martes, 19 de enero de 2016

Ganancia y Eficiencia

DIAMETRO  Vs  EFICIENCIA


Cuando adquirimos una antena para cierta banda de Tv Satelital (Banda Ku o Banda C) lo hacemos basados en el diametro dle plato, pero confiar solo en el diametro de la antena puede inducirnos a un error tecnico. Una antena de 180 cm de diametro para banda C puede tener hasta 1.5 dB de diferencia de ganancia con otra de igual diametro, y eso puede significar mucho a la hora de querer captar señales debiles.
Por eso, cuando el fabricante nos garantiza cierta ganancia, digamos 36 dB, tambien nos esta informando de manera "indirecta", la eficiencia de la misma. Que significa esto ?, que la ganancia de una antena se calcula teoricamente por una formula matematica, pero la ganancia real depende de ciertos factores constructivos que se determinan una vez terminada la antena y realizando las mediciones de laboratorio. Ese numero que disminuye la ganancia final de nuestra antena se considera factor de "eficiencia" y es un coeficiente que multiplicado por la ganancia esperada de la antena nos da la ganancia real de la misma. 
Por costumbre, en la semantica FTA, se habla de que las antenas offset tienen 70 a 80 % de eficiencia y las antenas de foco central tienen 60 a 70 % y si son grilladas, un 50 a 60 % de eficiencia, pero cuidado porque no siempre es asi. Por ejemplo, la  antena china Joysat MT-180 de 36 dB, que años atras se vendia en Argentina, tiene una eficiencia del 70 %, y la antena maciza de la ex marca Zirok de 34.5 dB, tiene tambien un 70 % de eficiencia. Y eso como se sabe ?, sigue leyendo el articulo para saberlo.
Conociendo la ganancia en dB estimada por el fabricante (y siempre que esta sea confiable) podemos enseguida calcular la eficiencia de la antena mediante la formula 

Gp = (PI * D/Lambda)^2 =

GT = Eficiencia * Gp

que se lee asi: La ganancia de potencia de una antena es igual a PI (que vale 3.1416) multiplicado por el resultado de dividir el diametro de la antena por la longitud de onda que recibe la misma (7.5 cm para banda C o 2.5 cm para banda Ku) y todo eso elevado al cuadrado o la segunda potencia.
Luego, la ganancia total es igual a la ganancia de potencia multiplicada por la eficiencia,

Para el calculo Usaremos la tabla de /tabla-db-potencia que fuera posteada tiempo atras en este mismo blog

El valor que obtenemos en valores de ganancia de potencia, es el que corresponde en teoria para esa antena, entonces vamos a la tabla de conversion y obtenemos el valor para la ganancia segun el fabricante, en dB y luego realizamos la division entre la ganancia de potencia segun el fabricante y la ganancia de potencia teorica que recien calculamos, dando un numero inferior a uno, que es el coeficiente de eficiencia de la antena.


Para el caso de una antena Zirok de 150 cm de diametro, la ganancia de potencia teorica aplicando la formula es de 3948 y si vamos a la tabla vemos que es un valor cercano a los 36 dB. pero Zirok afirma que su antena rinde 34.5 dB asi que la diferencia de ganancia es por causa de la eficiencia. para 34.5 dB la ganancia de potencia es de 2764, entonces hacemos 3948 / 2764 = 0.7 o tambien 70 % de eficiencia. asi obtenemos el dato para la Zirok.
de la misma manera se calcula para la antena JoySat, aplicando la formulita da 5685 o 37.5 dB y lo dividimos por 3981 que corresponde a los 36 dB del fabricante y nos da 0.7 o 70% de eficiencia de la antena. Asi obtenemos el dato de estas antenas chinas de alta ganancia.

Pero esta formula nos permite un calculo mas...

Muchas veces tenemos una antena de banda C que vamos a emplear en banda Ku o viceversa y desconocemos la ganancia que la antena posee para esa banda, dado que no tenemos las especificaciones del fabricante o no fue pensada para dicha banda como sucede cuando se usa un plato offset de banda Ku en banda C.

Si conocemos la eficiencia de la antena podemos calcular mejor la ganancia pero si no la conocemos solo podemos estimarla en 70 %, a menos que se trate de una antena artesanal o una antena que presumimos deformada por el viento,etc.


Tomamos el caso de una antena de banda Ku de 90 cm de diametro y una ganancia de 40 dB al centro de la banda como es el caso de la winnegard DS-3100, que deseamos usar para recibir banda C. Entonces aplicamos la formula para banda Ku sabiendo que para 40 dB, la ganancia de potencia segun la tabla es de 10000.

Gp = (PI * D/Lambda)^2 = (3.1416 * 100/2.5) ^2 = 15792 (casi 41 dB)

GT = Eficiencia * Gp , en consecuencia Eficiencia = GT / Gp = 10000 / 15792 = 0.64 o casi 64 %

Conociendo la eficiencia de esta antena, ahora calculamos la ganancia para banda C.

