Integrantes:
-Daniela Muñoz.
-Jonathan Lincoqueo.
-Robert Calbul.
-Camilo Friz
Introducción
Hoy en día la comunicación a través del uso de tecnologías a significado un gran avance para el ser humano, pero como podemos establecer esta comunicación. Si bien la conexión por cable ha sido rentable por mucho tiempo, ha quedado atrás por la aparición de nuevas tecnologías móviles (esto no quiere decir que el cable quede obsoleto), para poder establecer una comunicación sin utilizar cables (lo cual hace un medio económico), es necesario el uso de un dispositivo que emita y reciba ondas estos aparatos son llamados antenas.
Una antena es un dispositivo diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.
El siguiente informe busca entregar de forma clara y concisa los diferentes pasos que se han seguido en la confección de dos antena parabólica, las cuales de mostraran que no son iguales una antena creada sin tener presente ningún cálculo matemático a otra la cual se le dio un tiempo de investigación.
También muestra una síntesis de los problemas físicos y matemáticos a los cueles ha sido necesarios afrontar en la confección de estas.
Definiciones
-La frecuencia, es un número de vibraciones (oscilaciones), que se producen en una unidad de tiempo
-La longitud de onda es la distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos.
-La ganancia es una magnitud que expresa la relación entre la amplitud de una señal de salida respecto a la señal de entrada.
-Las pérdidas por propagación se producen, ya que la energía se reparte mientras la señal se propaga alejándose de la fuente, por lo que se produce una menor densidad de potencia a mayor distancia.
-El ancho de haz se puede definir a -3dB, que es el intervalo angular en el que la densidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima (en la dirección principal de radiación).
La antena parabólica que se construyo fue contraída con factor foco/diámetro de 0.2.En la imagen se puede apreciar que mientras más grande sea el factor F/D menos curva presentara el plato de la parabólica, por ende el foco se encontrara dentro de la curva del plato y no sobresaliendo de él.
¿Que es Una Antena Parabólica?
Una antena parabólica es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabólico. Su nombre proviene de la similitud a la parábola generada al cortar un cono recto con un plano paralelo a la directriz.
¿Como funciona una antena parabolica?
Las antenas parabólicas son usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras.
En las antenas parabólicas transmisoras el reflector parabólico refleja la onda electromagnética generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabólico, y los frentes de ondas que genera salen de este reflector en forma más coherente que otro tipo de antenas, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabólico concentra la onda incidente en su foco donde también se encuentra un detector.
Caracteristicas principales de una antena con reflector parabólico
Foco:
Los reflectores parabólicos tienden a dirigir y concentrar la energia capturada hacia un punto llamado foco cuya ubicación dependera de la forma de la parabola. Este punto focal es muy importante por cuanto es el mejor lugar para colocar el iluminador. Cualquier desviación, con respecto al foco, en que ubiquemos nuestro iluminador producira pardidas, afectando la eficiencia de la antena
Iluminación:
Intuitivamente podemos darnos cuenta que lo que debemos lograr es sacar el mejor provecho posible de nuestro reflector parabólico. Para esto nos deberemos preocupar que la energia generada por el Iluminador sea reflejada en su totalidad para su mejor aprovechamiento. Por esto, es muy importante elegir adecuadamente dicho iluminador, segon el reflector con que contemos.
Si lo sobre-iluminamos, se perdera la energia que sobrepase los bordes. Si lo sub-iluminamos es lo mismo que tener una parabola de menor diametro. Un reflector bien iluminado sera aquel donde conseguimos que la mayor cantidad de energia generada por el iluminador sea reflejada en la dirección de nuestro interas.
Factor de forma
Dependiendo del factor de forma de la parabola, segon sea mas o menos profunda, la relación entre la distancia focal (f) y el diametro de la parabola (D) determinara la manera en que debemos iluminarla y las caracteristicas de los lóbulos laterales.
* El sencibilidad(umbral de transmision) de una antena parabolica rondea en los -70dbi
Potencia que ocupa el dispositivo Wireles usb es de 30mW, a pesar de ser tan pequeña la cantidad de potencia es capaz de transmitir datos a distancias considerables.
Longitud de onda = C / F(frecuencia)
L = 300.000.000 / 2.400
L= 12.5 Cm
Perdida
FSL (Free Space Loss en español Perdida en el Espacio Libre). Este valor nos estará indicando el valor en dB que perdemos por atravesar el medio ambiente, es decir cuanta señal vamos a perder.
Para poder calcular la perdida existente necesitamos conocer los siguientes datos:
· Distancia en metros(D).
· La frecuencia mGz(F).
· La velocidad de la luz (primeros 3 dígitos)(C).
· El valor de pi (pi).
Formula:
Datos de nuestra antena:
D: 250 metros
F: 2400 mgz
c: 300 km/s^2
pi: 3,14
Remplazando de datos:
La perdida a la cual se encuentra sometida nuestra antena es de -88.35 dbi.
La frecuencia es una unidade de medida que mide el numero de ciclos de una onda sinusouidal en unidad de tiempo y se representa en hertz (Htz)
Frecuencia (F) = Velocidad (V) / longitud de onda(Lo)
Frecuencia = 300.000.000 / 12.5
Frecuencia = 2400000 Hrtz
Ganancia de nuestra antena parabólica:
Se da que para poder calcular la ganancia hipotética de nuestra antena parabólica se ha de necesitar los siguientes datos:
n = Eficiencia de la antena.
D = Diámetro de la antena (metros).
L = longitud de onda (hz).
pi = 3,14.
La ecuación nos dice que la ganancia es igual a la eficiencia por pi elevado a 2 por la dimencion elevado a 2 por la longitud de onda elevado a dos.
ahora los datos que podemos obtener de nuestra antena parabólica son:
n = 50%(por lo general).
D = 60 cm ⇒ 0,6m.
L = .12,5 cm==> 0,125m
pi = 3,14.
Calculado:
ahora se tiene que para una antena de 0,6 metros de diámetro y una longitud de onda de 12,5cm existe una ganancia de 21 dbi aproximado.
Ancho de haz:
Es un parámetro de radiación, ligado al diagrama de radiación. Se puede definir el ancho de haz a -3dB, que es el intervalo angular en el que la densidad de potencia radiada es igual a la mitad de la potencia máxima (en la dirección principal de radiación). También se puede definir el ancho de haz entre ceros, que es el intervalo angular del haz principal del diagrama de radiación, entre los dos ceros adyacentes al máximo.
ancho de haz = 70 * longitud de onda / distancia.
ancho de haz = 0.168
Construyendo La Antena:
Para empezar, necesitaremos los siguientes materiales:
Construcción de la antena parabólica casera sin cálculos matemáticos:
Para la construcción de nuestra antena, debemos tener el alambre eléctrico sin el plástico protector.
Teniendo esto listo, empezamos a cortar el alambre a la medida que la necesitamos, como primer caso, fue a una medida que nosotros encontramos adecuadas para la antena.
El primer paso fue construir un marco donde se sostendría la rejilla. La curva fue implementada completamente sin cálculos matemáticos.
Luego de que el marco ya estuvo construido, se procedió a la soldadura de las rejillas que le darían la reflectancia a la parabólica, hacia el foco.
Una ves ya soldadas todas las rejillas, se coloca el conector tipo N hembra en el centro de la antena, la que ira conectado al Pictail y de este al Wireless USB.
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