Revista. Saber Electrónica. Recepción de Señales Vía Satelite

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Manual de Manual de Instalación de Instalación de

Antenas ParabóicasAntenas ParabóicasPor Ing. Horacio D. Vallejo

SSAABBEERR

EELLEECCTTRROONNIICCAAEDICION ARGENTINA

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Manual de Instalación de Antenas Parabólicas

IIndicendice

La Recepción de Señales Vía satélite...........3

El Receptor de Señales de TV Vía Satélite........................................3La Antena Parabólica ........................4

Diámetro del Reflector ..................5Ganancia .....................................5Rendimiento.................................6Relaciones D/f y f/D ......................7Angulo de Radiación.....................7Lóbulos principal y secundarios......8Ancho de Banda ...........................9Relación Señal/Ruido ..................10Factor de Ruido ..........................10

Fabricación de Antenas Parabólicas .......10

Tipos de Reflectores ........................11Antena Parabólica de

Foco Centrado ..................................11Antena Off-Set ...........................12Antena Plana .............................13

Bases y Soportes para Antenas.........14Bases para antenas parabólicas.....14

Características mecánicas de las bases ....................................15

Montaje de las bases....................15

Fijación de una base-soporte tetraédrica........................................15

Fijación sobre la terraza de una base-soporte tetraédrica ..............16Fijación al terreno de una base tipo mástil ................................17Fijación sobre la terraza de un edificio de una base tipo mástil .....................17Fijación de Pequeñas Antenas Parabólicas.........................18Tipos de Soportes ...........................18

Soporte que fija el acimut y la elevación ......................................19

Soporte polar ..............................19Soporte Polar con Actuador .........20

Soportes para Alimentadores ...........20Soporte de un Alimentador

Multisatélite.....................................21

Montaje Final de la Antena Parabólica ..........23

Ajuste y Calibración de Antenas Parabólicas ......................................24

A) Determinación del ángulo de Off-Set ........................................24

B) Ajuste de la Superficie de Montaje de la Antena .......................25

C) Localización del Norte Real .......................................25

D) Elevación del Eje Polar ..........26 E) Elevación al Norte..................27

¿Cuál es el mejor sistema satelital?...28La Banda KU..................................29¿Cómo ver por Satélite?...................30

Introducción

Estudiaremos en este manual, los equipos e ins-talaciones necesarios para la recepción de señalesde radio y televisión vía satélite. Nos dedicaremosa profundizar lo aprendido en la nota dada en Sa-ber Electrtónica Nº 148 y posteriores; es decir, elfuncionamiento y construcción de antenas para-bólicas y sus elementos asociados.

Debido a las frecuencias tan elevadas utilizadasen esta clase de emisiones (superiores a los10GHz), debemos tomar ciertas precaucionespara no atenuar la señal y así poder obtener unabuena recepción.

El Receptor de Señales de TV Vía Satélite

El receptor es el último eslabón del enlace que

nos permite comunicarnos vía satélite.Consta, básicamente, de tres partes o elementos

(véase la figura 1).

• Antena parabólica• Unidad externa• Unidad interna

La antena parabólica se encarga de captar las se-ñales procedentes del satélite.

Estas señales llegan al reflector parabólico refle-jándose y concentrándose en el denominjado “fo-co” del plato de la unidad externa.

La unidad externa convierte las señales de altafrecuencias captadas por la antena, del orden de10,75GHz a 12,75GHz, en otra señal de fre-cuencia intermedia o FI.

La conversión debemos realizarla antes de quenuestra señal circule por un coaxil, dado que noexisten cables que permitan el traslado de señalescuya frecuencia sea superior a los 10GHZ sin ate-

nuación.Dicho de otra manera, no es posible

conectar, mediante cables coaxiles, laantena parabólica con la unidad inter-na sin grandes pérdidas de señal.

La unidad interna se instala en el in-terior de la vivienda y se encarga depreparar la señal para que pueda servista en un receptor de televisión.

Existen dos configuraciones básicasde estaciones receptoras:

• Estación de 4GHz y • Estación de11GHz.

El sistema de 4GHz se utiliza gene-

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La Recepción de Señales Vía Satélite

Figura 1

ralmente tanto en nuestro país como en Américaen general, mientras que el sistema de 11GHzsuele emplearse en el viejo continente.

En el sistema de 4GHz, el diámetro de la ante-na parabólica es mayor y la FI de salida del con-versor es de 70MHz.

El tamaño de la antena parabólica del siste-ma de 11GHz es más pequeño y la FI va de 1a 2GHz.

La Antena Parabólica

Las partes que constituyen una antena para-bólica son básicamente (figura 2):

• Plato• Soporte• Mástil

El plato o reflector, que se orienta hacia el sa-télite desde el que se desea recibir la señal. Elajuste se realiza en el mástil que lo sostiene.

El plato posee un sistema de varillas sobre lasque se dispone el soporte de la unidad externa.

Todo el conjunto se monta so-bre una base rígida, denomina-do mástil o soporte triangular,que evita movimientos de la an-tena por la acción del viento.

La potencia de emisión de lossatélites de comunicaciones esmuy pequeña (del orden de200W) y como estos equipos es-tán situados a unos 36.000 kmde distancia de la superficie de laTierra, las señales que emitenllegan al reflector muy atenua-das.

Esto hace que debamos captarla mayor energía posible y con-centrarla en un punto, donde sedispone la antena propiamente

dicha (foco de la antena). Esto se consigue me-diante un reflector parabólico.

El perfil de un reflector para antena parabólicasigue la figura geométrica de una parábola (figu-ra 3), ya que en ella, cualquier punto P que está

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Figura 2

Figura 3

abscisas

a igual distancia de un punto f (foco) situado enel eje x, que de un punto D situado en la perpen-dicular de una línea recta paralela al eje y (que sedenomina directriz).

En una parábola, toda línea paralela al eje x,que incida sobre un punto de ésta, se desvía ha-cia el foco f con un ángulo θ, que geométrica-mente se demuestra que es igual a θ’.

De esto último se deduce que si el eje x de la pa-rábola se apunta hacia un punto del espacio, to-das las radiaciones que procedan de ese punto yque sean paralelas al eje x, se desviarán hacia el fo-co f, concentrándose en éste tal como se graficaen la figura 4.

El foco puede estar situado en cualquier puntodel eje x, dicha ubicación provocará que la curvaparabólica adquiera una forma más abierta o máscerrada. Para elegir una antena parabólica debentenerse en cuenta una serie de características téc-nicas a saber:

• Diámetro del reflector• Ganancia• Rendimiento• Relaciones directriz/foco (D/f ) y foco/directriz (f/D)• Angulo de radiación• Lóbulos principal y secundarios de radiación• Ancho de banda• Relación señal/ruido• Factor de ruido

Diámetro del ReflectorEl diámetro del reflector de una antena parabó-

lica (tamaño del plato) depende de dónde se lo vaa colocar y del nivel de señal del satélite que de-seamos captar (en realidad del nivel de la señalque llega a la antena).

Cada satélite tiene una zona de cobertura o“huella” dentro de la cual es posible recibir sus se-ñales. En el centro de la huella se recibe la máxi-ma señal y a medida que nos alejamos del centrolas señales se atenúan y, por lo tanto, la recepciónes más complicada.

Cuanto mayor sea el diámetro del reflector, másenergía tendrá la señal que le llegará y mayor se-rá la energía concentrada en el foco. Dicho deotra forma, cuanto mayor sea el diámetro del re-flector, mayor energía se concentrará en el focode la parabólica; lo que significa que para el mis-mo nivel de señal emitida por un satélite, una an-tena parabólica de gran tamaño tendrá más ga-nancia que otra de menor tamaño situada en elmismo punto geográfico. Mayor ganancia impli-ca una mejor recepción

Ahora bien, no siempre se deben utilizar los re-flectores de mayor diámetro para todos los casos,ya que a mayor tamaño más alto será el precio ymayor influencia tendrá el viento, lo que puededesajustar su orientación con respecto al satélite.

Se debe elegir el diámetro de la antena según lasrecomendacines del organismo explotador del sa-télite a través de sus mapas de huella, que son pu-blicadas por dichos organismos y de lo cual he-mos hablado en Saber Electrónica Nº 149 y 150.

En la actualidad se fabrican reflectores para an-tenas parabólicas de 30, 45, 60, 80, 90, 120, 150,220 y 280 cm de diámetro, que cubren cualquiernecesidad tanto en instalaciones individuales co-mo colectivas.

Cuando se desea recibir varios satélites, la elec-ción del diámetro del reflector dependerá del queproporcione la señal más débil.

GananciaLa ganancia de una antena parabólica indica la

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Figura 4

cantidad de señal captada que se concentra en elalimentador. La ganancia depende del diámetrodel plato, de la exactitud geométrica del reflectory de la frecuencia de operación.

Como hemos dicho, si el diámetro aumenta, laganancia también, porque se concentra mayorenergía en el foco.

