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Carrera: Tecnología de la información Ciclo: 5to. “A” Cátedra: Teleinformática Docente: ING. Guillermo Augusto Cedeño Rodríguez Integrantes: Francois Quiñonez Bone, Nixon Ortiz Quiñonez, Ivan Quiñonez Morales, Bryan Quiñonez Morales Esmeraldas 2022 UNIVERSIDAD TÉCNICA “LUIS VARGAS TORRES” CAMPUS ESMERALDAS UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 2 Índice 1. Introducción. ......................................................................................................... 4 2. Objetivos. .............................................................................................................. 5 2.1. Objetivo General: .............................................................................................. 5 2.2. Objetivo Especifico: .......................................................................................... 5 3. Cuerpo del Informe. .............................................................................................. 6 3.1. Definición. ......................................................................................................... 6 3.2. Historia. ............................................................................................................. 6 3.3. Estructura ........................................................................................................... 7 3.4. Ventajas y Desventajas. ..................................................................................... 8 3.4.1. Ventajas de las antenas parabólicas. .................................................................. 8 3.4.2. Desventajas de las antenas parabólicas. ............................................................ 8 3.5. Funcionamiento ................................................................................................. 8 3.6. Clasificación. ..................................................................................................... 9 3.6.1. Antena parabólica de foco primario o centrado: ............................................. 10 3.6.2. Antena parabólica offset o de foco desplazado: .............................................. 10 3.6.3. Antena parabólica Cassegrain: ........................................................................ 11 3.6.4. Antena de satélite plana: .................................................................................. 11 3.7. Aplicaciones .................................................................................................... 12 UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 3 3.7.1. Telegrafía, radiodifusión y televisión: ............................................................. 12 3.7.2. Comunicaciones Punto-Punto: ........................................................................ 13 4. Conclusiones. ...................................................................................................... 13 5. Bibliografía.......................................................................................................... 14 UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 4 1. Introducción. Dentro del campo de la telecomunicación el avance del concepto de receptor y transmisor ha ido evolucionando de forma gradual y acelerada hasta llegar al concepto actual de transmisión de datos o establecimiento de comunicación. Por ello, la identificación de los diferentes conceptos de concesión de dispositivos de comunicación es vital para el estudio de estos. Uno de los dispositivos más comunes usados para la comunicación satelital es el llamado antena de transmisión y recepción de datos o antena parabólica. Una antena parabólica se puede definir como un dispositivo que actúa como nodo de transmisión de datos, este funciona usando procesos de envío y recepción de ondas electromagnéticas que cursan fuera globo terrestre, estas ondas son transmitidas por satélites de forma no guiada y son captadas por las antes parabólicas debido a su material de construcción y forma funcional para captar señales amplias. Es por ello que según Monachesi et. al (2011), afirmo lo siguiente: Por ello concebimos una antena, como un dispositivo encargado de convertir ondas electromagnéticas conducidas por una línea de transmisión o guía de ondas, en ondas que pueden propagarse libremente en el espacio. Una antena es entonces una interfase entre el espacio libre y la línea de transmisión. Mientras la línea no irradia energía al espacio, la antena si lo hace y eso es lo que las distingue. Según la aplicación de la antena, el tamaño de la misma estará relacionado con la banda de frecuencias que se quiere captar o transmitir. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 5 Cuando la antena es utilizada para radiar ondas electromagnéticas al espacio, cumple el papel de antena emisora o transmisora y cuando se emplea para interceptar o capturar ondas que se propagan en el espacio y convertirlas en energía útil, aprovechable por un receptor, cumple la función de antena receptora. Es un adaptador entre la fuente de energía y el espacio libre (antena transmisora) y también un adaptador entre el espacio libre y el sumidero de energía (antena receptora). (p. 1) 2. Objetivos. 2.1. Objetivo General: Definir las características y el funcionamiento de una antena parabólica mediante el planteamiento de una metodología de investigación descriptiva para su uso como material de estudio. 