El Mejor Truco Para una Parabolica. 26 Enero 2014

Muchas veces ajustamos nuestra antena parabolica solo "para ver" los canales que mas nos interesan con señal "aceptable" e ignoramos la importancia del correcto apuntamiento al satelite. Otras veces nos conformamos con algunos puntos menos del indicador de Calidad del receptor, dejando la tarea de ajuste fino para otra ocacion.

Una tarea que demanda ocuparnos un tiempo extra en la antena pero que resignamos por causa de la situacion climatica, el escaso tiempo libre, la demanda del trabajo, la necesidad de descanso, la familia, etc.

Entonces, es importante apuntar bien nuestra antena parabolica o eso es solo para los ftaperos mas exigentes y perfeccionistas?. Que sucede si yo periodicamente no hago un ajuste fino a la antena ?.

Seguramente muchos FTAperos se han preocupado por conocer la ganancia de la antena o en antenas de foco central para banda C, la relacion F/D de la misma, pero poco han indagado acerca del "angulo de apertura".

El angulo de apertura es el angulo que tiene el lobulo principal  o haz principal de la antena parabolica desde el punto central de ganancia maxima y hasta donde la señal desciende -3 dB, es decir hasta el punto donde la ganancia baja al 50%. Esos son los limites del angulo de apertura. El area donde nuestra antena es mas poderosa para captar una señal tipica de television satelital.

Algunos pocos, a la hora de apuntar un satelite en banda C, han considerado este valor angular, puesto que el angulo de apertura suele ser la mitad y hasta un tercio del encontrado en antenas de banda Ku, lo que se traduce en que debemos "agudizar el pulso" a la hora de mover el plato para captar con exito un satelite en esa banda.

Otros han observado un poco mas y han descubierto que en antenas de 60 cm de diametro, el angulo de apertura puede alcanzar los 6 grados, en antenas de 90 cm el angulo de apertura puede ser de hasta 3 grados y en antenas de 180 cm en mas, el angulo de apertura puede ser de hasta 2 grados, y explican que esa la razon por la cual es mas facil apuntar una antena de 60 cm que una de mayor diametro: por causa del angulo de apertura.

La formula aproximada para calcular ese angulo de apertura es:
(en ingles Beamwidth)
Apertura= 70 * L / D

donde D = diametro de la antena en metros
L = 300/F , donde F= frecuencia en Megaciclos
70 = eficiencia promedio de la antena (60% a 80 %)
300 = velocidad de la luz (simplificada)

entonces:
 para una antena tipica de 90 cm de diametro y 40 dB de ganancia.

para la frecuencia central de la banda Ku es:
A = 70 *( (300/11700) / 0,9)
reemplazando
A = 70 * (0,0256410/0,9) = 70 * 0,028490 =
A = 1,994 grados de apertura practicamente 2 grados.

la misma antena pero para el extremo de banda alta Ku es:
A = 70 * ((300 / 12250) / 0.9 )
reemplazando
A = 70 * ( 0,02448979 / 0,9) = 70 * 0,02721088
A = 1,9 grados de apertura

y para el extremo de banda Baja Ku es:
A = 70 * ((300 / 10700) / 0,9 )
reemplazando
A = 70  * ( 0,028037 / 0,9) = 70 * 0,03115264
A = 2,18 grados de apertura

Vemos que el angulo de apertura no es fijo, sino que es variable y depende de la frecuencia. Cuanto mas alta la frecuencia, disminuye el angulo de apertura.

Conociendo el angulo de apertura, podemos calcular la perdida de ganancia segun la antena se va desapuntando, hasta llegar al punto de -3dB, donde la antena rinde al 50% de su ganancia y en ese punto, solo si somos ciegos no nos damos cuenta que hay que subir al techo y ajustarla nuevamente.

La formula para calcular la ganancia en un punto fuera del foco es:

Gfpf = Gan - 12  * (ang_despl/ang_aper) ^ 2

Aplicamos estas formulas a la antena del ejemplo, y observamos:

Para medio grado de desplazamiento es:
Gfpf = 40 - (12  * 0.5 / 2 )^ 2) = 40 - (12 * (0.25) ^ 2) =
Gfpf = 40 -  (12 * 0.0625) = 40 - (0.75) = 39.25 dB
la perdida de ganancia es de 0.75 dB que representa un 16 %

Para 3/4 grado de desplazamiento es:
Gfpf = 40 - (12  * 0.75 / 2 )^ 2) = 40 - (12 * (0.375) ^ 2) =
Gfpf = 40 -  (12 * 0.140625) = 40 - (1.6875) = 38.31 dB
la perdida de ganancia es de 1.687 dB que representa un 30 %