La exactitud geométrica está relacionada con laprecisión con la que se ha fabricado el reflector dela antena parabólica. Recuerde que la antena de-be ser parabólica de modo que exista uno y sóloun foco y que en él se debe colocar el alimenta-dor. Cualquier desviación de la curva parabólicahará que toda la energía que llegue al reflector nose refleje en el foco, sino en un punto por delan-te o por detrás de éste, con lo cual perderemosenergía. Lo mismo podemos decir de las irregula-ridades mecánicas en la superficie del reflector.Un golpe o abolladura presente en el plato haráque las señales reflejadas no se desvíen correcta-mente hacia el foco disminuyendo la energíaelectromagnética efectiva en el alimentador.

Por otra parte, cuanto mayor sea la frecuencia,menor deberá ser el diámetro del reflector. Así,una señal en la banda KU (de 11GHz) necesitaun reflector de menor diámetro que otra señal de

la banda C (de 4GHz).La ganancia del reflector se expresa en dB y se

la define con respecto a una antena isotrópica(antena de longitud λ omnidireccional que seconsidera de ganancia unitaria); es decir, en rela-ción a una antena que reciba exactamene lo mis-mo en todas direcciones.

En las tabla 1 se relacionan las ganancias de an-tenas parabólicas comerciales de foco centrado(las llamamos con las letras A a F pero normal-maente se las reconoce por su diámetro). En lasmismas puede comprobar que cuanto mayor es eldiámetro del reflector, mayor es la ganancia.

RendimientoSe define como rendimiento de una antena pa-

rabólica a la relación entre la cantidad de energíaincidente en el reflector y la concentrada en el fo-co.

El rendimiento está determinado, fundamen-talmente, por el alimentador (iluminador) y porlas desviaciones mecánicas que pueda sufrir el re-flector con relacióna a una parábola perfecta.

Tenga en cuenta que desviaciones de unos po-cos milímetros son importantes en el rendimien-

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Tabla 1. Ganancia de antenas parabólicas comerciales de foco centrado.

Referencia A B C D E F

Diámetro (mm) 900 1.200 1.500 1.800 2.200 2.800

Ancho de banda 10,90 a 12,80GHz

Ganancia a 11GHz 39,1 41,6 43,00 44,80 46,40 48,30

Dist. focal (mm) 384 512 630 755 925 1.190

Espesor (mm) 2 2 2,2 3 3,13,2

Peso del sistema (kg) 6 11 45 58 112 273

to, por lo que para asegurar una buena gananciay rendimiento es preferible que los reflectores sefabriquen de una sola pieza y con una desviaciónmáxima de la curvatura de 1 mm.

El rendimiento no se calcula teóricamente dadoque el tipo de superficie del plato o la mala colo-cación del alimentador o la simple suciedad acu-mulada son algunos de los muchos factores queinfluirán negativamente en el rendimiento de laantena.

Se considera aceptable un rendimiento com-prendido entre el 50% y el 65%, ya que un ren-dimiento mayor provoca la aparición de lóbulossecundarios que interferirán con el principal (es-to quiere decir que de cada 2 miliwat de señal quellega al reflector, al alimentador sólo le llega 1 mi-liwat.

Relaciones D/f y f/DCon el objeto de comprender este concepto, es

preciso que analice la figura 5. Para lograr un ren-dimiento alto, es necesario que el perfil del reflec-tor se acerque lo máximo posible a la parábola.

Para que esto se cumpla debe existir una rela-ción exacta entre el diámetro, el foco y la profun-didad del reflector parabólico, pues estos tres pa-rámetros están estrechamente relacionados entre

sí. Cualquier variación en uno de ellos afecta a to-dos los demás.

Conocido el diámetro D de la parábola, se pue-de calcular la distancia al foco f y la profundidadP.

Para que la antena alcance un alto rendimiento,el cociente D/f debe estar comprendido entre 2,3y 2,7.

Las antenas con relaciones D/f altas requierenalimentadores especiales, mientras que las de re-laciones D/f bajas presentan problemas de ruido,debido a la poca concavidad del reflector y el mí-nimo apantallamiento del reflector contra la su-perficie en que se encuentra.

Muchos fabricantes de antenas parabólicas pre-fieren indicar en sus catálogos la relación f/D ( osea, la inversa de D/f ), con lo cual tendríamos va-lores comprendidos entre 0,37 y 0,43.

Si f/d es igual a 2,3, entonces:

1 1D/f =———=———= 0,43

f/D 2,3

Si f/d es igual a 2,7, entonces:

1 1D/f =———=———= 0,37

f/D 2,7

Angulo de RadiaciónEl ángulo de radiación es el ángulo dentro del

cual, la señal captada por la antena se mantieneentre el 50% y el 100% de potencia, o sea, el án-gulo que puede desplazarse la antena con respec-to a la dirección exacta hacia el satélite hasta quela señal sufre una atenuación de 3dB.

En la figura 6 exponemos el caso en que unaantena está apuntando en una dirección incorrec-ta pero que, de todos modos, la señal se recibecon el 50% (-3dB) de la potencia que arrojaríauna antena apuntando correctamente.

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Figura 5

Supongamos que la ganancia de la antena es de40dB lo que hace que, cuando está perfectamen-te alineada posea una ganancia de potencia de:

40dBGP = antilog ———= antilog 4 = 10.000 veces

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Movemos ahora la antena, desviándola de laposición ideal un ángulo ƒ, hasta que la potenciacaptada por la antena descienda aproximadamen-te a la mitad, es decir, que la ganancia de poten-cia pase a ser unas 5.000 veces, lo que supone unaganancia en decibeles:

GdB = 10 log 5.000 = 10 x 3,7 dB = 37dB

(3dB por debajo del nivel obtenido al estar bienorientada la antena).

El ángulo medido desde la posición correcta deapuntamiento hasta el máximo desplazamientohacia “cualquier lado” donde la ganancia de la an-tena baja a 3dB, es lo que se denomina ángulo deradiación.

De lo expuesto se deduce la importancia de unabuena orientación de la antena, ya que la más mí-

nima desviación supone una considerable pérdi-da de señal.

El ángulo de radiación disminuye con el au-mento de la frecuencia y con el incremento deldiámetro del reflector; es decir, que cuanto mayorsea el plato y a igualdad de frecuencia, más direc-tiva será la antena.

Este suele ser un problema para los aficionados,quienes creen que una antena grande asegura unamejor recepción y esto suele ser perjudicial y has-ta desalienta al instalador novato.

Lóbulos principal y secundariosUna antena parabólica capta la máxima energía

cuando está orientada en dirección hacia un saté-lite y, dentro de un pequeño ángulo, se mantieneel valor de la energía captada entre el 50 y el100% de la máxima. Fuera de dicho ángulo, elvalor de la energía captada cae rápidamente.

Se denomina lóbulo de radiación al “espacio”en que puede captar energía una antena sin quesu ganancia caiga a más de 3dB. O sea, es la re-presentación mediante un sistema de coordena-das polares, de la ganancia de la antena en fun-ción del ángulo que forma el eje de la misma conel satélite (figura 7).

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Figura 6

El diagrama de radiación de una antena suelepresentar:

• El lóbulo principal que es el de mayor tama-ño y alcanza el círculo de las coordenadas polarescorrespondientes a 0dB. Es decir, no presenta ate-nuación alguna de la señal.

• El eje del lóbulo principal coincide con el ejede la antena; es decir, que todo satélite que se en-cuentre en la misma dirección que el eje de la an-tena entrará dentro del lóbulo principal y serácaptado con la máxima ganancia.

• El ángulo de radiación pertenece al lóbuloprincipal y abarca todo el ancho del citado lóbu-lo con una ganancia por encima de -3dB.

• Existen lóbulos secundarios, dispuestos en án-gulos distintos al del eje principal y que disminu-yen de tamaño a medida que se acercan al ángu-lo de 180°.

Los lóbulos secundarios o lóbulos la-terales determinan la capacidad de unaantena parabólica para captar radiacio-nes que le llegan de direcciones fuera desu eje.

Se pueden representar los lóbulosprincipal y secundarios mediante unsistema de coordenadas cartesianas, enel que, el lóbulo principal ocupa la po-sición correspondiente al ángulo de 0°,

en el centro de la abscisa y su ambplitudmáxima se corresponde con la gananciade la antena, que en nuestro ejemplo he-mos era de 40dB.

3dB por debajo de la ganancia máxima;es decir, a 37dB, se traza una recta quecorta el lóbulo principal en dos puntos (Py P’). Una proyección vertical de estospuntos sobre la abscisa nos permite deter-minar al ángulo de radiación de la antena(ángulo α en la figura 8).

Los lóbulos secundarios tienen pocaamplitud, tanto menor cuanto más seacercan al ángulo de 180° o ángulo

opuesto al de orientación de la antena.Los lóbulos secundarios son una medida de la

capacidad de la antena de captar señales electro-magnéticas de satélites situados en ángulos dis-tintos del de orientación (aunque con muchísimamenor potencia).

Tenga en cuenta que “siempre”, los lóbulos se-cundarios deben tener una amplitud sensible-mente menor que la del lóbulo principal, ya quede lo contrario la señal de otro satélite interferiríaa la señal que se desea captar.

Se dice que una buena antena es aquella en laque el lóbulo principal tiene una ganancia supe-rior a 20dB respecto a la de los lóbulos secunda-rios.

