Calculo de un iluminador
Conico Liso
Deseamos armar nuestro propio iluminador para intentar captar mejor esos satelites de bajo horizonte ? o agregar un iluminador mas grande al lnb para intentar mejorar la recepcion satelital ?. Ahora podemos hacerlo, cuidando que la "sombra" proyectada del mismo no moleste la recepcion satelital.
Cuando comparamos el iluminador de un lnb tipo flange con el iluminador de un lnb comercial para fta notamos la diferencia de tamaño en el cono.Esto no sucede por casualidad sino por un tema economico.
Asimismo, todos estamos acostumbrados a ver escalares conicos para antenas offset y escalares planos para antens foco central, pero es por una cuestion de simplicidad geometrica. En antenas foco central tambien va perfecto un escalar conico artesanal siempre que el angulo de las paredes de ese escalar conico tengan el valor adecuado de iluminacion. El escalar plano sirve para cualquier antena foco central, mientras que uno conico solo serviria para una antena especifica.
Para diseñar un iluminador conico, primero se debe calcular el angulo de iluminacion del plato parabolico empleando las formulas que fueron publicadas tiempo atras en este blog. Otra opcion es usar una calculadora tambien mencionada en este blog y que realiza todos estos calculos, el programa Parabola 6.2 de yuri filatov alias "strannik" (del ruso, "vagabundo") del foro de satDx.club.
Entonces tenemos 3 opciones de calculo:
1) Las formulas que necesitamos para calcular
el angulo de iluminacion en una antena Offset: ver AQUI
Calculamos la distancia focal (DistF):
DistF= (ancho * ancho * ancho)/(16 * prof * alto)
siendo:
ancho = diametro menor del plato, en cm
alto = diametro mayor del plato, en cm
prof = profundidad del plato, en cm, con un error de 0.05 cm
medias que tomamos de la antena con un centimetro. si la antena no esta completa, en el articulo del blog explica como calcular d1,d2,etc
cuidado al calcular funciones trigonometricas, la calculadora puede estar seteada en radianes (RAD), gradianes (GRA) o grados (DEG), lo mismo si usas una calculadora web. Asegurate que se encuentre seteada en grados.
Con estos datos, ya que estamos, calculamos el angulo offset
angulo offset= ArcCoseno (Ancho/Alto)
y calculamos el angulo de iluminacion del plato
hasta el valor -10 dB de ganancia:
A= (ACos(( 2 * distF/d1) -1)) - (ACos(( 2 * distF/d2) -1 ))
donde:
A = angulo de iluminacion, en grados
Acos = arco-coseno
Distf = distancia focal, en cm
d1 = distancia del foco al extremo superior del plato
d2 = distancia del foco al extremo inferior del plato
2) Las formulas que necesitamos para calcular
el angulo de iluminacion en una antena Foco Central: ver AQUI
Calculamos:
distancia focal: foco = (D * D) / (16 * Prof )
angulo iluminacion: A = 2 * ATAN((D/2) / (foco - Prof ))
donde:
D = diametro del plato, en cm
Prof = profundidad del plato, en cm
foco = distancia focal, en cm
ATAN = arco-tangente
A = angulo de iluminacion, en grados
3) Calcular el angulo de iluminacion con el
Programa Parabola 6.2 y evitar las formulas. BAJAR
Con estos datos, procedemos a calcular la frecuencia promedio
y la longitud de onda del iluminador.
1) Vamos a calcular la frecuencia promedio (Fp)
del iluminador conico:
Si es para banda C, tenemos de 3.4 a 4.2 ghz
y la Fp es (3.4+4.2)/2 = 3.8 ghz
Si es para banda Ku tenemos 10.7 a 12.75 ghz
y la Fp es (10.7+12.75)/2= 11.725 ghz
Si es para banda Ka tenemos 21.4 a 22 ghz
y la Fp es (21.4+22)/2= 21.7 ghz
2) Vamos a calcular la longitud de onda promedio (L)
del iluminador conico:
mediante la conocida formula L=V/Fp o L = 300/Fghz
donde la frecuencia es en Ghz y el resultado en milimetros.
Con todos estos datos, ya podemos darle forma al iluminador:
lo haremos mediante 3 formulas.
