miércoles, 20 de julio de 2016

CÁLCULO DE LA DISTANCIA FOCAL Y UBICACIÓN DEL LNB CENTRAL.

Se tomará en cuenta la antena parabólica tipo offset ubicada en la terraza del  edificio Eléctrica-Química de la Escuela Politécnica Nacional, descrita con anteriormente en este capítulo, cuyas dimensiones son:
·         Ancho: a=2480 [mm].
·         Alto: h=2680 [mm].
·         Profundidad: p=220 [mm].

Para el presente proyecto se ha decidido utilizar al satélite Intelsat 11, cuya posición orbital es 43º W.

Al adaptar la antena tipo offset para un sistema de multi-recepción satelital se debe recurrir a la hoja de especificaciones (datasheet) para obtener datos necesarios para la implementación del sistema, pero al tener un número significativas de adaptaciones realizadas al modelo original de la antena los valores que presenta el datasheet sufren variaciones significativas, lo que implica que para una implementación adecuada se determine nuevamente la distancia focal por las razones anteriormente mencionadas.
Con los valores medidos de ancho, alto y profundidad se concluye que:

Con estos valores se procede a la instalación del LNB que captará la señal del satélite Intelsat 11.






A continuación se procederá a determinar los ángulos de azimut, elevación y skew, con los que el reflector se orientará para capturar la señal del satélite Intelsat 11.


CÁLCULO DE LA UBICACIÓN DE LOS LNBs SECUNDARIOS.

Como primer LNB secundario se designa al satélite Amazonas, cuya posición orbital es 61º W.
Para la ubicación de este segundo LNB en el sistema es indispensable definir la distancia entre el  LNB central y el secundario, dicho desplazamiento se obtiene a partir de la diferencia de ángulos, tanto en Azimut como Elevación, entre los satélites.
Previamente se procede  a determinar los ángulos de azimut y elevación para el satélite que se receptara con el segundo LNB del sistema, en este caso particular el satélite Amazonas 61°W, dicha determinación se debe realizar sin tener en cuenta momentáneamente la multi-recepción, es decir, en condiciones de orientación y apuntamiento normal.


A continuación se presenta el desarrollo de las relaciones geométricas a partir de las cuales se obtienen las distancias necesarias para determinar la ubicación del LNB secundario.
Inicialmente se establece las diferencias de ángulos entre el LNB central y secundario.









A partir de una vista superior de la antena y una hipotética ubicación de los LNBs central y secundario dan lugar a la formación de un triángulo isósceles que tienen como datos conocidos la Distancia focal del LNB central, que al actuar como un radio, será la misma para el LNB secundario, además la diferencia de azimut   obtenida previamente.
Utilizando como artificio geométrico la construcción de la bisectriz del ángulo diferencia de azimut obtenido anteriormente se crean dos triángulos rectángulos de iguales dimensiones. Aplicando la ley de senos entre uno de los triángulos resultantes se obtiene la mitad del desplazamiento del LNB secundario; al ser triángulos idénticos el cálculo de la distancia entre LNBs se reduce a duplicar el resultado anterior. Este mismo procedimiento se toma en cuenta para el ángulo de elevación considerando para este caso una vista lateral de la antena.

Para el triángulo ADC que se forma tanto en la vista lateral como superior, se emplea la ley de senos que dice: un lado dividido para el seno del ángulo opuesto a ese lado, es igual a los demás lados divididos por los senos de sus ángulos opuestos, es decir:








El desplazamiento en azimut es un desplazamiento en sentido horizontal que puede ser positivo o negativo, dependiendo del valor de la diferencia resultante, lo cual se interpreta como un desplazamiento hacia la derecha si es positivo y hacia la izquierda si es negativo.
·         Para el desplazamiento en Elevación.
Siguiendo el mismo principio que el caso anterior, pero con la antena vista desde arriba tenemos otro triangulo isósceles ABC que se forma a consecuencia de la elevación.








martes, 19 de julio de 2016

CÁLCULO DE LA DISTANCIA FOCAL

Para el cálculo de la distancia focal,que se entenderá como la distancia desde  el centro del reflector hacia el punto focal, se considerará parámetros de dimensionamiento del plato tales como: ancho, alto y profundidad; como parte complementaria a dicho cálculo se encontrará también las distancias del borde superior e inferior hacia el punto focal.