Ancho de BandaEl ancho de banda de una antena parabólica in-

dica la banda de frecuencias para las que está di-

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Figura 7

Figura 8

señada la antena. Por ejemplo, una antena con unancho de banda de 10,9GHz a 12,8GHz está di-señada para captar todas las frecuencias compren-didas entre los dos límites citados, lo que implicaque tiene un ancho de banda de 1,9GHz a partirde 10,9GHz. Es un dato que, como todos los an-teriores debe facilitar el fabricante del reflectorparabólico

Relación Señal/RuidoTanto el ruido del medio ambiente como el del

espacio exterior puede ser captado por una ante-na parabólica.

Los fenómenos naturales, tales como tormen-tas, lluvia, viento excesivo, etc., originan señalesde ruido de la misma forma que lo hacen ciertosfenómenos artificiales, tales como lámparas fluo-rescentes. No obstante, las principales fuentes deruido, son el ruido atmosférico, el ruido galácti-co procedente de las estrellas y el suelo.

Si el suelo origina ruido, al reflector le llegarátanto más ruido cuanto más “desnivelado” se en-cuentre el suelo.

En las antenas parabólicas también debe tener-se presente el ruido que al propia antena genera.Toda onda electromagnética que incida sobre lasuperficie del reflector es reflejada por éste, por loque podemos decir que se convierte en emisor denuevas ondas. Estas ondas se mezclan con la señalprincipal, formado una señal de ruido.

Para que la recepción sea buena, es preciso quela señal “reflejada” se sume a la “incidente” ytambién se debe poder separar a la señal del rui-do lo que implica que la relación señal/ruido(S/N) sea lo más elevada posible.

Factor de RuidoSe define el factor de ruido (F) de una antena

como la potencia mínima que debe tener la señalcaptada para que quede totalmente enmascaradapor el ruido de la propia antena.

En el caso de antenas parabólicas, para la recep-ción de emisiones de radio y televisión vía satéli-te, en las que las potencias que llegan son muypequeñas, es muy importante alcanzar un factorde ruido muy pequeño.

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Fabricación deAntenas Parabólicas

No existen técnicas específicas de fabrica-ción de reflectores. En general, se utili-zan materiales y métodos muy diversos.

El material utilizado debe mantener su formadurante largo tiempo, ya que cualquier deforma-ción afecta negativamente el rendimiento de laantena, tal y como ya hemos expuesto anterior-mente.

Debe soportar bien las contracciones y dilata-ciones debidas a los cambios de la temperaturaambiente y a las inclemencias meteorológicas.

Los fabricantes suelen emplear duraluminio,chapa de acero, malla metálica o bien, fibra de vi-

drio epóxica (u otros materiales plásticos) recu-bierta de una capa metálica, para que reflejen coneficacia las señales que llegan desde un satélite.

Se pueden fabricar de una sola pieza o por sec-tores (pétalos). En la actualidadd, los reflectoressuelen ser de una sola pieza, pues captan mejorlas frecuencias de la banda Ku, al tener mayorprecisión en su superficie. Tanto es así que unaantena con un reflector de 120 cm puede ofrecerla misma ganancia que otra fabricada por secto-res de 240 cm.

Los reflectores de malla metálica o de chapa demetal perforado tienen una buena consistencia

debido a nervios que se colocan para impedir ladeformación. Presentan buena resistencia al vien-to si la velocidad de éste es reducida, pero son po-co consistentes a esfuerzos mecánicos.

El tamaño de las perforaciones debe ser menorque la décima parte de la longitud de onda de laseñal que se desea captar, lo que supone diáme-tros de perforación inferiores a 2,7 mm en la ban-da Ku.

vel. de la luzλ = ——————————— =

frecuencia

300.000.000 m/sλ = ——————— = 0,0027 m = 2,7 mm

11 x 109

Si las perforaciones son de mayor diámetro seproducen considerables pérdidas y, además, pue-den llegar al alimentador señales procedentes dela parte posterior del reflector, reduciéndose la re-lación señal/ruido. Es por ello que es muy comúnencontrar antenas de malla metálica cuya apa-riencia asemeja a la de un tejido mosquitero (pe-ro de mayor grosor y consistencia).

Los reflectores para antenas parabólicas se pin-tan de un color que no debe ser brillante, pues siasí fuera, concentraría la luz solar sobre el ilumi-nador que se deformaría y hasta se le derretiría elrecubrimiento plástico. Un excelente recubri-miento es la pintura de poliéster, aplicada elec-trostáticamente que, además de evitar el sobreca-lentamiento del alimentador, evita el deterioro dela parábola con el transcurso del tiempo.

Tipos de Reflectores

Hemos considerado la parábola como únicaforma para un reflector de antena parabólica. Sinembargo, a partir de esta figura geométrica se ob-tienen otros tipos de reflectores que incluso sonmás eficaces que el parabólico. De acuerdo con

esto y refiriéndonos a las antenas para recepciónde señales de radio y televisión de uso doméstico,podemos clasificar las antenas en los siguientes ti-pos:

• Antenas parabólicas de foco centrado• Antenas off-set• Antenas planas

Antena Parabólica de Foco CentradoLa antena parabólica de foco centrado es la más

común (la que hemos estudiado hasta aquí y quese muestra en la figura 9). En ésta, el alimentadorse encuentra situado en el foco del reflector talcomo muestra la figura 10.

Este tipo de antena es relativamente fácil deconstruir y no es demasiado sensible a errores deajuste.

Como inconveniente podemos citar la “som-bra” que producen el alimentador y las varillas desujeción de éste, con lo cual no se aprovecha al100% la superficie reflectante del plato, lo queimplica una ligera pérdida en el rendimiento dela antena. Note este fenómeno en la misma figu-ra 10. La zona grisada representa la energía elec-

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Figura 9

tromagnética inci-dente en el reflec-tor. En el centrose obtiene una zo-na a la que no lle-ga energía electro-magnética, debidoa que el alimenta-dor hace sombraen ella.

Las antenas defoco centrado sonlas más utilizadasen instalacionescolectivas, espe-cialmente cuando

el diámetro del reflector supera los 90 cm.El rendimiento es del orden del 60%. La ate-

nuación de los lóbulos secundarios es buena yoperan muy bien para señales con polarizacióncircular, no tanto así para la polarización lineal.

Antena Off-SetEsta antena se emplea mucho en sistemas de

TV doméstica (figuras 11 y 12). El reflector estáconstituido por una sección transversal de unaparábola y el foco queda fuera de la vertical a di-cha sección.

En la figura 13a se dibuja un reflector parabó-lico de foco centrado visto de frente, donde la zo-na grisada corresponde a lo que sería una antenaoff-set (ya no se emplea todo el plato sino unaporción de éste). Observe en esta figura cómo elfoco queda situado fuera de la vertical del reflec-tor.

En la parte b de la figura se observa el perfil deun reflector parabólico y una parte resaltada quecorresponde a lo que sería el reflector de la ante-na off-set. Note que la superficie del reflector off-set es mucho menor que la del reflector parabóli-co que lo produce, pero que no se trata de com-parar estos dos diámetros de reflector, sino de vercómo se diseñan, ya que el reflector de antenaoff-set obtenido debe compararse en rendimien-

12


Figura 10

Figura 11

Figura 12

to con el de un reflector parabólico de igual diá-metro.

De la figura 13 se deduce que toda señal que in-cida sobre el plato quedará reflejada hacia el foco,pero que éste, al no estar centrado, no producirásombra sobre el reflector.

Para sostener el alimentador en una antena off-set se utiliza un brazo que sale por debajo del re-flector (figura 14), de manera que ni la unidadexterior ni el brazo que la sustenta proyectansombra alguna sobre el plato, porque quedan fue-ra de la línea de visión del satélite.

Debido a la reflexión de las ondas electromag-néticas en la superficie del reflector, el reflectorestá mucho más inclinado que el de las de fococentrado.

El rendimiento de lasantenas off-set alcanza el65% con lo cual, a igual-dad de ganancia, el diá-metro del reflector es me-nor que el de las antenasde foco primario.

La atenuación a los ló-bulos secundarios es muybuena.

La polarización circulares también muy buena,pero no así la polarizaciónlineal. Las antenas off-setson muy utilizadas en ins-talaciones individuales,donde el diámetro del re-flector no supera los 90cm. (es muy común verlasde unos 45 cm para re-cepción doméstica de TVsatelital).

Antena PlanaLas antenas planas se fa-

brican agrupando peque-ñas antenas elementales(dipolos) en configura-

ción array. Estas antenas se conectan de formaque se suman las señales individuales para obte-ner un rendimiento máximo, que puede alcanzarel 80%.

La ganancia es de unos 30dB.Una particularidad de estas antenas es la de lle-

var el conversor incorporado, así resultan máscompactas y, por tanto, ocupan un espacio mu-chísimo menor.

Otra ventaja de las antenas planas es que po-seen un mayor ángulo de radiación que las ante-nas parabólicas, lo que facilita su orientación ha-cia el satélite pero, a la vez, supone una atenua-ción menor de los lóbulos secundarios y, en con-secuencia, un mayor riesgo de interferencias en-tre satélites.

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Figura 13

Figura 14

Otro in-convenien-te de estasantenas esque sólocaptan efi-c a z m e n t eseñales pro-cedentes desatélites dealta poten-cia, pues

para señales débiles un aumento de la superficiede la antena no implica un aumento proporcio-nal de la ganancia.