2.2. Objetivo Especifico: • Indagar dentro de los diferentes conceptos de funcionamiento de la antena parabólica. • Relacionar el funcionamiento estructural de la antena parabólica y sus diferentes usos en el campo de la comunicación. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 6 3. Cuerpo del Informe. 3.1. Definición. La antena satelital o parabólica es un dispositivo encargado principalmente de recibir o transmitir ondas electromagnéticas de alta frecuencia, desde la Tierra hacia los satélites que orbitan en el espacio libre, y de adaptar estas frecuencias para que se puedan distribuir por redes de cable coaxial. 3.2. Historia. Grote Reber, inventor de la antena parabólica, nació y creció en chicago, aprendió ingeniería de radio en el Instituto Tecnológico de Illinois hasta 1933.Reber decidió construir su propio radiotelescopio en el patio de su casa de Wheaton, un suburbio de Chicago, después de que los laboratorios bell denegaran su propuesta de trabajo. Su diseño consistía en un espejo de metal parabólico de 9 metros de diámetro, enfocado en un radioreceptor a 8 metros sobre el espejo. El dispositivo, completado en 1937, estaba montado en un soporte inclinable que permitía apuntarlo en varias direcciones, aunque no girarlo, y tuvo fines astronómicos. (Pilin, 2017) UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 7 3.3. Estructura Los componentes principales de una antena parabólica son, un reflector pasivo, con forma de paraboloide de revolución; un elemento activo (LNB o BUC) y un sistema de anclaje que permita la orientación y posterior fijación de la antena La forma del reflector aporta a la antena diferentes propiedades, como su alta direccionalidad o su idoneidad para trabajar con frecuencias extremadamente altas. Pero su principalcaracterística es que todas las ondas electromagnéticas que chocan en él se reflejan y concentran en un único punto llamado foco proporcionando en este punto una elevada ganancia. Por su parte, el elemento activo es el encargado de adaptar las frecuencias para que se puedan distribuir tanto por aire como por cable. Además, es capaz de polarizar las ondas electromagnéticas en diferentes ejes (vertical, horizontal, circular…) para optimizar el espectro y poder utilizar frecuencias muy próximas entre sí, sin interferirse entre ellas. El LNB (del inglés Low Noise Block) es el encargado de captar la señal de alta frecuencia procedente del satélite, y convertirla en una señal de menor frecuencia, que permita su distribución a través del cableado coaxial. Por contra, el BUC (del inglés Block Up- Converter) realiza la función inversa, amplifica y convierte las frecuencias que vienen del cable coaxial en otras más altas para lanzarlas al satélite. Tanto el LNB como el BUC UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 8 necesitan de una bocina de alimentación o Feed que se encarga de canalizar las ondas entre el reflector y el elemento activo. (Ampliantena, 2018) 3.4. Ventajas y Desventajas. 3.4.1. Ventajas de las antenas parabólicas. • Tiene menor cantidad de interferencias. • Si en nuestra comunidad contamos con una antena conjunta, tendremos menos problemas que con las antenas digitales de tierra. • Podemos ver todos los canales del mundo que se encuentren abiertos. • Si nos encontramos en algún lugar y sitio que, por las interferencias o falta de cobertura, no podamos recibir correctamente la señal de las antenas digitales de tierra, en este caso la televisión vía satélite es una de las mejores opciones. 3.4.2. Desventajas de las antenas parabólicas. • Se necesita de un buen mantenimiento y de una buena instalación, que sea realizada por un especialista. • Es mucho más complicado distribuir la señal. • Se debe pedir permiso a la comunidad de vecinos para instalar la antena parabólica. • Necesitamos que el cable esté libre de señal de otra antena parabólica. 3.5. Funcionamiento Una de las finalidades principales de las antenas parabólicas es la de recibir las señales de televisión, en forma de ondas electromagnéticas, desde un satélite. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 9 El proceso se inicia con la emisión desde cualquier lugar de la tierra de una señal hacia el satélite. Este paso es sumamente necesario porque para conducir la señal hace falta los repetidores, y la forma que es menos costosa es la de colocar un repetidor en un punto muy alejado: El satélite. Las antenas parabólicas reciben la señal emitida por los satélites de comunicaciones y, por su forma de plato metálico (reflector parabólico), la rebotan y la concentran en el LNB universal. Para llevar a cabo su fabricación se utiliza el acero, el aluminio o la fibra de vidrio. Para que exista una correcta recepción es necesario que no hay ningún obstáculo entre la antena y el satélite, por lo que es habitual situarlas en el exterior de los edificios y orientarlas adecuadamente, según cada caso. 3.6. Clasificación. A lo largo del tiempo se han ido perfeccionando este tipo de antenas, consiguiendo reducir el tamaño del reflector sin perder en rendimiento. Así, existen varios tipos de antenas parabólicas o de satélite: (AXESS, 2018) • Antena parabólica de foco primario o centrado • Antena parabólica offset o de foco desplazado • Antena parabólica Cassegrain • Antena parabólica de satélite plana UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 10 3.6.1. Antena parabólica de foco primario o centrado: Fue la primera en utilizarse, su foco se encuentra en el eje central del reflector. Es absolutamente simétrica y tiene forma parabólica. El elemento activo se encuentra suspendido frente al reflector en su eje central, generando una zona de sombra. También se le conoce como antena parabólica de Banda C, ya que es la que se utiliza para esta banda, aunque también sirve para frecuencias de Banda Ku y para enlaces terrestres microondas punto-a-punto. 