Calculo del Angulo de Declinacion

 

Aquellos que emplean antenas parabolicas con monturas polares, en algun momento del ajuste necesitan consultar la tabla de la declinacion o compensacion que debe darsele al plato parabolico.

Es bueno saber el origen de esa tabla, porque no siempre se tiene acceso a internet y porque  como dice el refran, "el saber no ocupa lugar" (aunque la ignorancia tampoco).

Por esa razon voy a explicarles como se calcula manualmente un angulo de declinacion o de compensacion tradicional, tan necesario para los ajustes de antenas con montura polar. Se llama asi porque despues de este calculo, aparecieron otros que mejoran el apuntamiento inicial de la antena.

Previo a esto, voy a explicar en que consiste un ajuste polar de una antena parabolica, porque "el publico se renueva" y puede haber lectores que no han leido los articulos del blog que tratan de como realizar "monturas polares" con antenas foco central y offset.

Montura polar de una antena de foco central 

donde se aprecia el ajuste del angulo de declinacion

Una montura polar es un mecanismo que permite el movimiento del plato parabolico en elevacion y azimuth simultanea, mediante la rotacion del conjunto sobre un eje unico. Ese movimiento puede ser impulsado por un motor de antena, un brazo actuador, una manivela, una varilla roscada o simplemente moviendo el plato con la mano. Un telescopio astronomico se ajusta de manera similar, pero la diferencia con una antena para satelites es que la montura polar satelital es una version modificada para incluir un angulo de declinacion. En el ecuador el arco de satelites es circular, pero a medida que nos movemos al norte o sur cambiando de latitud, el arco que el plato debe seguir para coincidir con los satelites en el cinturon de clarke, va cambiando de forma a una elipse.

La declinación es el ajuste utilizado para compensar este cambio en el arco debido a la latitud. El rango es de 0,1 grados cerca del ecuador a unos 8.6 grados cerca del Polo Norte. 

Este es un ajuste importante ya que cuando no se realiza correctamente, el apuntamiento de los satélites en el cenit (punto mas alto) del arco pueden parecer correctos, pero resultan incorrectos en cualquier extremo del arco. Es tambien la explicacion del caso de una antena parabolica comun a la que ajustamos el soporte segun la latitud del lugar y con ella captamos algunos satelites ubicados en la franja central del arco satelital sin poseer una montura polar adecuada. Esto sucede porque nos falta la montura polar donde ajustar el angulo de declinacion o compensacion. 

Es bueno que sepas que con un "calculo polar tradicional" como el que aqui se describe no siempre es posible cubrir bien todos los satelites pues la curva que describe el plato no acompaña bien el cinturon de Clarke en especial en los extremos, por eso existen otros calculos que tampoco son 100x100 "exactos" pero que acompañan al cinturon de Clarke un poco mejor. Ese metodo de calculo se llama "declinacion modificada" y pretende resolver mejor las deficiencias del calculo tradicional. De todos modos todos los calculos sobre este asunto son utiles como orientacion inicial, solo que con alguno se requieren mas ajustes manuales en la antena que con otro para llegar al apuntamiento ideal.

Aclarados estas cuestiones, esta es la formula del angulo de "Declinacion Tradicional".

Dec = ArcTan((RT * Sin(Lat) / (DS + (RT * (1 - Cos(Lat))))))

donde:

Dec es el angulo de declinacion, en grados

RT es el radio estimado de la tierra en millas = 3964

DS es la distancia estimada de la tierra al cinturon de Clarke, en millas = 22300

Lat es la latitud de la estacion en grados y fraccion en centesimales. 

por ejemplo: 37.1167

ArcTan es el valor del arco tangente

Sin es el valor del seno

Cos es el valor del coseno

Alguien puede pensar porque los valores metricos no estan en Km y la razon es que en la formula son valores fijos no hay necesidad de adaptarlos a otro sistema.

el valor de la latitud lo obtuve desde google escribiendo "latitud de pinamar" aunque usando dishpointer tambien se consiguen los valores mas ajustados a la ubicacion de la estacion satelital.

vamos a calcular un ejemplo de declinacion para una antena ubicada en Pinamar, provincia de Buenos Aires, Republica Argentina.