Su diseño es circular o cuadrado, con dimensio-nes que no suelen superar los 50 cm de diámetroo de lado, respectivamente, lo que permite su ins-talación en el interior de las viviendas sin proble-ma alguno de espacio siempre y cuando la antenaapunte al satélite sin que existan obstáculos entreellos.

Bases y Soportes para Antenas

Es necesario distinguir entre base y soporte deuna antena parabólica.

El soporte sostiene la antena y la base sostieneel soporte (que sostiene la antena).

La base es el conjunto normalmente formadopor un mástil o por un tetraedro de perfiles me-tálicos que sostienen el conjunto mediante unpunto de apoyo (suelo pared, etc.), mientras queel soporte está integrado por los elementos que,fijados a la base, soportan el reflector de la ante-na parabólica y permiten su orientación.

En la figura 15 puede ver la fotografía de unaantena parabólica de foco centrado, vista por suparte posterior, y en la que se distingue perfecta-mente la base del soporte.

Una característica importante que deben poseertanto la base como soporte de una antena para-bólica es su resistencia mecánica, sobre todo en

zonas donde soplen vientos fuertes. Esta resisten-cia debe ser suficiente para evitar cualquier movi-miento del reflector que lo desvíe de su correctaorientación.

Bases para antenas parabólicasEn la figura 16 puede ver una base tipo mástil

con su soporte.En la figura 17 hemos dibujado un conjunto

base-soporte de forma tetraédrica, con tres de susaristas para la base y las otras tres, a modo de trí-pode, para el soporte del reflector.

Y, finalmente, en la figura 18 se ha dibujadouna base en forma de “U” invertida para anclajea la pared, también con soporte.

Las bases más utilizadas son las de tipo mástil

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FFigura 15igura 15 Figura 16

Figura 17

(para antenas colectivas de gran diámetro) y lasde enclavamiento a la pared (para antenas indivi-duales de pequeño diámetro).

Características Mecánicas de las Bases

Si observa la tabla 1 de la página 6, se darácuenta de que una antena parabólica suele sermucho más pesada de lo que en principio nosimaginamos, por lo que el esfuerzo que sufre subase puede ser considerable a velociddes de vien-to elevadas, máxime si la superficie del reflectores grande. Es por ello que debemos ser meticu-losos con las recomendaciones que proporcionanlos fabricantes de reflectores en sus catálogos, so-bre todo en zonas geográficas donde se alcancenaltas velocidades de viento. Entre los datos quefacilita el fabricante podemos citar la velocidadde viento operativa y la resistencia al viento.

Velocidad de viento operativaEs aquella a la que la antena sufre una desvia-

ción máxima de 0,2° respecto de su correctaorientación.

Resistencia al vientoEs la velocidad de viento que provocaría defor-

maciones irreversibles en la antena. Suele oscilarentre 150 y 180 km/h, según el modelo y el fa-bricante.

Montaje de las basesVamos a describir cómo se debe instalar

una base tipo mástil y otra triangular co-munes, teniendo presente que los encla-vamientos que realizaremos deben ser es-tudiados por un arquitecto o maestro ma-yor de obra para evitar sorpresas en el fu-turo (muchas veces el lugar donde realiza-remos el enclavamiento es menos resisten-te de lo que pensamos y con el tiempo laantena se nos viene abajo). Las pequeñasantenas con fijación a un muro no presen-tan grandes problemas ya que se consigue

por medio de tarugos y tornillos adecuados.

Fijación de una base-soporte tetraédricaSupongamos una antena parabólica de 1,8 m

de diámetro, para instalaciones colectivas de re-cepción de satélites de baja potencia.

Esta antena sólo permite captar las señales pro-cedentes de un único satélite, ya que en una ins-talación colectiva no debe existir la posibilidad deorientar la antena hacia diversos satélites, porqueprovocaría conflictos entre vecinos que desean re-cibir señales de satélites distintos.

Por tanto, si en una comunidad de vecinos sedesean recibir señales de dos o más satélites, de-berán disponerse tantas antenas parabólicas comosatélites se deseen recibir, o bien (si los satélitesestán cerca uno de otro) disponer de antenas consoportes alimentadores multisatélites (ya lo vere-mos).

La base de esta antena está formada por una es-tructura triangular equilátera, hecha con perfilesmetálicos angulares. En la figura 19 indicamos lasdimensiones de esta base y su fijación al terrenocon tres zapatas de hormigón.

Si la base se fija al terreno mediante tres zapatasaisladas, las dimensiones de éstas depederán de lavelocidad que el viento alcance en la zona de ins-talación.

Para ello, en la figura 20 se indican las dimen-siones de las zapatas para velocidades del vientode 90, 120 y 150 km/h, respectivamente. Consis-

15


Figura 18

ten en una armadura con varillas de acero en for-ma helicoidal o de tirabuzón, dispuestas como seindica en las figura.

En la figura se indica el número y diámetro delas varillas (en milímetros) que deben emplearseen cada una de las caras. Note que las varillas uti-lizadas en las aristas verticales del cubo tienenmayor diámetro que las utilizadas en las caras.

Las varillas horizontales son las que rodean elcubo. Se disponen separadas 15 cm unas de otrasy todas de igual diámetro (8 mm).

Esta armadura metálica se introduce en un en-cofrado que sobresalga 10 cm del nivel del sueloy con una holgura de 5 cm entre la superficie delencofrado y cada una de las caras de la armadura.

Al echar hormigón en el encofrado, la armadu-ra quedará empotrada a 5 cm de profundidad.

Recuerde que es aconsejable consultar a un ar-quitecto.

Por supuesto, no in-tente hacer esto en la lo-za de su casa...

Fijación sobre laterraza de unabase-soportetetraédricaAquí es esencial que

consulte a un profesio-nal, pues pueden pro-ducirse daños de difícil

reparación en la estructura de la terraza del edifi-cio.

Existen dos métodos fundamentales para fijar labase triangular de una antena parabólica en unaterraza:

a) Fijación durante la construcción de la estruc-tura del edificio

b) Fijación posterior a la ejecución de la obra

En ambos casos se utilizará el mismo tipo deapoyo, cuyas dimensiones serán facilitadas por elfabricante de la antena al profesional. No detalla-mos el procedimiento por considerar riesgosa laoperación si no se tienen todos los conocimientosnecesarios.

Fijación al terreno de una base tipo mástilEn las figuras 21 y 22 se pueden ver los detalles

de las zapatas dehormigón armadopara la fijación deun mástil para an-tena parabólica co-mercial.

Se trata de unaantena parabólicade 1,5 m, dispues-ta sobre un mástilde 1 m de altura y114 mm de diáme-

16


Figura 19

Figura 21

tro. Este mástil se fija a la zapata mediante unaplaca de anclaje triangular, como la que muestrala figura 21b.

Las ilustraciones de las figuras 22a, 22b corres-

ponden a la armadura y dimensiones de las zapa-tas para velocidades de viento de 120 y150km/h, respectivamente. Cuanto mayor es la velo-cidad de viento, mayor es la cantidad de varillas

que conformarán el enco-frado de la zapata.

El anclaje del mástil serealiza mediante tres vari-llas roscadas que deben in-troducirse en el interiordel bloque de hormigónde la zapata antes de quefragüe.

Es muy importante quela zapata esté bien niveladapara evitar inclinacionesanormales del mástil, lascuales no sólo complica-rían la labor de orienta-ción de la antena, sinoque, además, lo someterána esfuerzos mecánicos nodeseables.

Advertimos al lector que elhecho de dar estas dimensio-nes y enrejados de zapatas pa-ra la base tipo mástil de unaantena parabólica no presu-pone que sean válidas paratodas las antenas parabólicascon base tipo mástil, por loque siempre, antes de anclarla antena, deberá consultarel correspondiente manual .

Fijación sobre la terraza de un edificio de unabase tipo mástilLa fijación sobre la terra-

za de un edificio es una la-bor delicada en la que de-ben tomarse precaucionespara no dañar el suelo. Por

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Figura 20

este motivo, este tipo de instalación también de-berá hacerla un profesional. Nunca intente reali-zar estos trabajos, primero porque usted es untécnico instalador de antenas, no un profesionalde la construcción y segundo porque puede pro-vocar desperfectos en la terraza o tejado del edifi-cio con la responsabilidad que ello conlleva.

Lo único que puede hacer en este caso es solici-tar al fabricante de la antena las dimensiones dela zapata que debe emplearse y poner a disposi-ción del aparejador o arquitecto esa documenta-ción.

Fijación de Pequeñas Antenas Parabólicas

Las antenas pequeñas son cada vez más popula-res en instalaciones individuales (vea la fig 23),por lo que sin duda usted tendrá ocasión de colo-car unas cuantas.

Primero debe elegir una pared desde la que laantena “vea” el satélite, es decir, que ningún obs-táculo se interponga entre ésta y el satélite.

Luego debe hacer el esquema de perforaciones

que será facilitado por elfabricante. Posterior-mente debe hacer lasperforaciones indicadasen el esquema, con unamecha de widia, de diá-metro adecuado.

La fijación de los so-portes de la antena, serealiza con tarugos deplástico y tornillos quesuele suministrar el pro-pio fabricante de la an-tena.

La fijación del mástilse realiza con tornillos ytuercas de cabeza hexa-gonal.

