viernes, 3 de julio de 2015

Antenas Conicas para Banda Ku (7)


CÁLCULO DEL CONO 
COMPLETO
 Y  TRUNCADO

Las Variables:

PI = 3.1416
altura total = h+x
largo lado inclinado parte superior del cono = a
largo lado inclinado cono truncado = b
angulo del cono = alfa
altura cono superior = h
altura cono truncado inferior = x
radio cono superior pequeño = Y
radio cono inferior truncado = Z
alfa: angulo superior del cono
beta: angulo en la base del cono

el grafico ilustrativo:


Formulas de Calculo:

altura
h=(x*y)/(z-y)

longitud a
a=sqrt((h^2)+(y^2))

longitud a+b
amasb=sqrt(((x+h)^2)+(z^2))

longitud b:
b=amasb-a

angulo del cono:

alfa = 2 * arcsen( y/a)

angulo en la base

beta = 90 - (alfa/2)

Un EJEMPLO:

calculamos una antena conica de 33 dB de ganancia, para ello requiere 50 cm de diametro mayor, el diametro menor es el del feed del lnb, es decir 5 cm aunque algunos miden entre 4 a 6 cm, la altura del cono truncado es de 150 cm. se elige esa altura porque asi la relacion altura/diametro se encuentra entre los valores de 2 a 5 que son bastante razonables para una antena conica armonica, aunque puede alcanzar una relacion de hasta 1:9 en casos especiales.

entonces tenemos...

x = 150 cm
z = 25 cm
y = 2.5 cm

h=(x*y)/(z-y) =  (150 * 2.5) / (25 - 2.5) = 375 / 22.5 = 16.66
h = 16.66 cm

entonces x+h = 150 + 16.66 =  166.66
166.66 cm es el largo total del cono.

a = sqrt ((h^2)+(y^2)) = sqrt ((16.66^2) + (2.5^2)) = 
a = sqrt( 16.66^2 + 6.25) = sqrt (283.8056) = 16.8465
a = 16.8465 cm

amasb = sqrt (((x+h)^2)+(z^2)) =  sqrt (((150 + 16.66)^2) + (25^2)) = 
amasb = sqrt (((166.66)^2) + ( 625) = sqrt(( 27775.56 + 625)) =
amasb = sqrt (28400.56) = 168.53
amasb = 168.53 cm

b = amasb - a = 168.53 - 16.84 = 151.69
b = 151.69 cm

angulo del cono (en la punta):

recordaran que el arcseno de un numero, corresponde al angulo al cual tiene por seno dicho numero. asi que usamos la tabla del seno de modo inverso. buscamos el valor del seno y hallamos el valor del angulo, que corresponde al arcseno.

alfa = 2 * arcsen( y/a) = 2 * arcsen( 2.5 / 16.8465) = 
alfa = 2 * arcsen(0.148398) = 2 * 8.5  = 17 grados

angulo inclinacion en la base circular:

beta = 90 - (alfa/2) = 90 - 8.5 = 81.5 grados

tabla de el Seno/arcseno
para los calculos


Las antenas conicas ocupan mas volumen que las parabolicas de similar ganancia, pero no se puede negar que son mucho mas sencillas y divertidas. Si en el frente de tu casa, en un barrio tipico , tenes instaladas varias antenas parabolicas y por eso sos el mas comentado del barrio, imaginate si instalas una conica para banda C !!!.

Saludos Cordiales
FTApinamar

5 comentarios:

  1. Hola ftapinamar, hace un tiempo tuve esta misma inquietud, pero la figura geometrica en que pense fue la parabola, esto por analogia con las que se usan normalmente para la recepcion de señales satelitales, y no la del cono, aunque me gusta la experimentacion esta no la hice, por falta de tiempo o mas bien por su complejidad, lo que si hice fue la animacion de como podria ser: youtube. com/watch?v=7DxA8-bCddM, la forma conica es mas sencilla de hacer y de pronto a esta me le mido, saludos y un abrazo desde Colombia!!!

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    1. lo facil de este tipo de antenas es que las podes hacer hasta con carton recubierto de papel de aluminio solo para experimentar por lo que no demanda un gasto enorme.
      con la puesta en funciones del arsat 1 y su mayor potencia, que no es la de satelites europeos que permiten usan parabolicas de 30 a 45 cm, pero al menos es mejor que nada, esta mas facil la experimentacion dado que un cono de pruebas no se puede armar muy grande.
      un abrazo ftapero
      FTApinamar

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  2. Hola FTAPina! Yo nuevamente con otra consulta, es mas bien una idea inspirada en la Cybertenna; te queria preguntar si este cono seria equivalente a hacerlo "plano", o sea, al largo de 1,50 m lo seccionamos en tramos de 10 cm, por ejemplo, quedando algo parecido a esas lupas planas que vienen de varios anillos concentricos. Quedaria formada por 15 conos truncados concentricos uno dentro del otro en una especie de torta, obviamente, haciendo foco a 1,50 m en el LNB. Funcionaria?

    Sol Resonante

    PD: para tu seccion de humor, una antena que se autocensura cuando haces cosas ilegales:
    http://satsis.org.ua/uploads/forum/posts/2010-05/1273045187_1.jpg

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    Respuestas
    1. la antena conica tal como la parabolica basa su ganancia en la superficie totañ expuesta al satelite.
      la cibertenna esta formada por pequeños feeds tipo escalares conicos que apuntan todos en la misma direccion concentrando las señales en un punto. la antena plana tiene un funcionamiento similar, por dentro son hasta 64 feeds pequeños interconectados entre si y rematan en un lnb interno. el principio es el mismo en todas: la superficie de exposicion al satelite y la eficiencia o calidad de construccion de la antena que en el caso de las conicas es del 50x100, las parabolicas es del 70 x 100 pero en las cibertennas es del 90 x 100.
      el secreto es la superficie de la antena y la capacidad de concentrar los rayos en un punto o conducirlos a un punto en comun (foco). no hay mas ciencia en las antena sya que son simples reflectores.

      muy linda la foto,la agende para alguna oportunidad futura, pues tengo muchas fotos sin publicar aun en humor parabolico.
      muchas gracias.
      FTApinamar

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    2. el truco de la cibertenna es su eficiencia. si la construimos en casa no lograriamos esa eficiencia del 90x100, quizas solo el 50x100, digamos que es un monton de feeds perfectos y guia de ondas que llevan la señal al lnb con minimas perdidas.
      en casa podemos hacer conicas, parabolicas y esfericas, esas otras antenas son de mucha eficiencia y no tenemos la tecnologia para reproducirlas, pero eso no quita que entendamos su funcionamiento.
      FTApinamar

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