T = R/sin(A/2) =
donde:
T = radio menor del cono truncado, en mm
R= radio externo de la guia de ondas del lnb
sin= seno del angulo de apertura
A = angulo de apertura del plato, en grados
Ahora calculamos
G = T + (L * K) =
donde:
G = radio mayor del cono truncado, en mm
T = radio menor del cono truncado, en mm
L = longitud de onda, en mm
K = valor segun la banda entre 1 a 6 , para C se usa 1, para Ku se usa 4.
solo resta calcular el angulo del sector a recortar
S = 360 - (360 * sin(A/2)) = en grados
donde:
360 = grados
sin = seno del angulo de apertura
A = angulo de apertura del plato, en grados
S = sector a recortar para armar el cono, en grados
sin considerar la lengueta de union.
la diferencia entre el diametro menor y el centro, se corta en tiras y se abre como una flor para luego colocar una brida de sujeccion que sujete el cono sobre el feed del lnb.
Vamos ahora por un ejemplo practico.
calcularemos un iluminador conico para banda Ku
para una antena offset de 80x89 cm de diametro
y 8 cm de profundidad y despues vamos a construirlo en papel.
Por todo lo antes explicado...
Calculamos la distancia focal:
DistF= (ancho * ancho * ancho)/(16 * prof * alto)
distf= (80 * 80 * 80) / (16 * 8 * 89) =
distf= 512000 / 11392 = 44.94382
distF= 45 cm
medimos los valores d1 y d2 usando un hilo
sobre el plato parabolico y asi obtenemos:
d1 = 84.110 cm
d2 = 45.085 cm
ya que estamos, de paso, calculamos el angulo offset
angulo offset= ACos(80/89) = ACos(0.89887640)
angulo offset= 25.98924 = 26 grados
con estos datos, calculamos el Lobulo Principal alfa
(hasta el valor -10 dB de ganancia):
A= (ACos(( 2 * distF/d1) -1)) - (ACos(( 2 * distF/d2) -1 ))
A= (ACOS(( 2 * 45/84.110 ) - 1)) - (ACOS( 2 * (45/45.085) -1 )) =
A= (ACOS( 1.07) - 1 ) - ( ACOS( 2 * 0.9981146) -1) =
A= (ACOS( 1.07) - 1 ) - ( ACOS(1.996229) - 1)
A= ACOS(0.070) - ACOS(0.996229) =
A= 85.986 - 4.977 = 81.009
A= 81 grados es el angulo de iluminacion del plato.
El valor (A/2) serà entonces 81/2 = 40.5 grados
la frecuencia promedio Fp para banda Ku es 11.725 Ghz
la longitud de onda "L" es 300/11.725 = 25.586 mm
la guia de ondas del lnb tiene un diametro externo de 24 mm,
por tanto tiene un radio (R) de 12 mm
con todos estos datos le damos forma al iluminador conico,
empleando las siguientes formulas:
cuidado al calcular funciones trigonometricas, la calculadora puede estar seteada en radianes (RAD), gradianes (GRA) o grados (DEG), lo mismo si usas una calculadora web. Asegurate que se encuentre en grados o usa una regla de calculo.
Radio Menor (para generar el desarollo del cono truncado)
T = R/sin(A/2) =
T = 12/sin(81/2) = 12/sin(40.5) =
T = 12/ 0.64944805 = 18.477
T = 18.5 cm
Radio Mayor (para generar el desarollo del cono truncado)
G = T + (L * K) =
G = 18.5 + (25.586 * 4) =
G = 18.5 + 102.344 = 120.844
G = 120.8 mm
Sector a Recortar para generar el Cono Truncado.
no incluye las lenguetas para unir las partes en el armado.
S = 360 - (360 * sin(A/2)) =
S = 360 - (360 * sin(40.5) =
S = 360 - (360 * 0.64944805) =
S = 360 - 233.80 = 126.2
S = 126 grados
como se ve, podemos "redondear" algunos valores finales pues no son criticos.