Tipos de Soportes

El soporte que sostendrá al reflector debe per-mitir modificar su posición y, con ello, facilitar elcambio de orientación para enfocar a un satélitedeterminado. Además, la orientación de una an-tena parabólica, para un mismo satélite, cambia

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Figura 22

Figura 23

según la posición geográfica donde se instale laantena, por lo que toda antena parabólica debeposeer los mecanismos adecuados para modificarsu orientación tanto en acimut (de izquierda aderecha) como en elevación (de abajo hacia arri-ba).

Es importante que los mecanismos de orienta-ción del soporte faciliten la labor de apuntamien-to del reflector y la localización rápida de todoslos satélites de la órbita geoestacionaria (vea SaberElectrónica Nº 152).

Soporte que fija el acimut y la elevaciónLa orientación de la antena con un soporte de

este tipo se realiza con dos movimientos (uno pa-ra el acimut y otro para la elevación). Es el meca-nismo más simple, pero tiene el inconveniente deque debe efectuarse un doble ajuste cada vez quese desea orientar la antena hacia un nuevo satéli-te, lo cual limita su uso a antenas parabólicas fi-jas.

La orientación correcta del acimut simplemen-te se obtiene instalando la base de la antena conla dirección adecuada y luego efectuando un ajus-te fino mediante un sistema de tuerca-contratuer-

ca de fijación del reflector al so-porte.

El ajuste de la elevación seconsigue ajustando el tornillodispuesto en una de las patas deltrípode que soporta la antena(vea nuevamente la figura 17),que es de tipo telescópico. Ajus-tando dicho tornillo, la pataposterior se acorta o alarga y,con ello, la antena se eleva o des-ciende de su posición.

El ajuste del acimut se realizahaciendo girar el soporte sobreel mástil, hasta que ocupe la po-sición correcta y, para evitar quese mueva, se fija con tornillos.

Los soportes de este tipo nor-malmente son más estables que los polares, por loque son los más utilizados para sistemas recep-trores domésticos fijos.

Soporte polarEste tipo de soporte permite la localización de

todos los satélites geoestacionarios con un solomovimiento y, por lo tanto, es ideal para las an-tenas orientables manualmente y para las accio-nadas con un motor (vea Saber Electrónica Nº152).

Con este montaje es posible mantener la ante-na orientada hacia un punto del espacio median-te un sistema de dos ejes en ángulo recto en elque gira sólo uno de los ejes. Este eje, llamado ejepolar, es paralelo al eje de la Tierra y apunta ha-cia la estrella Polar, tal como graficamos en la fi-gura 24.

El ángulo que forman el eje polar con la hori-zontal es igual a la latitud geográfica del lugardonde se monta la antena.

El mecanismo consiste en una serie de arande-las suplementarias y palancas ajustables paramantener los errores de seguimiento lo más redu-cidos posible y suelen ser estándar para la mayo-ría de las antenas.

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Figura 24

Soporte Polar con ActuadorEn la figura 25 tenemos un dibujo con indica-

ción de las partes constituyentes de un soportepolar con actuador.

La orientación de esta antena se efectúa me-diante un actuador (1) que se acciona desde el in-terior de la vivienda. También puede realizarse unapuntamiento manual de la antena si ésta es depequeñas dimensiones, ya que en las de dimen-siones grandes resulta prácticamente imposibledebido al peso del reflector.

El actuador, también llamado tracker, consisteen un motor eléctrico que hace girar un tornillosinfín que, a su vez, prologna un brazo telescópi-co. Este actuador se fija, por un lado, al soportedel mástil mediante el anclaje (5) y por otra al so-porte transversal (2) por medio de otro sistemade sujeción (6).

Al aumentar o disminuir la longiutd del brazotelescópico del actuador, éste empuja o tira delsoporte transversal (2) unido a la antena, obte-niendo el giro del reflector de este a oeste, o vice-versa.

El soporte transversal (2) está unido en su cen-tro con una barra (3), que coincide con el eje de

giro de la antena parabólica y que se fi-ja en el otro extremo a la pieza (7,) conla que se ajusta el ángulo de compensa-ción. Esta pieza está unida a la parábolamediante la pieza (4).

Por último, el tornillo (8) modifica laelevación de la parábola al girar el eje(3).

Este tipo de mecanismos puede variarsegún el fabricante, pero todos persi-guen los mismos resultados.

Soportes para Alimentadores

El alimentador de una antena parabó-lica es el elemento sobre el que se con-centran las señales reflejadas por el pla-to y debe estar situado exactamente en

el foco de la parábola, ya sea una antena parabó-lica de foco centrado o una tipo off-set. Para ubi-carlo se precisan elementos de sujeción específi-cos.

En el caso de una antena parabólica de fococentrado, los elementos de sujeción del alimenta-dor son:

• Un trípode de varillas• El portaalimentador o “pletina feeder”

Tanto el trípode como la pletina se fabrican deacero inoxidable y aluminio para evitar su dete-rioro y oxidación. En la figura 26 se puede ver lafotografía de un soporte para alimentador de una

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Figura 25

Figura 26

antena parabólica de foco centrado. Las tres vari-llas del trípode deben tener la misma longitud, ydebe ser posible realizar un pequeño ajuste poste-rior a sus colocación en el plato.

Mediante tuercas y contratuercas se fijan las va-rillas del trípode al plato y la pletina a las varillas(figura 27).

La distancia focal correcta puede ajustarse conlos tornillos (1) y las tuercas (2) de la figura.

Observe finalmente en la figura 27 que la pleti-na del alimentador posee cuatro orificios, en loscuales se fijará el alimentador mediante tornillos.

En el caso de las antenas off-set, el alimentadorse fija a un brazo que sobresale por laparte inferior del plato.

En la figura 28 puede ver cómo semonta un típico soporte de alimentador,que en este caso consiste en dos mediaspiezas (2 y 3) que encajan una en otraperfectamente y que se unen mediantelos tornillos (4).

Estas dos piezas abrazan y sujetan fir-memente el alimentador (6) de la antenaoff-set.

El soporte del alimentador se montaluego en el brazo (1) de la antena off-sety se sujeta con los tornillos (5).

Soporte de un Alimentador MultisatéliteUna buena opción para recibir las señales de va-

rios satélites próximos entre sí es disponer variosalimentadores en un soporteúnico, de diseño especial.

Este soporte está formadopor un aro circular, un soporteorientable y cuatro portaali-mentadores (2 de la figura 29).Todo el conjunto se monta enel plato; tenga en cuenta que lavarilla superior del trípode de-be coincidir en la posición quese aprecia en la figura 29.

El descripto es un sistema de-sarrollado por la empresa espa-ñola TELEVES, basado en elestudio del desplazamiento la-teral del alimentador colocadoen el foco de la parábola. La

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Figura 27

Figura 28

Figura 29

desviación del haz de la antena es proporcional aestos desplazamientos.

Este sistema sólo es válido para recibir señalesde satélites separados entre sí 6,2°, abarca un ar-co entre los satélites extremos de 9,2°, lo cual sig-nifica que si se desea recibir las señales de satéli-tes con mayor ángulo de separación no existe otraopción que modificar la orientación del reflector.

En la figura 30 se han dibujado las posicionesque ocuparán los cuatro alimentadores con res-pecto a la parábola y en la figu-ra 31, el arco cubierto por elconjunto.

El alimentador A1 se instalaen el centro de la parábola, esdecir, en el foco, y recibirá lasseñales del satélite SAT1, alcual se orientará la antena.

Los restantes alimentadores,desplazados del foco, recibiránlos satélites SAT2, SAT3 ySAT4.

Una vez instalado el soportemultisatélite en el trípode delreflector multisatélite, se ajustael alimentador central (el A1),de forma que ocupe la distan-cia focal correcta. El ajuste seconsigue actuando sobre lostornillos (6) de la figura 29,

que fijan el aro a las varillas del trípode, ya que elalimentador A1 deberá ir introducido a tope en elportaalimentador A1.

Luego se debe ajustar el alimentador de un ex-tremo.

Aflojando los tornillos (3) queda liberado el so-porte orientable (1), lo que permitirá su giro.

Posteriormenet se debe girar el soporte orienta-ble (1) hasta que se localice el satélite y se obten-ga el máximo nivel de señal posible. Hecho estose deben apretar los tornillos (3), de forma que elsoporte quede perfectamente fijo.

Ahora se deben aflojar los tornillos (4) del por-taalimentador (siempre hacemos referencia a lafigura 29), así obtenemos un pequeño ángulo degiro del portaalimentador que permite el ajustefino de su posición hasta obtener el máximo ni-vel de señal. Al obtener el punto óptimo, se fijaallí el portaalimentador apretando los tornillos(4).

Finalmente ajustamos los tornillos (5) para blo-quear los alimentadores.

Todo este proceso se repetirá con el alimenta-dor del extremo contrario, salvo en lo que respec-

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Figura 30

Figura 31

ta al soporte, que no debe desbloquearse. Sólo enel caso de obtener una perfecta orientación de es-te tercer alimentador es posible ajustar la posi-ción del soporte (1).

Montaje Final de la Antena Parabólica

Como ya hemos mencionado, existen variossistemas que permiten el montaje de un plato(reflector) en su soporte y éste en su base.

