Una antena parabólica es un tipo de antena parabólica con forma de plato diseñada para recibir o transmitir información mediante ondas de radio hacia o desde un satélite de comunicaciones . El término más comúnmente significa una antena parabólica que recibe televisión por satélite de transmisión directa desde un satélite de transmisión directa en órbita geoestacionaria .
Las antenas parabólicas, denominadas antenas parabólicas, se utilizaban mucho antes que la televisión por satélite. El término antena parabólica fue acuñado en 1978 durante los inicios de la industria de la televisión por satélite y pasó a referirse a antenas parabólicas que envían y/o reciben señales de satélites de comunicaciones. Taylor Howard de San Andreas, California , adaptó una antigua antena parabólica militar en 1976 y se convirtió en la primera persona en recibir señales de televisión por satélite usándola. [1]
Las primeras antenas parabólicas de televisión por satélite se construyeron para recibir señales analógicas en la banda C y eran muy grandes. La portada del catálogo navideño de Neiman-Marcus de 1979 presentaba las primeras estaciones de televisión por satélite domésticas a la venta. [2] Los platos tenían casi 20 pies (6,1 m) de diámetro. [3] Las antenas parabólicas de principios de la década de 1980 tenían de 10 a 16 pies (3,0 a 4,9 m) de diámetro [4] y estaban hechas de fibra de vidrio con una capa incrustada de malla de alambre o papel de aluminio, o aluminio sólido o acero . [5]
Las antenas parabólicas hechas de malla de alambre aparecieron por primera vez a principios de la década de 1980 y al principio tenían 10 pies (3,0 m) de diámetro. A medida que la tecnología frontal mejoró y la cifra de ruido de los LNB disminuyó, el tamaño se redujo a 8 pies (2,4 m) unos años más tarde, y continuó haciéndose más pequeño, reduciéndose a 6 pies (1,8 m) a fines de la década de 1980. 4 pies (1,2 m) a principios de la década de 1990. [6] Sin embargo, se siguieron utilizando platos más grandes. [ 6] En diciembre de 1988, el satélite Astra 1A de Luxemburgo comenzó a transmitir señales de televisión analógicas en la banda Ku para el mercado europeo. [7] Esto permitió por primera vez utilizar platos pequeños (90 cm) de forma fiable. [7]
A principios de los años 1990, cuatro grandes compañías de cable estadounidenses fundaron PrimeStar , una empresa de radiodifusión directa que utiliza satélites de media potencia. [8] Las transmisiones relativamente fuertes de la banda Ku permitieron el uso de antenas parabólicas tan pequeñas como 90 cm por primera vez. [8] El 4 de marzo de 1996, EchoStar presentó Digital Sky Highway ( Dish Network ). [9] Este fue el primer sistema de televisión por satélite de transmisión directa ampliamente utilizado y permitió el uso de antenas parabólicas de hasta 20 pulgadas (51 cm). Esta gran disminución del tamaño de las antenas también permitió la instalación de antenas parabólicas en los vehículos. [10] Los platos de este tamaño todavía se utilizan hoy en día. Sin embargo, las estaciones de televisión todavía prefieren transmitir sus señales en la banda C analógica con antenas parabólicas grandes debido a que las señales de la banda C son menos propensas a desvanecerse por lluvia que las señales de la banda Ku . [11]
La forma parabólica de un plato refleja la señal al punto focal del plato . Montado sobre soportes en el punto focal del plato hay un dispositivo llamado cuerno de alimentación . Esta bocina de alimentación es esencialmente el extremo frontal de una guía de ondas que recoge las señales en el punto focal o cerca de él y las "conduce" a un convertidor reductor de bloque de bajo ruido o LNB. El LNB convierte las señales de ondas electromagnéticas o de radio en señales eléctricas y desplaza las señales de la banda C y/o la banda Ku descendente al rango de la banda L. Las antenas parabólicas de transmisión directa utilizan un LNBF, que integra la bocina de alimentación con el LNB. En 2004, la Universidad de Waterloo anunció una nueva forma de antena satelital omnidireccional, que no utiliza un plato parabólico dirigido y puede usarse en una plataforma móvil, como un vehículo.