Donde:
Df: Distancia focal del centro de la antena al punto focal.
a: Ancho del plato del plato reflector.
p:Profundidad del plato reflector.
h:Altura o largo del plato reflector.
Para el cálculo de las distancias complementarias de borde D1 y D2 que son definidas como las longitudes del borde tanto superior (D2)como inferior (D1) del reflector al punto focal, se establece la variableauxiliar (aux), con el objetivo de simplificar los cálculos.




Como corolario de este proceso de búsqueda de la distancia focal, a partir de los valores obtenidos anteriormente,se puede encontrar el ángulo de intersección que se define como el ángulo formado por las distancias de borde D1 y D2:






Resumiendo, en la siguiente figura se distingue los parámetros descritos anteriormente




A partir de  (ángulo de intersección entre D1 y D2), se puede establecer la relación F/D mediante:



CÁLCULO DE LOS ÁNGULOS DE AZIMUT ELEVACIÓN Y SKEW.

 


 Para el cálculo del azimutse consideróla posición geográfica del Ecuador, ya que el valor de esta puede ser positivo o negativo dependiendo de la referencia, que es el Norte para el hemisferio Sur y viceversa. Para el cálculo tanto del azimut como la elevación se deberá conocer previamente la Latitud y Longitud del sitio de emplazamiento de la antena y la longitud (posición orbital) del satélite.



A continuación se procede al armaje de la estructura que sostendrá al plato reflector hacia el mastil sobre la base, para lo cual se recomienda el uso de un nivel o inclinómetro ya que el ángulo requerido en la unión de estas dos partes debe ser de 0º



Al final con la estructura prácticamente terminada tan solo resta fijar el brazo de offset y montar la cabeza de recepción donde se ubicará el LNB, para este fin procedemos en primera instancia a instalar los dos brazos laterales y posterior mente el brazo central que sostendrá al LNB, como indica el siguiente gráfico.










Ensamblaje del sistema Base-Mástil y las piezas de fijación

Se ensambla en primera instancia la base a la superficie teniendo en cuenta la regularidad de la misma, por lo cual se puede recurrir a la construcción previa a la instalación de una loseta, para que el mástil así como el plato no tengan ningún tipo de fluctuación ajena a su movimiento normal; de ser el caso y no tener un nivel óptimo de las mencionadas características se puede utilizar, como en el presente proyecto, sistemas auxiliares y complementarios para la base como son los “rompe vientos” implementados en esta instalación, que implican una disminución sustancial de los efectos en especial las vibraciones producto de condiciones climáticas como el viento y la lluvia.

El siguiente paso es la instalación del mástil teniendo como partes del mismo el sub-sistema de rotación del plato que permite el movimiento del ángulo de azimut, esta va directamente sujeta a la base como se muestra en la figura



Ensamblaje de las partes de la parábola

Se procede a ensamblar los 2 pétalos que conforman el plato sobre una superficie plana por facilidad y seguridad en el ensamblaje se recomienda la colocación “boca abajo” del plato reflector, en el datasheet de la antena Prodelin (Anexo 1) se provee los diámetros y características de los tornillos y pernos correspondientes a la instalación, asi como la guía para la colocación de los mismos para el ensamblaje del plato reflector.  

MONTAJE E INSTALACION DE LA ANTENA.

Cada fabricante facilita instrucciones de montaje detalladas que se ajustan a los requerimientos de calidad y funcionamiento de cada modelo en particular, sin embargo la instalación de la antena utilizada en el presente proyecto se la puede dividir en tres fases complementarias una a la otra.

·         Ensamblaje del plato reflector.
·         Instalación del sistema base-mástil y las piezas de fijación.
·         Montaje del plato parabólico con el sistema base-mástil y las piezas de fijación.