Voy a describir brevemente el proceso para lainstalación final de una antena comercial, tal co-mo lo indica el fabricante.

Se trata de una antena off-set de 80 cm.

Siempre deberá fijarse en las recomendaciones delfabricante cuando adquiera, para su instalación, undeterminado modelo de antena parabólica.

En la figura 32 puede ver las diferentes piezas

que forman parte del soporte, cuyomontaje se efectuará como describi-mos a continuación:

1. Coloque la goma protectoraque suministra el fabricante en elborde del plato. Para ello se sitúa lagoma por la cara exterior, rodeandoel plato y a continuación se acomo-da en el borde.

2. Ponga las mordazas A y B sobrela pieza P, sin ajustar excesivamentelas tuercas de sujeción.

3. Coloque tapones en el brazosoporte del alimentador para prote-gerlo del agua de lluvia.

4. Se introduce el brazo soportedel alimentador (E) en el soportedel reflector C y se atornilla fuerte-mente .

5. Se monta el conjunto en elmástil D, orientando la antena ha-

cia el satélite que se desea recibir. Una vez orien-tada, se apretarán las tuercas de las mordazas Apara que la antena quede inmóvil en esa posición.

Por último, es recomendable que observe cual-quier reflector parabólico que esté a su disposi-ción (es muy común ver de distintos tipos cuan-do uno viaja), identificando a qué tipo pertenece(foco centrado u off-set). Identifique su diáme-tro, localice su soporte y fíjese de qué tipo es (sies fijo orientable), mire su base y fíjese si es te-traédrica o de mástil.

Intente comprobar si todo cuanto ha estudiadoen este manual se ha aplicado en la práctica.

Visite a algún distribuidor o fabricante de ante-nas parabólicas y solicite catálogos de característi-cas técnicas. Compare las características entre di-ferentes modelos de un mismo fabricante y los dediferentes fabricantes.

Una vez que sepamos instalar una antena para-bólica estaremos en condiciones de proseguir conla instalación de un sistema de recepción de seña-

23


Figura 32

les satelitales, esto es, la colocación tanto de launidad exterior como de la unidad interior, perode esto nos ocupamos en el Manual de Instala-ción del Sistema de Recepción de Señales Sateli-tales.

Ajuste y Calibraciónde Antenas Parabólicas

Ya dijimos que las antenas parabólicas motori-zadas están concebidas para captar las emisionesde los satélites situados en la llamada órbita deClark. Esta órbita está situada a unos 36.000 kmde distancia sobre el ecuador terrestre y tiene laparticularidad de que cualquier objeto situado enella tiene el mismo periodo de rotación que laTierra, por lo tanto, para un observador situadoen la superficie terrestre estos objetos permane-cen inmóviles.

El arco descripto por esta órbita es tal que elpunto más elevado de la misma se halla justa-mente en el Sur geográfico, y que al alejarse hacialos extremos desciende hasta llegar al horizonte.

Para mayores detalles, vemos en la figura 33 co-mo sería dicha órbita para diferentes latitudes pa-ra una longitud de 0˚.

El mecanismo que le permite a las antenas pa-rabólicas motorizadas seguir esta órbita (órbita deClark) se denomina Montura Polar (del inglés:"Polar-mount"). Este mecanismo requiere para

su correcto funcionamiento una serie de ajustesque se deben realizar cuidadosamente, tal comose observa en la figura 34.

Para poder realizar los ajustes que describimosen esta nota, deberemos disponer de un "inclinó-metro", a ser posible de una precisión de 0,1° o,en su defecto, de 0,2 °.

Además sería conveniente (aunque no impres-cindible ) disponer de un medidor de campo ade-cuado para las frecuencias de operación de las an-tenas parabólicas (950-2050MHz).

Al hallarse los satélites situados sobre la verticaldel ecuador terrestre, las antenas situadas en lati-tudes al SUR del ecuador deben mirar hacia elNorte y las situadas al Norte hacia el Sur, con ma-yor o menor desviación hacia el Este u Oeste enfunción del satélite elegido y de la situación geo-gráfica de la antena. Para las antenas motorizadasel Sur o Norte geográfico real es de gran impor-tancia, como veremos a continuación.

En adelante cuando se haga referencia al Nortereal, significará indistintamente el Sur real (180grados de azimut) o el Norte real (0 grados de azi-mut), según se encuentre situada la antena alNorte o al Sur del ecuador, respectivamente.

A) Determinación del ángulo de Off-SetSuponiendo que vamos a ajustar una antena ti-

po "Off-Set", antes de comenzar con los ajustes,tenemos que averiguar cuál es el ángulo de offset,dato que muchas veces se acostumbra a omitir enlas características de las antenas y que es de sumaimportancia. El ángulo de off-set indica la dife-rencia entre la elevación real de la antena y la ele-vación con que nos llegan las señales que capta.

24

Manual de Instalación de Antenas ParabólicasFigura 33

Figura 34

Para averiguar este dato tenemos que ajustar laantena como si se tratara de una antena fija,yorientarla a un satélite cualquiera que deseemosusar como referencia.

Por elevación entendemos la inclinación quedebe poseer una línea recta imaginaria que pasepor el borde superior e inferior de la parábola,respecto de la vertical (figura 35).

Una vez que tengamos la antena ajustada a estesatélite se debe medir con el inclinómetro la ele-vación de la antena. tenemos que restar este datoa la elevación real con la que se recibe su señal,consultando las tablas correspondientes, según lalocalidad donde se encuentre la antena y el saté-lite elegido.

Para medir este ángulo nos ayudaremos de unlistón de madera que sea totalmente plano y rígi-do; situamos el listón en la parte frontal de la an-tena, de forma que quede apoyado en posiciónvertical sobre dos puntos del borde exterior delplato,y sobre este listón situaremos el inclinóme-tro (vea la figura 36).

Por ejemplo, supongamos estar recibiendo se-ñal desde el Nahuelsat 1 en Bs. As. con una ele-vación de 37˚ (dato que obtenemos de las tablascorrespondientes –vea Saber Nº 150 y 151–).

Si al medir la elevación de la antena, el inclinó-metro nos indica 14°, esto quiere decir que el off-set de la antena es de:

37° - 14° = 23° .

Una vez hallado este dato lo anotaremos pues-

to que lo necesitaremos más adelante.Ahora ya podemos empezar con el ajuste del

montaje.

B) Ajuste de la Superficie de Montajede la AntenaAunque muchos instaladores no le dan la im-

portancia que se merece, un ajuste esencial es laperfecta verticalidad que debe presentar el mástilrespecto del soporte de la antena, obviamente, noexisten técnicas preferibles ni instrumentos espe-cíficos, el inclinómetro será suficiente

C) Localización del Norte RealLocalizar el sur geográfico real, para latitudes si-

tuadas al norte del ecuador, o el norte para las si-tuadas al sur, es muy importante ya que es laorientación que debe tener la antena cuando seencuentre en su posición central,y que coincidecon la elevación máxima del disco. Para ello sigalos siguiente pasos:

c.1- Situar todos los elementos de la instalaciónal lado de la parábola: receptor, posicionador y te-levisor todo ello debidamente conectado a la uni-dad externa y actuador de la antena.

c.2- Sintonizar en el receptor de satélite un ca-nal conocido del satélite que hayamos elegido co-mo referencia, por ejemplo, el NAHUELSAT 1.

Mediante el posicionador alinear perfectamen-te el montaje, de forma que la antena se encuen-tre en su posición central. Esto coincidirá con lamáxima elevación de la parábola.

25


Figura 35 Figura 36

c.3- Ajus-tar el ángulode elevaciónn e c e s a r i opara recibirel satéliteelegido. Siutilizamos elmismo saté-

lite de referencia que al averiguar el angulo de off-set de la antena, este dato ya lo tenemos. Es el quenos indicaba el inclinómetro al captar dicho saté-lite .

c.4- Dejar libre el montaje respecto del mástilde soporte, de modo que pueda girar librementetodo el conjunto montaje-antena sobre éste.

c.5) Girar lentamente el bloque "montaje-ante-na" hasta conseguir captar la señal deseada. Si elsatélite transmite con mucha potencia puede sernecesario desajustar la elevación de la antena pa-ra determinar con mayor exactitud el punto exac-to de orientación, en el caso de no disponer demedidor de campo y si nos guiamos únicamentepor la imagen del televisor. En esta posición, rea-lizar una marca coincidente en el mástil y monta-je lo más fina posible, por ejemplo con un rotu-lador fino o un objeto punzante (figura 37).

c.6- Medir el perímetro del mástil con la máxi-ma precisión posible.

Usar para ello un metro de papel o tela, coloca-do alrededor del mástil. Con el dato sobre el azi-mut del satélite para nuestra localidad, propor-cionado por la tabla (vea saber 150 y 151), calcu-lar el desplazamiento necesario del cabezal alrede-dor del mástil, a partir de la marca realizada. Pro-

ceder a la corrección y fijar el cabezal firmemen-te al mástil de soporte.

Por azimut se entiende la orientación real conrespecto al punto en donde se encuentra el ob-servador. Se mide en grados absolutos, tomandocomo referencia el NORTE a 0 grados, se sigueel sentido de las agujas del reloj hasta llegar al ES-TE a 90 grados, el SUR a 180 grados, el OESTEa 270 grados y de nuevo el NORTE a 360 grados(figura 38).

