTORICO

El matemático griego Menecmo (vivió sobre el 350 A.C.) descubrió estas curvas conicas y fue el matemático griego Apolonio (262-190 A.C.) de Perga (antigua ciudad del Asia Menor) el primero en estudiar detalladamente las curvas cónicas y encontrar la propiedad plana que las definía. Apolonio descubrió que las cónicas se podían clasificar en tres tipos a los que dio el nombre de: elipses, hipérbolas y parábolas








Las parábolas son las curvas que se obtienen al cortar una superficie cónica con un plano paralelo a una sola generatriz (Arista).


Apolonio demostró que las curvas cónicas tienen muchas propiedades interesantes y útiles como las llamadas propiedades de reflexión. Si se construyen espejos con la forma de una curva cónica que gira alrededor de su eje, se obtienen los llamados espejos elípticos, parabólicos o hiperbólicos, según la curva que gira. Como un ejemplo de si se recibe luz de una fuente lejana con un espejo parabólico de manera que los rayos incidentes son paralelos al eje del espejo, entonces la luz reflejada por el espejo se concentra en el foco.



En el siglo XVI el filósofo y matemático René Descartes (1596-1650) desarrolló un método para relacionar las curvas con ecuaciones. Este método es la llamada Geometría Analítica. En la Geometría Analítica las curvas cónicas se pueden representar por ecuaciones de segundo grado en las variables x e y. Lo que mas se destaca de la Geometría Analítica es que todas las ecuaciones de segundo grado en dos variables representan secciones cónicas esto lo descubrio Jan de Witt (1629-1672).
Las cónicas son las curvas más importantes que la geometría ofrece a la física, como un ejemplo, las propiedades de reflexión son de gran utilidad en la óptica. Pero lo que las hace más importantes en la física es que las órbitas de los planetas alrededor del sol sean elipses y la trayectoria de un cuerpo sometido a una fuerza gravitatoria es una curva cónica. El astrónomo alemán Johannes Kepler (1570-1630) descubrió que las órbitas de los planetas alrededor del sol son elipses que tienen al sol como uno de sus focos. Más tarde el célebre matemático y físico inglés Isaac Newton (1642-1727) demostró que la órbita de un cuerpo alrededor de una fuerza de tipo gravitatorio es siempre una curva cónica.


SATELITES.


La idea de la transmisión vía satélite comenzó en 1945 con el científico norteamericano Arthur C. Clarke.
En las comunicaciones por satélite, las ondas electromagnéticas se transmiten gracias a la presencia en el espacio de satélites artificiales situados en órbita alrededor de la Tierra.

10 de noviembre de 2009

TIPOS DE ANTENAS

Las mas importantes son:

* Foco primario.
* Offset.
* Cassegrain.
* Antena plana.

Antena parabólica de foco primario: La superficie de la antena es un raboloide de revolución. Todas las ondas inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco está centrado en el paraboloide.
Tiene un rendimiento máximo 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 tamaño grande, aproximadamente de 1,5 m de diámetro.








Antena parabólica OFFSET: Este tipo de antena se obtiene recortando grandes antenas parabólicas de forma esférica. Tienen el Foco desplazado hacia abajo, de tal forma que queda fuera de la superficie de la antena. Debido a esto, el rendimiento es algo mayor que en la de Foco primario, y llega a ser de un 70% o algo más.
El diagrama de directividad tiene forma de óvalo.
Las ondas que llegan a la antena, se reflejan, algunas se dirigen al foco, y el resto se pierde.







Antena parabólica CASSGRAIN: Es similar a la de Foco Primario, sólo que tiene dos reflectores; el mayor apunta al lugar de recepción, y las ondas al chocar, se reflejan y van al Foco donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al Foco último, donde estará colocado el detector.
Se suelen utilizar en antenas muy grandes, donde es difícil llegar al Foco para el mantenimiento de la antena.


Antenas planas: Se están utilizando mucho actualmente para la recepción de los satélites de alta potencia (DBS), como el Hispasat.
Este tipo de antena no requiere un apuntamiento al satélite tan preciso, aunque lógicamente hay que orientarlas hacia el satélite determinado.




8 de noviembre de 2009

DIFERENTES APLICACIONES DE LAS PARABOLAS A LAS ANTENAS



- La parábola refleja sobre el foco los rayos paralelos al eje. Analogamente, un emisor situado en el foco, enviará un haz de rayos paralelos al eje.



- Los radiotelescopios concentran los haces de señales en un receptor situado en el foco. El mismo principio se aplica en una antena de radar.



- Cocina solar de concentrador parabólico. El mismo método se emplea en las grandes centrales captadoras de energía solar.



- Los faros de los automóviles envían haces de luz paralelos, si la bombilla se situa en el foco de una superficie parabólica.

7 de noviembre de 2009

APLIACIONES DE LOS PARABOLOIDES

Técnicamente es posible la construcción de un gran número de sistemas de antenas con reflectores parabólicos.

Dentro de los más utilizados, existen variaciones particulares que los distinguen según sea el objetivo. En términos generales se diseñan para ser usados en:

Radares.

Vínculos radioeléctricos de microondas.

Vínculos con satélites.

Aún dentro de esta clasificación, se bifurcan otras que corresponden a diseños específicos.