Aplicamos la formula y nos queda

Dec = ArcTan((RT * Sin(Lat) / (DS + (RT * (1 - Cos(Lat))))))

Dec = ArcTan((3964 * Sin(37.1167) / (22300 + (3964 * (1 - Cos(37.1167))))))

vamos a despejar el valor del seno y el coseno de 37.1167 en la formula.

el seno  es 0.60344043 y el coseno 0.79740808, 

reemplazamos en la formula

Dec = ArcTan((3964 * 0.60344043 / (22300 + (3964 * (1 - 0.79740808)))))

Dec = ArcTan((3964 * 0.60344043 / (22300 + (3964 * (1 - 0.79740808)))))

hacemos las cuentitas entre parentesis

Dec = ArcTan((2392.03786452 / (22300 + (3964 * 0.20259192))))

Dec = ArcTan((2392.03786452 / (22300 + (803.07437088))))

Dec = ArcTan((2392.03786452 / (22300 + 803.07437088)))

Dec = ArcTan((2392.03786452 / 23103.0743709))

Dec = ArcTan(0.10353764291)

Dec = 5.91120721 grados

Facil no es cierto ?

Vamos a la tabla de declinacion tradicional y el valor indicado en ella para 37 grados de latitud es de 5.90 grados, comprobamos asi que el calculo para 37.11 grados es correcto.

Es importante que sepas que los valores del radio de la tierra y la distancia al satelite, segun la latitud, no siempre coinciden con los valores que se usan en la formula dado que la tierra no es una esfera perfecta. En realidad esos valores pueden oscilar entre 3956 a 3969 millas y entre 22237 a 22300 millas que en kilometros seria entre 6367 a 6388 km y entre 35786 a 35888 km aunque algunas calculadoras artesanales en excel de este valor han tomado 6371 km y 36000 km. Lo bueno es que a pesar de estas diferencias de valores, el calculo no pierde su sentido ya que en la practica al final es dificil ajustar con presicion un angulo de por ejemplo 5.95 grados en una antena parabolica debido a que un buen inclinometro analogico tene una presicion de 0,25 a 0,5 grados y uno digital, de 0,10 grados, pero aun lograndolo despues el pulso al hacer los ajustes no siempre colaboran en mantener esa presicion.

Comentarios finales:

Si queres practicar el calculo manual y no tenes calculadora cientifica o la aplicacion para el celular, podemos emplear las diguientes:

calculo del valor del arco tangente arctan

calculo del valor del coseno cos

calculo valor del seno sen

pasar la Latitud de grados,min y seg a grados decimales convert

Mas adelante veremos el calculo de Declinacion Modificada

Buenos Calculos y Saludos Cordiales

FTApinamar

HUMOR Parabolico (349)

 

Saludos Cordiales

FTApinamar

Unboxing Evolutionbox Ev-HD1lnb (2)

Continuando con la prueba del lnb marca EvolutionBox modelo EV-HD1LNB, y buscando informacion por internet, no se encontrò informacion tecnica que justifique el apodo de "lnb antilluvia" fuera del tipico marketing de venta, pero si se encontrò que otro modelo de la misma marca es promocionado como antilluvia. Es el que se ve en la imagen siguiente:

Este modelo de lnbf quad es promocionado como antilluvia, quizas por la forma peculiar de la tapa del feed, que tiene como un reborde o alero protector para la lluvia. En realidad todos sabemos que cuando hay tormenta aunque no llueva, la señal en banda Ku se atenua notablemente y cuando comienza a llover, esa atenuacion aumenta hasta que con lluvia fuerte la señal en banda Ku comienza a pixelar, a freezarse y finalmente se cae.

Respecto al EV-HD1LNB, se observa que el aro adaptador para brackets de 40 mm no cierra por completo sobre el feed del lnb con la carcasa plastica de proteccion colocada, asi que se procedio a quitarla y quitar tambien el capuchon plastico en la boca del lnb para poder hacer pruebas de recepcion con y sin el dielectrico/escalar colocado.

En las imagenes se aprecia como aun sin la carcasa de plastico el aro adaptador a 40 mm no alcanza a cerrar sobre el cuerpo del lnb si no es haciendo mucha fuerza. Evidentemente ese aro adaptador no es el adecuado para el lnb tal como se vende de fabrica.

para cerrar el adaptador y sujetarlo se coloca cinta aislante electrica

dos tiras alcanzan para sellar la juntura y mantenerla firme.