En el ejemplo utilizado en el punto (A), y parautilizar datos acordes con los de la figura 1, su-pongamos un ángulo de azimut de 156˚ para re-cibir señales desde el Nahuelsat situado a 19º Es-te. Como el NORTE REAL corresponde a unazimut de 180˚, tendremos:

180˚ - 156˚ = 24 hacia el Este desde el Norte.

Suponiendo que el mástil tuviera un perímetrode 125 mm, el desplazamiento necesario para en-carar el Norte sería:

125 mm / 360° = 0,347 mm / grado

0,347 mm X 24 = 8,33 mm

Esto es así porque los 125 mm del total del pe-rímetro equivalen a 360˚ de giro del mástil.

Por lo tanto deberemos desplazar el cabezal8,33 mm hacia el Este alrededor del mástil, a par-tir de la marca realizada al recibir el satélite. Sitodo se ha realizado tal como se ha indicado an-teriormente ya tenemos perfectamente ajustadoel NORTE REAL y sólo nos queda proceder alajuste del montaje propiamente dicho.

D) Elevación del Eje PolarEl montaje tiene un eje que une la parte fija su-

jeta al mástil con la parte móvil fija a la antena.Por este eje es por donde pivota la antena me-diante el "actuador". La inclinación de este ejerespecto de la vertical y que llamaremos "eleva-ción del eje polar", debe ajustarse según las ta-

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Figura 37

Figura 38

blas. Este ángulo depende úni-camente de la latitud donde sehalle la antena.

E) Elevación al NorteEl último paso consiste en

ajustar la elevación total al Nor-te. Para ello seguiremos los si-guientes pasos:

e.1- Compruebe que la antenasigue en su posición central. Sino es así, corríjala valiéndose delactuador. Este punto es muyimportante, asegúrese bien an-tes de seguir adelante.

e.2- Consulte la tabla de datospara averiguar la elevación totalal Norte según la ubicación dela antena. Si se tratase de unaantena del tipo offset, réstele elángulo de offset de la antenaque habremos obtenido previa-mente, tal como explicamos an-teriormente.

Ayudándose con el inclinó-metro ajuste la elevación de laantena al ángulo resultante delcálculo anterior, válgase delajuste del ángulo de compensa-ción o declinación y cuide noalterar el ángulo del eje de rotación ni la orienta-ción al Norte.

Con esto finalizamos la totalidad de los ajustesrequeridos. Si se han realizado con precisión, nin-gún tipo de retoque será necesario y el recorridode la antena seguirá fielmente la órbita de Clark,por lo tanto no escatime esfuerzos a la hora deconseguir la máxima exactitud al realizarlos.

Si observa algún problema de seguimiento, esmejor reiniciar de nuevo todos los ajustes empe-zando por recalcular el ángulo de offset de la an-tena. Preste especial atención a la verticalidad del

mástil de soporte y a la localiza-ción del Norte.

Asegúrese de estar usando co-rrectamente el inclinómetro. Esfrecuente cometer errores con él.Todos los ángulos que se han in-dicado aquí son respecto de lavertical.

El inclinómetro en cambio losmide respecto de la horizontal, sise hace coincidir la marca 0° in-terior, con la marca 0° exterior.Para medirlos respecto de la ver-tical tenemos que hacer coincidirla marca de 90° interior con el 0°exterior.

En la figura 39 vemos el aspec-to de un inclinómetro comercialde bajo costo, de una precisiónde 0,2˚. A los fines didácticos, enla figura 40 puede observar unamedición realizada con el incli-nómetro respecto de la horizon-tal mientras que en la figura 41puede observar una mediciónrespecto de la vertical.

¿Hay un buen manual que meayude a configurar, alinear y re-parar mi sistema satelital?

Frank Baylin escribió un buenmanual de referencia titulado

"Instale, Controle y Repare su propio Sistema deTV Satelital".

Lamentablemente no he encontrado una ver-sión en castellano pero el inglés con que se pre-senta es muy fácil de comprender.

Este manual es claro e incluye TODA la infor-mación que necesita para sintonizar correctamen-te su plato, encontrar los satélites y alcanzar lamejor recepción. También lo ayudará a resolverproblemas, y le indicará qué componentes debereemplazar o corregir para recuperar una recep-ción defectuosa. Tiene numerosos diagramas y

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Figura 39

FFigura 40igura 40

FFigura 41igura 41

fotografías, es IDEAL para los iniciados.Yo lo compré enviando un giro de U$S 12 por

correspondencia a:

Universal Electronics Bookstore4555 Groves Road, Suite 12Columbus, OH 43232 - Estados Unidos

Si Ud. se dedica a instalación de antenas sateli-tales, le recomiendo que adquiera este texto (la-mentablemente no lo he encontrado en librerías

de Argentina, lo que no significa que no se en-cuentre en el país). Ahora bien, es precisamentela falta de bibliografía específica en español loque me ha llevado a escribir este manual (en rea-lidad, ésta es la primera parte de una obra de trescapítulos que enseña a instalar una estación re-ceptora de señales satelitales).

¿Cuál es el mejor sistema satelital?La respuesta a esta pregunta es muy difícil. Le

recomiendo conocer todos los sistemas disponi-

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FFigura 42igura 42

bles antes de elegir uno pero no se deje presionarpor los vendedores.

Con respecto a la implementación de un siste-ma de TV satelital, mucho hemos hablado en laspáginas de Saber Electrónica, pero aun cuandodesconozca la tecnología específica, si lo ayudanalgunos amigos podrá montar, instalar y rastrearsu propio sistema satelital en un día. Sólo debecavar un pozo, rellenarlo de hormigón y colocar,de manera perpendicular, un conducto dentrodel hormigón. Muchos manuales de instalaciónpueden ayudarlo. Si lo hace usted mismo se aho-rrará alrededor de $1.000. Si no le incomoda gas-tar esta suma, su vendedor local estará encantadode armarle el sistema y Ud. sólo deberá sentarse ypulsar los botones del control remoto (para locual deberá abonar más de $1.500). Es su deci-sión.

A algunos no les gusta experimentar. Puede noestar satisfecho con los resultados iniciales si loinstala usted mismo, pero lentamente advertiráque puede mejorarlo. Incluso, podrá localizarmayor cantidad de canales en la medida que levaya “sacando el jugo” a su instalación. Si quiereexperimentar, mi consejo es que lea detenida-mente los capítulos sobre Comunicaciones VíaSatélite, que comenzamos a publicar en SaberElectrónica Nº 146 (hace más de un año). Inclu-so, hasta es posible ver señales satelitales sin nece-sidad de platos para la recepción. Veamos cómoes esto.

La Banda KU

Los satélites de banda KU no siempre requierenplatos para ser recibidos, algunos tiene 32 trans-ponders en lugar de los 24 de la banda C. El ver-dadero aficionado a los satélites deseará usar estabanda, ya que es posible encontrar programaciónde todo tipo en KU. Además, cada vez se realizanmás transmisiones en esta banda.

SBS6, por ejemplo (ubíquelo en 74º en la figu-ra 42), es un satélite ocupado con muchos depor-

tes y alimentaciones de noticieros. KU le ofrecemucho a quien desee experimentarla y explorar-la. G4 y G7 tienen bonitas señales KU, y conmucha suerte también encontrará material inte-resante en los satélites ANIK de la banda KU (es-to es muy dificil en el Cono Sur, pero para quie-nes viven en Centroamérica, Estados Unidos yCanadá, les resultará más fácil; hacemos esta acla-ración, dado que este Manual se distribuye en to-da América).

Los satélites de la banda KU son más difícilesde sintonizar que los de banda C y requieren nu-merosos ajustes manuales. KU también es mássensible al clima. Los servicios de programaciónKU no están tan bien documentados como los debanda C.

En un plato más grande (de 3 m), las señalesKU son tan estrechas como un rayo láser. Con unbreve roce del impulsor se pierde la señal. Ras-trearla y estabilizarla no es una labor para genteimpaciente. De todos modo, si ha colocado suplato para que capte banda KU, no podrá usarlopara captar banda C.

PBS está actualmente en KU, y ABC tambiéntiene alimentaciones en esta banda, ambas en elSatélite T-401. Esto puede impulsar a muchosaficionados a actualizarse en Banda KU (comoverá, hacemos referencia a señales de EstadosUnidos, porque son las más conocidas por quie-nes han visto TV satelital alguna vez). NBC ali-menta toda su programación en K2, un satéliteKU. Actualmente la programación NBC está de-sencriptada. EL CANAL TODO NOTICIAStambién aparece con frecuencia en SBS6 cuandolos dos canales CONUS no se usan para alimen-taciones de noticieros.

Los dos satélites ANIK tienen mucha progra-mación KU, incluidos el SERVICIO DESEN-CRIPTADO DE PELICULAS SIN CORTES,dos canales musicales, redes públicas regionales,ASN (Red del Satélite Atlantic) y una cantidadde material en francés. Estos dos satélites sólopueden captarse en el NORTE de Estados Uni-dos. Por otra parte, hay bastante material mexica-

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no en los Satélites Morellos. KU tiene franjas derecepción más estrechas.