La ganancia teórica ( ganancia directiva ) de un plato aumenta a medida que aumenta la frecuencia. La ganancia real depende de muchos factores, incluido el acabado de la superficie, la precisión de la forma y la coincidencia del cuerno de alimentación. Un valor típico para una antena parabólica de 60 cm de consumo a 11,75 GHz es 37,50 dB.
Con frecuencias más bajas, por ejemplo la banda C, los diseñadores de antenas tienen una mayor variedad de materiales. El gran tamaño del plato requerido para frecuencias más bajas llevó a que los platos se construyeran con malla metálica sobre una estructura metálica. En frecuencias más altas, los diseños de tipo malla son más raros, aunque algunos diseños han utilizado un plato sólido con perforaciones.
Un error común es creer que el LNBF (bloqueo/bocina de alimentación de bajo ruido), el dispositivo situado en la parte frontal del plato, recibe la señal directamente de la atmósfera. Por ejemplo, un enlace descendente de BBC News muestra una "señal roja" recibida directamente por el LNBF en lugar de transmitirse al plato, que debido a su forma parabólica recogerá la señal en un área más pequeña y la entregará al LNBF. [13]
Las antenas parabólicas modernas destinadas a la televisión doméstica tienen generalmente entre 43 cm (18 pulgadas) y 80 cm (31 pulgadas) de diámetro y están fijadas en una posición, para la recepción en banda Ku desde una posición orbital. Antes de la existencia de los servicios de transmisión directa por satélite, los usuarios domésticos generalmente disponían de una antena parabólica motorizada de banda C de hasta 3 m de diámetro para la recepción de canales de diferentes satélites. Sin embargo, las antenas parabólicas demasiado pequeñas aún pueden causar problemas, incluido el desvanecimiento por lluvia y la interferencia de los satélites adyacentes.
En Europa , las frecuencias utilizadas por los servicios DBS son 10,7–12,75 GHz en dos polarizaciones H (horizontal) y V (vertical). Este rango se divide en una "banda baja" de 10,7 a 11,7 GHz y una "banda alta" de 11,7 a 12,75 GHz. Esto da como resultado dos bandas de frecuencia, cada una con un ancho de banda de aproximadamente 1 GHz, cada una con dos polarizaciones posibles. En el LNB, se convierten a 950-2150 MHz, que es el rango de frecuencia asignado para el servicio satelital en el cable coaxial entre el LNBF y el receptor. Las frecuencias más bajas se asignan a televisión por cable y terrestre , radio FM, etc. Solo una de estas bandas de frecuencia cabe en el cable coaxial, por lo que cada una de estas bandas necesita un cable separado desde el LNBF a una matriz de conmutación o el receptor debe seleccionar uno. de las 4 posibilidades a la vez. [ cita necesaria ]
En una instalación residencial de un solo receptor, hay un solo cable coaxial que va desde el decodificador del receptor en el edificio hasta el LNB en la antena parabólica. La energía eléctrica DC para el LNB se proporciona a través de los mismos conductores del cable coaxial que llevan la señal al receptor. Además, las señales de control también se transmiten desde el receptor al LNB a través del cable. El receptor utiliza diferentes voltajes de alimentación (13/18 V) para seleccionar la polarización de la antena vertical/horizontal , y un tono piloto de encendido/apagado (22 kHz) para indicar al LNB que seleccione una de las dos bandas de frecuencia. En instalaciones de mayor tamaño a cada banda y polarización se le asigna su propio cable, por lo que existen 4 cables desde el LNB a una matriz de conmutación 'multiswitch', lo que permite la conexión de múltiples receptores al multiswitch en topología de estrella utilizando el mismo método de señalización que en una instalación de un solo receptor. [ cita necesaria ]
Un buscador de satélites (o buscador de satélites ) es un medidor de intensidad de campo satelital que se utiliza para apuntar con precisión antenas parabólicas a satélites de comunicaciones en órbita geoestacionaria . [14] [15] [16] Los medidores buscadores de satélites profesionales permiten una mejor alineación del plato y también proporcionan valores de los parámetros de la señal recibida.