Para citar un ejemplo y aplicando los conceptos tratados, se verá una razón del uso del Paraboloide de Revolución Truncado.

En algunos sistemas de radar es necesario detectar blancos en todo un hemisferio. La premisa general es obtener la máxima ganancia de antena posible. Una opción es usar un Paraboloide de Revolución. Esto llevaría a prever un sistema de movimiento de la Antena Parabólica en todas las direcciones del hemisferio, es decir: rotación horizontal o acimut. Como así también en elevación (inclinación del eje del reflector).

El costo puede ser muy elevado. La solución de compromiso es: usar un Paraboloide de Revolución Truncado, tal que se prevea un movimiento circular del sistema en el plano de acimut (no de elevación) de bajo costo. Liberando así un estado de libertad al sistema.

En el plano de acimut, la antena puede tener gran resolución angular y detectar blancos con la precisión deseada. Este tipo de reflector se utiliza en los aeropuertos para el control del tráfico aéreo. De esta forma, se tiene un ángulo de rotación de 360º.

Al movimiento de elevación se lo utiliza para establecer la comunicación de la antena con un satélite, o una comunicación entre dos antenas (punto a punto), entre otras cosas.

http://materias.fi.uba.ar/6103/graficos/mimages/parab0.html

6 de noviembre de 2009

COMUNICACIÓN

En los últimos años la comunicación ha sido la herramienta mas importante para los seres humanos en su vida laboral como en lo personal, es decir que la comunicación es indispensable para el desarrollo de nuestras actividades en el diario vivir, no solo en nuestros trabajo sino también en nuestra familia y nuestro entorno social

FIJACION DE UNA ANTENA

Para la fijación de una antena lo primero que debemos saber es hacia cual satélite apuntaremos,cada uno con diferente posición.
Para la fijación de la antena necesitamos 3 cosas importantes: el azimut, la elevación y la polarización.

AZIMUT: Es la posición del plato en plano horizontal respecto del norte. Se mide en grados.


ELEVACION: Es la inclinación en la que llega el haz de señal del satélite hasta nuestra parabólica. Se mide en grados y valiéndonos de lo que venga marcado en el soporte del plato.

POLARIZACION: Es la rotación que debe tener el LNB respecto a la vertical del suelo. Se mide en grados.

Nota: Todos estos datos dependen de dos factores:

  • Nuestra posición geográfica
  • La posición del satélite cuya señal queramos captar

3 de noviembre de 2009

COMO FUNCIONAN LAS ANTENAS

Una vez entendida la fijación de una antena veremos como funciona una antena y cual es su relación con las cónicas.

Las ondas como la luz, el sonido, ondas de radio y TV, etc., cuando chocan contra un obstáculo experimentan un cambio de dirección o de sentido, volviendo al mismo medio del que proceden. A esta propiedad se le llama reflexión.



La dirección de propagación de una onda se representa mediante líneas que se denominan rayos y según la forma de la superficie en la que inciden así será la dirección de los rayos reflejados. Cuando la forma de dicha superficie es parabólica todos los rayos que llegan paralelos al eje de la parábola se reflejan pasando por un mismo punto que se denomina "foco". Esta es la propiedad fundamental en que se basan todos los ingenios parabólicos.

Esta propiedad de reflexión en la parábola se utiliza en la construcción de antenas parabólicas para recepción de señales de TV, radares, radiotelescopios, etc. Estos dispositivos constan de un "plato" parabólico que recoge las ondas y estas se reflejan hacia una antena colocada en el foco. Tienen diferentes tamaños, según su utilidad, desde los 60 cm de una antena para recibir la televisión por satélite hasta los 305 m de diámetro que tiene el plato del radiotelescopio más grande del mundo que se encuentra en Puerto Rico.



CARACTERISTICAS DE LAS ANTENAS

GANANCIA DE ANTENA: Para una antena la relación entre la ganancia (respecto de la antena isotrópica en la dirección
de máxima directividad) y el área eficaz es una constante igual a λ2/4π, con λ la longitud de onda. La ganancia de una antena
puede obtenerse en forma matemática mediante la expresión:
G = 10.log {4πAo/λ2}; con Ao = η.π.(d/2)2
Donde Ao es la superficie efectiva proyectada de la abertura del reflector, λ es la longitud de onda en el espacio libre, d el
diámetro de la antena y η la eficiencia de la apertura expresada en %. Por lo tanto, se observa que la ganancia de una antena
es proporcional a la frecuencia, la eficacia de la apertura y el diámetro del reflector. Lo cual queda comprobado del análisis
de los valores de la Tabla 02. En la práctica la eficiencia η se encuentra entre el 50 y 75 % (cociente entre el área eficaz y el
área real de la antena). En Fig 03 se muestra un diagrama típico de irradiación de una antena parabólica disponible por un
fabricante de antenas. En este esquema se observa el diagrama de irradiación principal y una envolvente aproximada teórica.
ENVOLVENTE DE GANANCIA. Se trata de la ley teórica determinada por:
G= 52 dB - 10.log D/λ - 25.log φ
Donde, D/λ es la relación entre el diámetro de la antena y la longitud de onda. El valor de φ es válido entre φ1 y φ2. El φ1
corresponde a 100.λ/D y φ2 al mínimo valor constante.