Las mediciones se realizan con el satfinder Dr HD sin la funda protectora, para visualizar mejor la pantalla en un dia de sol como el elegido para las pruebas. El reflejo sobre la pantalla al tomar las imagenes con el celular es el tipico problema a resolver para que las fotos sean nitidas.

En la antena marca Winnegard de 115x105 cm y de 1 metro de diametro efectivo, apuntando al Arsat-1, se encuentra el ya conocido lnb X2  IT-04 muy superior al lnb evolutionbox. Esta antena es la que se usa para las pruebas en banda Ku por ser la mas accesible.

colocamos el satfinder Dr HD en la cima de la escalera de 2 hojas y de 2.7 metros con la que se accede a la antena de banda Ku que apunta al Arsat-1.

El cielo esta libre de nubes, una tarde espectacular pero con 2 problemitas, el frio y el viento helado que se hace sentir cada vez que uno sube a la escalera. Se eligen dias soleados para asegurar que no haya nubes que atenuen la señal durante las pruebas.

Se elije al azar el TP 12061/H/4170 que corresponde al canal 9 de Rio Gallegos, (el sur tambien existe!) y el satfinder indica 69/65 como intensidad de señal y calidad. El reflejo del ambiente en la pantalla no pudo evitarse a pesar de las medidas tomadas.

rapidamente colocamos el lnb Evolutionbox para las pruebas

Se instala con el adaptador al fondo del feed, como para encontrar señal pero el satfinder acusa CERO señal. Uno piensa enseguida si el lnb estarà funcionando bien ya que tambien es la primer vez que se prueba despues de la compra.

Moviendolo un poco el lnb toma señal, pero muy baja, la señal sube a medida que el lnb se mueve hacia atras y la maxima sucede cuando llega al tope y ademas tiene el skew bien ajustado.

primer señal con el lnb recien colocado con el  adaptador 

haciendo tope atras (todo hacia adelante)

segunda toma de señal ajustando un poco el lnb

tercer toma de señal llevandolo al tope de recorrido todo hacia atras

es decir el reborde de metal del feed no deja desplazarlo mas.

Ultimo ajuste fino del skew (para Arsat-1)

la calidad maxima es de 49 contra 65 del lnb X2

Ahora que tenemos la maxima señal, viene la prueba de fuego...

le quitamos el dielectrico/escalar para ver que sucede.

La lectura del satfinder baja abruptamente a 22. se repitiio esta operacion varias veces con identicos resultados. Ese dielectrico/escalar en la punta del lnb es vital para el buen funcionamiento del mismo ya que ocupa el lugar del escalar conico tradicional.

Podrian realizarse otras pruebas adicionales, como agregar un escalar conico en la punta, en reemplazo del dielectrico plastico, tan solo para ver si mejoramos esa señal de 22 y la podemos llevar a 49, pero me parece que no aportarian nada nuevo, ya que la novedad del lnb no es este en si, que es similar por dentro a otros conocidos, sino, la novedad es el dielectrico/escalar plastico y la ausencia de un escalar de 60 mm de diametro en la punta. El motivo del test era chequear la finalidad de ese dielectrico que reemplaza el escalar y ya hemos visto el rendimiento con y sin el mismo.

Buscando informacion acerca de este nuevo tipo de elemento que asemeja un mini escalar con un dielectrico central, debo admitir que en internet la informacion es escasa o casi nula, al menos es ingles o castellano, quizas porque los autores de algunos materiales tecnicos son chinos y yo de mandarin solo se que me recuerda a una fruta de invierno.

La busqueda se realizo por "Ku band Dielectrical loaded horn" y "axially corrugated coaxial dielectric loaded horn" o combinaciones, una vez que se identifico de que podria tratarse el elemento central del lnb en estudio.

El puntapiè para iniciar el partido està hecho, espero que algun lector tenga mas suerte que yo y pueda encontrar en internet mas informacion sobre este interesante y enigmatico dielectrico.

Saludos Cordiales

FTApinamar

HUMOR Parabolico (348)

 

Algunos colocan un letrero que dice "Cuidado con el Perro",

pero cuando tienes antenas y significan mucho para ti...

Saludos Cordiales

FTApinamar