Un plato montado en un poste y accionado por un motor paso a paso o un servo se puede controlar y girar para mirar hacia cualquier posición de satélite en el cielo. Hay tres estándares en competencia: DiSEqC , USALS y posicionadores de 36 V. Muchos receptores admiten todos estos estándares.
Las antenas parabólicas accionadas por motor vienen en una variedad de tamaños, pero se requiere una antena parabólica de al menos 120 centímetros (47 pulgadas) para recibir señales de satélites distantes destinados a servir a otras áreas. [ cita necesaria ]
Con DiSEqC y USALS, la antena parabólica apuntará automáticamente a uno de los dieciséis satélites programados previamente al pulsar uno de los botones de canal del mando. [ cita necesaria ] Las antenas parabólicas impulsadas por motor que utilizan USALS pueden detectar otros satélites en una constelación después de haber encontrado y apuntado uno. [ cita necesaria ]
La mayoría de los receptores vendidos actualmente [ ¿cuándo? ] son compatibles con USALS y DiSEqC 1.0 y 1.2.
Cada antena parabólica de tamaño estándar permite la recepción simultánea desde múltiples posiciones de satélite diferentes sin reposicionar la antena, simplemente añadiendo un LNB adicional o utilizando un LNB dúo especial o un LNB monobloque de triple o cuatro alimentaciones .
Sin embargo, algunos diseños optimizan de manera mucho más efectiva la recepción simultánea desde múltiples posiciones de satélite diferentes sin reposicionar el plato. El eje vertical funciona como un reflector Cassegrain cóncavo parabólico cóncavo hiperbólico [ aclaración necesaria ] fuera del eje , mientras que el eje horizontal funciona como un reflector cóncavo-convexo [ aclaración necesaria ] Cassegrain. La mancha del plato principal deambula por el secundario, lo que corrige el astigmatismo por su curvatura variable. La apertura elíptica del primario está diseñada para adaptarse a la iluminación deformada por los cuernos. Debido al doble desbordamiento, esto tiene más sentido para un plato grande.
La mayoría de los receptores se venden actualmente [ ¿cuándo? ] son compatibles con al menos DiSEqC 1.0, que puede cambiar automáticamente entre 4 satélites (todos LNB Monoblock contemporáneos) a medida que el usuario cambia de canal usando el control remoto.
DiSEqC 1.1 permite cambiar automáticamente entre 16 posiciones de satélite o más (a través de interruptores en cascada).
Los platos accionados por motor garantizan un mejor enfoque óptimo para el tamaño del plato determinado; El LNB siempre está alineado centralmente con el satélite de transmisión, pero los interruptores DiSEqC son más rápidos que los motores DiSEqC ya que no se requiere movimiento físico. [ cita necesaria ]
Un tipo común de antena parabólica es el terminal de muy pequeña apertura (VSAT). Esto proporciona comunicaciones bidireccionales por Internet por satélite tanto para individuos como para redes privadas para organizaciones. En la actualidad, [ ¿cuándo? ] la mayoría de los VSAT funcionan en la banda Ku ; La banda C está restringida a regiones menos pobladas del mundo. En 2005, los fabricantes de antenas parabólicas comenzaron a avanzar hacia nuevos satélites de banda K que operaban en frecuencias más altas, ofreciendo mayor rendimiento a menor costo. [ cita necesaria ] Estas antenas varían de 74 a 120 cm (29 a 47 pulgadas) en la mayoría de las aplicaciones, aunque los VSAT de banda C pueden medir hasta 4 m (13 pies).
Cualquier superficie metálica que concentre una fracción significativa de las microondas reflejadas en un foco puede usarse como antena parabólica, con una ganancia menor . Esto ha llevado a que las tapas de los botes de basura, los woks y otros artículos se utilicen como "platos". Sólo los LNB modernos de bajo ruido y la mayor potencia de transmisión de los satélites DTH permiten recibir una señal utilizable desde antenas de bricolaje tan ineficientes.