Si busca señales de NOTICIAS y DEPORTES,en KU encontrará una gran cantidad de toda cla-se. También tendrá acceso a programación inter-nacional (china, rusa, japonesa, española) y ali-mentaciones educativas. Ajuste el extremo de suplato a KU y podrá comprobarlo.

Si su plato es KU compatible (algunos dishersrejilla no lo son), todo lo que necesitará agregarAFUERA es una ALIMENTACION de BAN-DA DUAL y un LNB KU adicional que puedecostar unos $200, según donde lo adquiera y lacapacidad del LNB KU. Para saber si su platopuede operar en KU, mida el tamaño de los agu-jeros o aberturas de la rejilla. Si son superiores a1/4 de pulgada, no tendrá una buena recepciónKU.

Los LNBs de KU se miden en dB, no en gradosKelvin (como es medido el LNB de banda C).0,6dB es lo ideal.

Un LNB de 2,0 es muy poco, si bien puede en-contrar un LNB KU de 2,0dB económico, que lebrindará señales aceptables desde la mayoría delos satélites, y seguramente le resultará aceptablepara comenzar si consigue uno usado.

Obviamente necesitará un receptor que sinto-nice banda KU. La mayoría de los receptoresnuevos pueden hacerlo.

No hay un estándar verdadero del esquema de

canales KU como lo hay en banda C. Los diver-sos receptores numeran los canales de manera di-ferente. Ajustar su plato para KU es más difícil.El ancho de rayo es muy estrecho, y cada movi-miento es crítico. Si pudo ajustar su sistema a unbuen rastreo de banda KU, su recepción de ban-da C será perfecta.

En definitiva, si bien esta banda puede aportar-le momentos mucho más agradables, debe saber“un poco más” sobre recepción de TV vía satéli-te.

¿Cómo Ver por Satélite?

Vamos a ver cómo son los equipos necesariospara ver televisión digital en los hogares, centrán-donos en el decodificador, “set-top-box”, o IRD;y comentando también las características de ante-na, LNB, y resto de equipos terminales.

El IRD

El IRD -Integrated Receiver Decoder- es la ca-ja que contiene el hardware, software e interfacesnecesarios para seleccionar, recibir, decodificar yvisualizar los programas y servicios ofrecidos porla televisión digital.

Hoy se venden en casas de telecomunicacio-nes, en negocios de venta de componentes elec-

trónicos y por me-dio de avisos quesuelen aparecer endiarios y revistas.Está previsto que suprecio, dependien-do de las prestacio-nes que incluya, os-cile entre los $120 y$250, pero debidoa este precio tan al-to muchas cadenasde televisión ofrece-rán a sus usuarios

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Figura 43

de pago tenerlo en alquiler a un coste más asequi-ble. Los bloques que componen el IRD (figura43) son los siguientes:

TUNERTraslada la señal procedente del LNB a una se-

gunda frecuencia intermedia de 479,5MHz me-diante un oscilador sincronizado al canal selec-cionado por el usuario.

DEMODULADOR QPSKUna vez con la señal a frecuencia fija se proce-

de a su demodulación. La señal viene moduladaen QPSK -debido a las limitaciones de potenciade los servicios DTH se exige un compromisoentre robustez contra ruido e interferencias sinexcesiva penalización del espectro- por lo que lademodulación tendrá que ser coherente. Ademáspara reducir las distorsiones lineales que introdu-ce el canal se da a la señal una forma adecuada encoseno alzado, la finalidad es tener un ecualiza-dor que evite la interferencia entre símbolos.

CORRECCION DE ERRORSe emplean dos técnicas, una encaminada a

evitar los errores de ráfaga y otra a evitar los de ti-po aleatorio. Para recuperar estos últimos se utili-za un algoritmo, y para los primeros se usa un có-digo bloque del tipo Reed-Solomon junto con unentrelazado de los símbolos en el transmisor paradispersar los errores de ráfaga y convertirlos enaleatorios. Con todas estas técnicas se consigueuna salida prácticamente libre de errores (Quasi-Error-Free) con un BER de 10e-10/10e-11 o de7x10e-4 en presencia de errores de ráfagas.

Además de esto también hace falta deshacer laaleatorización introducida en el transmisor con elobjeto de mantener la anchura del espectro lomás constante posible y tener una señal con tran-siciones uniformemente distribuidas a la entradadel ecualizador.

DEMULTIPLEXADOUna vez que se tiene el flujo de datos –la tra-

ma de transporte MPEG2– libre de errores, esnecesario demultiplexar toda la información con-tenida para obtener las tramas comprimidas devideo, audio y datos que pasarán al decodificadorMPEG-2.

DECODIFICADOR MPEG-2De él saldrá la información de audio en for-

mato PCM y la de video en formato digital 4:2:2.Ambas serán tramas de datos digitales.

MICROPROCESADORSerá la CPU, el cerebro encargado de contro-

lar todos los sistemas que estamos describiendo.De arquitectura de 16/32 bits, será capaz de tra-bajar con al menos 5 MIPS y almacenará la infor-mación en una memoria DRAM con capacidadsuperior a 512kb, además dispondrá de unaROM de 512kb con posibilidad de cargar el soft-ware de operaciones y su futura expansión.

SALIDASComo aún los televisores seguirán siendo ex-

clusivamente analógicos, es necesario convertirlas señales digitales de audio y video procedentesde decodificador MPEG-2 a formato analógico(PAL, SECAM o NTSC), bien en banda base pa-ra sacarlo a través del euroconector, o bien en RFpara usar la entrada de antena, siendo necesarioque existan ambos tipos de salidas para poderfuncionar con cualquier televisor. También haráfalta tener otro euroconector para un equipo degrabación de video analógico y otro para digitalasí como la posibilidad de estar conectado a unsegundo IRD analógico. Otra salida indispensa-ble será un módem telefónico, para poderlo usarcomo vía de retorno y permitir la interactividad.

También debe disponer el IRD de una salidaRS-232 para poder transmitir datos con un dis-positivo del tipo PC y un RS-422 para transmi-sión por el puerto de alta velocidad.

ACCESO CONDICIONALPuesto que en la mayoría de los casos las seña-

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les llegarán criptografiadas(encriptados o codifica-dos) para permitir servi-cios de pago, el receptordeberá disponer ademásde un lector de tarjetas, yasea PCMCIA o inteligente(smart card, vea SaberElectrónica Nº 154), queenviará los códigos decriptografiado pertinentesal demultiplexor. El acce-so condicional puede ser uno de los grandes pro-blemas que encuentre la TV digital para su ex-pansión, al no haberse llegado a un acuerdo en elsistema de encriptado a utilizar (figura 44). Debi-do a esta falta de acuerdo podríamos llegar a la si-tuación de tener un IRD para cada paquete digi-tal de pago que quisiera verse. El DVB define so-lamente un tipo de interface común que permitaañadir un módulo externo que variará según elmodo de acceso condicional. Parece que en prin-cipio habrá en el mercado dos maneras de gestio-nar este acceso. Una primera solución será alqui-lar el IRD con un sitema decodificador incorpo-rado, las cadenas de TV contratarán con un fabri-cante y un sistema de encriptado para tener su re-ceptor específico.

El segundo método es la compra del IRD porparte del usuario, del tipo con interface comúndefinido en DVB.

Estos receptores incluirán un sistema de deco-dificación por defecto y tendrán el conector adi-cional para incorporar otro.

Ahora bien, debido a la menor relación porta-dora-ruido requerida en la transmisión digital,será posible reducir entre un 20 y un 30% las di-mensiones de las antenas de los consumidores.Este hecho será positivo tanto para los que ya po-seen una antena para TV analógica, que no nece-sitarán cambiarla, como para los que deseen com-prar un equipo nuevo destinado a digital, que ve-rán abaratados los precios.

Como ejemplo, suponiendo un LNB de factor

de ruido cercano a 1dB, se necesitarán unas ante-nas parabólicas de unos 45 cm para recibir satéli-tes visibles desde América del Sur.

El LNBEl Low Noise Blockconverter (LNB) es el dis-

positivo encargado de amplificar la señal y trasla-darla a una primera frecuencia intermedia. Labanda de la portadora de radiofrecuencia debe es-tar entre 10,7 y 12,75GHz y la de FI resultanteentre 950 y 2.150MHz. Será necesario cambiar-lo en la mayoría de instalaciones 'analógicas' exis-tentes debido a que los LNB usados comúnmen-te para recepción analógica tienen una respuestaen fase demasiado mala para señales digitales porlo que si se emplean para TV digital aparecerá enpantalla el fenómeno de la 'pixelación' -como unespecie de mosaico- o bien la imagen desaparece-rá por completo.

Para los sistemas fijos la solución óptima esponer un LNB universal. En caso de un sistemamotorizado sería preferible optar por un LNB decuádruple banda de última generación, con unumbral de ruido mínimo ya que éste es un factordeterminante en las señales digitales.

Como puede apreciar, escuchar señales sate-litales o ver TV por este sistema, requiere unequipo específico, al que hemos llamado “uni-dad exterior” y “unidad interior” de la estaciónreceptora de señales vía satélite. Precisamente deestos temas nos ocupamos en los otros dos ma-nuales de esta serie. FIN

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Figura 44

Revista. Saber Electrónica. Recepción de Señales Vía Satelite

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