Materializando el iluminador conico:
En una hoja de papel de unos 242 mm de ancho trazamos los dos circulos basados en los radios de 18.5 mm y de 120.8 mm y marcamos los ejes centrales, luego con un transporte marcamos 126 grados y ese es el sector circular a restar del desarrollo del cono truncado. marcamos tambien una aleta adicional para unir las caras del cono y recortamos cuidando que en el primer circulo se deben cortar tiras concentricas para que despues en ellas se fije con una abrazadera ajustable el iluminador conico al feed del lnb.
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Con este modelo realizado en papel podemos proceder a calcarlo sobre una plancha de aluminio, recortarlo, soldarlo o encastrarlo y entonces cruzamos los dedos para que el cono resulte como se esperaba. que nervios !!!. Yo obviamente lo calque en un material de espuma, para que mantenga mejor la forma al colocarlo en el lnb. y lo sujetè con una bandita elastica en vez de una abrazadera ajustable, para poder presentarlo en las imagenes.
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Saludos Cordiales
FTApinamar
uuuuuuu pina a usar la regla de calculo jaja que oportunidad se dio para experimentar con poca plata gracias
ResponderBorrarhola, tenes razon, no es caro hacer el experimento. hasta con un tarro metalico de leche nido de 800 gms se puede hacer el cono.
Borrarsaludos
FTApinamar
con lo cara que esta jajaja ,
Borrarjajaja si pero vos compra solo la lata vacia...
BorrarSaludos
FTApinamar
jajajaja ; buena idea!! ; y pensar que de chico las usaba para hacer zancos con dos hilos jajajaja!!!.
Borrarespero con ansias los resultados del testeo! ; acoto , esta vivo el can??? jajajajaja . ATTE; ladron sin destino.
ResponderBorrarhola, el can zafò de milagro y le llevo mas de 6 meses recuperarse del todo, casi le va a ladrar a san pedro.
Borrarabrazo
FTApinamar
don pina ; como anda FIRULAIS???
BorrarHola, "el firulais" ha vuelto a la normalidad. hasta le crecio el pelo en sus partes depiladas...y se lo ve recuperado. la verdad que este fin de año deberia aparecerme en la veterinaria con algun regalo comestible o hidratante...o ambos... porque le salvaron la vida no solo al perro que ya estaba viendo el tunel de luz, sino al dueño. son 3 medicas que trabajan ahi en la "veterinaria mascotas del pinar" y como comente en su momento, un pleno dia de playa, imaginate la mallita puesta a orillas del mar, tu familia en la playa disfrutando, y suena el celular pidiendo ayuda... y a la media hora veo que en la calle estaciona un auto y con la familia arriba del auto y baja una mujer con una maleta a atender al perro mientras las demas clinicas veterinarias estaban cerradas y nadie respondia el telefono...
Borrarasi que el perro tiene 8 años, le quedan unos cuantos mas para vivir y tenerlo en casa como uno mas.
recordando la serie startrek, que tenia al Sr. Spock como uno de los actores, en casa lo llamamos el Sr, Perro, ya que entiende y se hace entender como un ser pensante y sintiente.
abrazo
FTApinamar
Lobo ve algo con forma conica y huye! XD
BorrarHola, viendo esta publicación queria hacerte una pregunta, recien me estoy iniciando en el mundo fta, yo soy radioaficionado y veterinario, asi que aprendiendo mucho de tu blog y otras publicaciones, mi pregunta es consegui una parabolica de 120 cm con lnb y buc e iluminador que usaban para internet, queria saber si ese lnb me sirve tambien para fta o tengo que cambiar todo. el lnb es iDirect’s DiSEqC 22 kHz Universal Ku-band PLL LNBs, Gracias
ResponderBorrarobvio que te sirve!! ; Y TE VAS A CONVERTIR EN EL REY DE LOS FTA TESTERS!!! ; por tener en tu caja de juguetes un BUC !! ; el sueño de este radioaficionado loco! .
Borrarsi el lnb es KU universal vamos viento en popa! ; del conjunto no toques nada y solo utilizarias el LNB ; despues es todo como un apuntamiento normal ! ; nada diferente!!.
quizas (seguramente) sea nesesario mas precision al momento de apuntar por el diametro del reflector parabolico! ; mas grande , mas selectividad , mas ganancia! ; si me equivoco DON PINA sabe mas ! y no se si andara por aqui (seguro que anda) STARLINK del foro ftatv ; al cual no visito por ser COMERCIAL y PRO pirateria!.
pero que tenes el sueño de todo radioaficionado ......lo tenes!!!.
cordial saludo LADRON SIN DESTINO.