Gp = (PI * D/Lambda)^2 = (3.1416 * 100/7.5)^2 = 1755

lo multiplicamos por la eficiencia ya conocida y hacemos GT = 1755 * 0.64 = 1123

vamos a la tabla y vemos que para 1123 le corresponde una ganancia de 30.5 dB

Que es la ganancia que nuestra antena de pruebas de banda Ku posee en banda C.
Impresionante no ?. cuantas veces quisimos saber la ganancia que representaba un plato de un metro empleado para banda C.

Si nuestra antena tuviera "un poquito mas de eficiencia", digamos 71 %, entonces, la ganancia total seria de 31 dB que a simple vista no parece mucho, pero representa un 12 % mas de ganancia o la diferencia entre captar un canal de tv o no captarlo. Por eso la importancia de la eficiencia ademas del buen diametro de la antena. Todos nos entusiasmamos con el diametro de un plato, pero no debemos descuidar el dato de la eficiencia del mismo.

Hemos aprendido algo mas: a un mismo diametro, tiene mas ganancia la antena mas eficiente, dato especialmente importante cuando se pretende captar banda C con antenas minimalistas.
Una diferencia de hasta el 20 % en la eficiencia de una antena de banda Ku en banda C, puede significar una ganancia de 1 dB o lo que es lo mismo, un 25 % de ganancia de diferencia entre dos antenas de igual diametro pero diferente eficiencia. Es para pensarlo bien, no es cierto ?.

Saludos Cordiales
FTApinamar

9 comentarios:

  1. Interesante.
    Para que relexionemos acerca de la importancia no sólo de las dimensiones sino también de la calidad constructiva de nuestras antenas.

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  2. Buenas noches,adquiri una antena banda c de 3 metros. Tiene algo de oxido en los cantos de los petalos y en la parte reflectiva y pensaba darle mantenimiento con pintura blanco brillante sintetico. Pero lo unico que consigo por aca es el 3 en uno, osea se le agrega el antioxido al blanco brillante sintetico. Antes de hacer mantenimiento queria consultar si este tipo de convertidor, al aplicarlo, perjudicaria la recepcion. Si tiene alguna opinion se lo agradeceria. Saludos desde caleta olivia.

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    1. la pintura del plato tiene que ser MATE y no brillante. luego conviene que la pintura no tenga metales, lease plomo y que al pintar no queden gotas o exceso de pintura en algunas partes. no hay problema es pasarle antiooxido primero ya que si no solucionas eso el oxido va a avanzar sobre el plato.

      puede ser esmalte sintetico mate al agua con buenos resultados, pero si es posible pintala de gris mate o colores mas bien obscuros y MATE.
      salu2

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  3. hola! queria consultar por el sat 806 en banda c. Cual seria el canal a sintonizar que se recibirse bien para hacer el ajuste fino en este Sat?

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    1. TPs del 47.5W apuntables:
      (lleva dielectrico)

      4009/L/19200 (libre y dvb-s2)
      3924/L/2222 (codificado y dvb-s)
      4055/R/30000 (codificado y dvb-s2)

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  4. En el s900 como elijo l o r?

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    1. en el s900 o cualquier receptor con V y H, elegis V x R y H x L, ya que al receptor no le importa en realidad la polarizacion circular, pues despues del dielectrico queda siempre lineal.esa es tambien la funcion del mismo.
      salu2

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  5. Una pregunta Pinamar la ganancia por ejemplo si una antena tiene una ganancia de 40 db significaría que asta esta área de cobertura de satélite satélite como el satélite emite a una potencia q es más fuerte al centro y se va debilitando ,otra pregunta no tengo claro eso del feed de la antena ,a ver si me ayudas en eso amigo te estaré agradecido

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    1. No entiendo tu primer pregunta. te respondo a ver si es algo asi lo que preguntaste.
      si una antena tiene 40 dB de ganancia habria que ir a una tabla de PIRE/ANTENAS para ver si cubre la pisada del satelite o si es escasa. los dB de la antena es una manera de informar la ganancia que equivale a una ganancia de potencia de 10.000 veces la señal entrante y una ganancia de tension de 100 veces, pero esos datos por si solos no te dicen nada, ya que el PIRE, que es la pisada del satelite y esta relacionado con el transmisor que tiene el satelite y su antena,etc,etc se mide en dBw y no en dB como las antenas. entonces, hay una especie de tablita de relacion entre ambos valores de ganancia que, dado el PIRE de una pisada satelital nos da el diametro de antena necesario para cubrir minimamente esa señal.
      ver esta tabla http://ftapinamar.blogspot.com.ar/2011/10/que-antena-usar.html

      la ganancia de la antena, ya que hablamos de 40 dB, es la ganancia al centro de la misma y apenas desplazas el lnb del centro ya la ganancia baja geometricamente o lo mismo ocurre si la antena se desapunta un poco, la ganancia baja pues la maxima ganancia es en el foco de la antena.

      el feed de una antena es tambien llamado el alimentador. el termino viene de que antes, el lnb se vendia aparte y ademas se vendia el feed o sea el caño largo que apunta al centro de la antena y termina sujeto en un escalar conico o plano.
      hoy en dia en banda ku el feed esta incluido en el lnb por eso se llama lnbf, por la f final de feed y en banda C tambien tenemos lnbf, el cual se sujeta al escalar concentrico atornillandolo segun la relacion f/d de la antena.

      saludos cordiales
      FTApinamar

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