Para 1 grado de desplazamiento es:
Gfpf = 40 - (12 * (1 / 2) ^2 ) = 40 - (12 * (0.5 ^2) =
Gfpf = 40 - (12 * 0.25) =  40 - 3 = 37 dB
la perdida de ganancia es de 3 dB que representa el 50 %

La tabla usada es la siguiente:
(calculando porcent=100/divisor
y perdida=100 - porcent)

DB.Off   Divisor  Porcent     Pérdida
=====   =====  ======   =======
0.1 dB   1.023    97.75 %    02.25 %
0.2 dB   1.047    95.50 %    04.50 %
0.3 dB   1.072    93.28 %    06.72 %
0.4 dB   1.096    91.24 %    08.76 %
0.5 dB   1.122    89.12 %    10.88 %
0.6 dB   1.148    87.11 %    12.89 %
0.7 dB   1.175    85.11 %    14.89 %
0.8 dB   1.202    83.19 %    16.81 %
0.9 dB   1.230    81.30 %    18.70 %
1.0 dB   1.259    79.42 %    20.58 %
1.5 dB   1.412    70.82 %    29.18 %
2.0 dB   1.585    63.09 %    36.91 %
2.5 dB   1.778    56.24 %    43.76 %
3.0 dB   2.000    50.00 %    50.00 %

Ahora que hemos visto algun ejemplo, reflexionemos un momento: 

Si nuestra antena no se encuentra perfectamente orientada al satelite, tendremos perdidas de calidad de señal y hasta es seguro que dejaremos de captar los canales mas debiles del satelite !!!. Esa perdida puede llegar a valores importantes. Para entender mejor este asunto hagamos otra comparacion para el ftapero poco amante de las matematicas.

Veamos la siguiente lista de antenas y ganancias:

antena de 110 cm, ganancia de 41 dB

antena de 90 cm, ganancia de 40 dB

antena de 80 cm, ganancia de 39 dB

antena de 60 cm, ganancia de 37 dB

Ahora analicemos lo antes escrito. 

Tengo en el jardin una hermosa antena de 90 cm y mi vecino al lado, tambien ftapero tiene una de 75 cm en el suyo; pero si mi antena  se encuentra mal orientada por apenas 0.75 grados, ambas antenas pueden estar ofreciendo la misma ganancia !!!, porque una antena de 90 cm mal orientada, puede estar rindiendo hasta como una antena de 60 cm segun la medida del angulo de error en el apuntamiento.

Y si mi otro vecino, ubicado al frente, y ftapero, que tiene una antena de 110 cm tambien tiene su antena sin ajuste fino, ésta puede rendirle como una antena de 90 cm, tan solo por no estar bien alineada al satelite !!!.

A esta altura, puede que algunos duden y piensen, "Bueno, pero yo no creo que mi antena se encuentre en esa situacion tan extrema...", o piensen "eso es para casos puntuales, pero no para mi"...

por eso vamos a hacer un calculo más...

Una antena parabolica offset típica de 90 cm como la del ejemplo, tiene un soporte de 5 cm de diametro.
vamos a calcular cuantos milimetros representa 1 grado de error en el alineamiento.

calculamos el perimetro como : Pi * D = 3.1416 * 5 = 15.708 cm o 157,08 mm
dividimos el perimetro en 360 grados y obtenemos el valor deseado para 1 grado.
157.08/360 = 0.4363 es decir menos de medio milimetro.

entonces para el caso planteado:

1  grado de error es un error en el soporte de 0.436 mm 

y perdemos 50% de la señal

0.75 grado de error es un error en el soporte de 0.327 mm 

y perdemos 30% de la señal

0.50 grado de error es un error en el soporte de 0.218 mm 

y perdemos 16% de la señal.

como vemos, son medidas menores a 1 milimetro y por lo tanto no estamos excentos de cometer ese error. Este es un motivo mas para fijar el soporte de la antena con mucho cuidado a la pared, porque movimientos menores al milimetro son los que producen importantes pérdidas de la señal al desplazar el apuntamiento.

Es para preocuparse no es cierto ?. Mejor es Ocuparse entonces, y mas cuando tenemos dias con buen tiempo, ideales para dedicarle un tiempito a la antena para realizar un ajuste fino a maxima señal y asi pasaremos a ser el favorito de la casa, admirado por la familia que ahora puede ver nitidamente la Tv satelital.