CONTA AMIGO CONTA ; tambien tenes el "complemento" que le da vida al transmisor?? jejeje! ; tengamos en cuenta que los avechuchos son solo espejos o repetidoras ; lo que sube baja! , o como la 120 de mi zona en vhf de libre uso !
BorrarATTE: ladron sin destino.
Gracias por la data, tengo el Router idirect 3000 pero como no lo voy a usar para internet, no lo usare lo mismo que el buc. Ahora a instalar la parabolica evitando obstaculos. 73s
BorrarHola, siendo un lnb universal tipo flange (atornillable) que cubre toda la banda Ku deberia servir para fta siempre que puedas conectarlo directo al receptor satelital que tengas ya que un buc se usa ademas para transmision y en fta solo recepcionamos señales. entonces el resto no se usa ni debe alimentarse con corriente.
ResponderBorrardentro del buc suele haber una guia de ondas en "T" para que la señal llegue al lnb de recepcion y al emisor.
de la salida del lnb de recepcion NJR2842L o similar (conector F) va el cable coaxil al receptor satelital que hayas comprado. al ser un lnb tipo pll es bueno, pero hay que tener cuidado con las tormentas porque alguinos se queman.
en estos casos de antenas que tienen buc se suele reemplazar todo ese conjunto por un bracket o soporte para lnb y un lnb comun para fta. para eso hay que ver primero donde cae el foco de la antena y donde se debe ubicar el lnb y su bracket que en teoria deberia ser en la misma ubicacion donde el buc tiene un escalar conico apuntando al plato.
otros toman el lnb flange que tiene este buc y le agregan un escalar conico flange y quitan el buc y ponen un bracket para sujetar el lnb. asi aprovechan el lnb que es bastante bueno por ser de tecnologia pll.
son las opciones que se me ocurren.
Abrazo
Gracias Master, clarisima tu explicación, voy a probar asi y si no funciona, cambiare por un lnb universal calculando el foco con un soporte adaptado, gracias
ResponderBorrarQueria mandar imagenes pero no se como se hace en los comentarios del blog pero tu respuesta fue mas que clara
ResponderBorrarAbrazo
las imagenes no se pueden colgar directamente ; tenes que colgarlas en algun servidor seguro y luego pegar el link !.
Borrarlamentablemente los comentarios no admiten imagenes. las mismas se deben subir a un sitio de internet gratuito para imagenes o sitios como mediafire o 4shared ,etc y poner en los comentarios el link para descarga de las mismas.
ResponderBorrarAbrazo
ASI ES!
BorrarQue lastima que la espuma no era de las que vienen metalizadas, sino lo probabas ahi nomas.
ResponderBorrarPerdon la amnesia, esto reemplaza al escalar?, sobre todo en una offset?
No vendria a ser una antena conica adaptada al angulo que concentra la parabolica? Tendria que adaptar las formulas como si los rayos fuesen paralelos, pero a groso modo pregunto.
Gracias! Saludos cordiales,
Dario
Una consulta mas, la forma del escalar seria analoga al funcionamiento de un lente Fresnel o nada que ver?
BorrarDario,
Borrarel cono truncado, es un tipo de escalar PLANO que continua el escalar interior del lnb o si lo cortas al escalar del lnb, reemplaza al mismo. la diferencia es que seria un escalar plano en vez de un escalar anillado.
si el lnb irradiara señal podria considerarse una pantalla conica plana que direcciona las señales hacia el plato parabolico.
si sacas el lnb de la antena y solo lo dejas con el cono, seria una antena conica plana de unos 9 db quizas. para fta necesitarias 32 dB es decir un cono pero enorme y largo asi apuntarias eso al satelite. (ver los articulos de ftapinamar antenas conicas para banda Ku).
el lente fresnel tiene forma de lente mas parecido a un escalar concentrico (pues son anillos concentricos), que a un cono truncado liso como este.
saludos