3.6.2. Antena parabólica offset o de foco desplazado: En este tipo de antena el reflector no es completamente redondo, su forma es una sección de un reflector paraboloide de forma oval. Como lo indica su nombre, tiene el foco desplazado respecto al centro de la antena, evitando que el elemento activo haga sombra sobre la parábola reflectora. Al tener el foco desplazado, este tipo de antenas no apunta perpendicularmente al satélite, sino que queda inclinada unos 25° hacia abajo. No son apropiadas para la Banda C. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 11 3.6.3. Antena parabólica Cassegrain: Es una antena con un reflector parabólico cóncavo principal y uno convexo más pequeño secundario, suspendido frente al reflector principal y cerca del foco, de tal forma que las ondas electromagnéticas, al incidir en un reflector, son reflejadas al siguiente. 3.6.4. Antena de satélite plana: También llamada matriz planar. Aunque físicamente no es una antena parabólica como tal, sí es una antena compacta para la recepción de señales de satélite, que destaca por su reducido tamaño e impacto visual en las instalaciones. Se destina a instalaciones domésticas y la Banda Ku, con un buen nivel de la huella de cobertura del satélite. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 12 3.7. Aplicaciones La aplicación fundamental de las antenas es la transmisión y recepción de información empleando para ello radiación electromagnética. Para codificar la información se emplea una señal base denominada portadora. Esta es una señal de gran potencia y frecuencia capaz de ser emitida por la antena. Sobre la portadora se aplica otra señal, la modulante, que se encarga de transmitir la información propiamente dicha a la portadora. 3.7.1. Telegrafía, radiodifusión y televisión: Es su uso inicial, las antenas se emplearon para transmisiones de telegrafía sin hilos. La evolución tecnológica pronto derivaría en la aparición de la radio, y posteriormente la televisión. Las transmisiones telegráficas, de radio iniciales emplearon frecuencias relativamente reducidas, a las que se asocian longitudes de onda largas. Esto hace de estas emisiones relativamente inmunes a obstáculos, y con la capacidad de recorrer grandes distancias. De hecho, el posible aprovechar la reflexión de la señal en la ionosfera para aumentar aún más el alcance. La televisión, por su parte, requiere de frecuencias más altas, ya UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 13 que debe transmitir una mayor cantidad de información. Estas frecuencias más altas son más sensibles a obstáculos, y más direccionales, lo que obliga a emplear repetidores y amplificadores a distancias relativamente reducidas. Téngase en cuenta que el alcance del VHF está limitado a la línea visual. 3.7.2. Comunicaciones Punto-Punto: La principal aplicación de las antenas es sin duda la transmisión de información, sea del tipo de sea, comunicaciones por teléfono móvil, transferencia de datos entre redes de ordenadores, canales de televisión etc. El parámetro crítico en este campo es el ancho de banda, la capacidad de transmitiruna gran cantidad de información en poco tiempo. Para conseguir esto es necesario emplear frecuencias muy elevadas. Por tanto, actualmente las microondas son el tipo de radiación más empleado. 4. Conclusiones. Las Antenas parabólicas surten un campo de expansión de comunicación muy amplio en cuanto su carácter de dispositivo de transmisión, la alegación de su funcionamiento y uso son fundamentales para entender cómo funcionan la transmisión de datos por medio de señales electromagnéticas en conjunto con la transmisión satelital. Este tipo de dispositivo conectan de manera remota muchos lugares a cuáles las estructuras físicas no pueden llegar y por ello su funcionamiento es adecuado para zonas remotas y para la comunicación fiable y continua por medio de satélite. Se recomienda conocer su estructura, partes y modos de operación o transmisión para un correcto desempeño en el entendimiento y manejo futuro de las mismas. UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Campus Nuevos Horizontes 14 5. Bibliografía. Ampliantena, B. (2018). Antena parabólica: componentes y funcionamiento. Buenos Aires: https://www.ampliantena.com/blog/funcionamiento-de-una-antena-parabolica/. Ase. (n.d.). AXESS. (2018). ¿Qué tipos de antenas satelitales existen? Buenos Aires: https://axessnet.com/la- antena-satelital-de-comunicaciones-como-funciona-y-cuales-son-sus-tipos/. Pilin, D. E. (2017). Antena Parabolica. Arizona: https://www.etsist.upm.es/estaticos/ingeniatic/index.php/tecnologias/item/374-antena- parab%C3%B3lica%3Ftmpl=component&print=1.html. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS ANTERAS PARABÓLICAS. (2015). Chicago: http://www.mipequefabrica.com/ventajas-y-desventajas-de-las-antenas-parabolicas/. Universidad Tecnológica Nacional de Argentina, Monachesi, E., Frenzel, A. M., Chaile, G., Agustín, C., & Gomez, F. A. (2011). Efecto de la Foresta en las Transmisiones electromagnéticas dentro de una WLAN (LAN inalámbrica) (PID25/P031). Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional de Argentina. http://www.edutecne.utn.edu.ar/wlan_frt/antenas.pdf
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