Biapuntamientos. Cálculo del Diámetro de antena Ideal.
Publicado: 01 Sep 2014 14:44
¿Cuál es el diámetro ideal de una antena parabólica para biapuntar a dos satélites vecinos?
Más grande no siempre es mejor.
Por ejemplo, para la combinación 87.2W y 89.0W en banda Ku, la respuesta para mi ubicación geográfica es 90 cm
Pero esta respuesta puede diferir si están en otra región y/o si lo quieren hacer en banda C.
A continuación voy a tratar de explicar el razonamiento a través del cual llegué a esta conclusión, y que podrían intentar probar ustedes mismos para la ubicación geográfica de sus propias estaciones, y para cualquier otra combinación de satélites y banda.
Paso 1: Averiguar la distancia angular entre los dos satélites.
Utilizando dishpointer.com, desde mi estación los pájaros los veo a:
87.2W........................89.0W...................Diferencia
Azimuth: 315,9...........Azimuth: 314,0..........1,9 grados
Elevación: 39,3..........Elevación: 38,2..........1,1 grados
Para calcular la distancia angular, aplicamos el teorema de Pitágoras sobre las diferencias de ángulos de azimuth y de elevación:
Raíz cuadrada de [ (1,9) al cuadrado + (1,1) al cuadrado ] = 2,2 grados.
O sea que los pájaros los veo separados entre sí un ángulo de 2,2º.
La idea es encontrar una antena tal que la apuntemos exactamente a mitad de camino entre ambos satélites.
Por supuesto, la ganancia en dirección a cada uno de los dos pájaros será inferior a la ganancia máxima central.
Si lográsemos apuntar la antena exactamente a mitad de camino entre los dos satélites, la ganancia hacia cada uno de ellos será la misma.
La teoría indica que, a mayor diámetro de antena, mayor ganancia central, pero más rápidamente decae la ganancia a medida que no apuntamos directamente al satélite.
Paso 2: Averiguar diámetro de antena ideal para biapuntar satélites separados 2,2 grados
Vamos a utilizar una herramienta disponible on-line haciendo CLICK AQUI para calcular la ganancia de una antena, según su diámetro, frecuencia y ángulo de apuntamiento desplazado de su centro geométrico.
Tomamos como frecuencia media 12GHz y vemos los resultados que se logran con diámetros de 0.60; 0.75; 0.90; 1.10; 1.20; 1.50 mts.
Anotamos la ganancia para satélites separados 2,2 grados, o sea, cuando nos desplazamos 1,1 grados hacia cualquiera de los costados respecto del centro ideal de apuntamiento de la antena:
Como verán en la tabla, una antena de 90cm tiene una ganancia máxima de 39.2dBi, y apuntada justo al centro entre ambos satélites tendrá una ganancia de 35.1dBi hacia cada satélite, máximo valor obtenido para cualquiera de los diámetros estudiados.
Se puede observar como, a medida que el diámetro de la antena aumenta por encima de 90cm, crece la ganancia en el punto intermedio;
pero la ganancia en las direcciones hacia los satélites biapuntados disminuye, y eso no es bueno para nuestro objetivo.
Y además, cuanto más grande la antena, más difícil y crítico es lograr dejarla apuntada exactamente en la mitad de camino entre los dos satélites.
Y ante cualquier mínimo error de apuntamiento hacia ese punto intermedio, la ganancia decae muy rápidamente si la antena es grande y "filosa".
Por eso, desaconsejo fuertemente biapuntar a 2 satélites con una antena más grande que la ideal calculada según este procedimiento.
Ahora, ¿qué pasaría si los TPs débiles del satélite "A" fuesen más potentes que los TPs débiles del satélite "B"?
En ese caso, probablemente apuntarle al punto intermedio de ambos no sería la mejor opción, sino que quizás convenga sesgar el apuntamiento favoreciendo algo más al satélite "B", cuyos TPs débiles son más débiles que los del "A".
Y justamente por eso mismo, a menos que cuenten con un buen satfinder digital y realicen un paciente ajuste fino, mi consejo para biapuntamientos es utilizar una antena de una medida cuyo diámetro sea un escalón inmediato inferior a la ideal aqui calculada.
Esta antena un poco más pequeña resultará igualmente efectiva, pero será más sencilla de biapuntar correctamente, o sea, menos sensible a errores por no apuntarle justo al punto intermedio.
Y si tuviésemos que sesgar el apuntamiento favoreciendo a algún satélite más que al otro, al usar una antena un poco más chica que el diámetro ideal pues no sería tan notable la rápida disminución de la ganancia hacia el satélite más potente, por tener un haz algo más ancho.
En mi caso, yo seguí este razonamiento para biapuntar a los 87.2W/89.0W y fue lo que me decidió a utilizar una antena de 75 cm, más económica y fácil de apuntar que una de 90cm, y que tiene una ganancia teórica de biapuntamiento muy similar (sólo 0.4dB de diferencia respecto a una antena de 90cm), es menos sensible a errores de apuntamiento y me permite sesgar levemente el apuntamiento hacia el satélite con el TP más débil de todos, sin sacrificar tanto la ganancia hacia el otro satélite más potente.
Espero que esta herramienta les resulte útil y los invito a que realicen sus propios cálculos para sus biapuntamientos favoritos.
Más grande no siempre es mejor.
Por ejemplo, para la combinación 87.2W y 89.0W en banda Ku, la respuesta para mi ubicación geográfica es 90 cm
Pero esta respuesta puede diferir si están en otra región y/o si lo quieren hacer en banda C.
A continuación voy a tratar de explicar el razonamiento a través del cual llegué a esta conclusión, y que podrían intentar probar ustedes mismos para la ubicación geográfica de sus propias estaciones, y para cualquier otra combinación de satélites y banda.
Paso 1: Averiguar la distancia angular entre los dos satélites.
Utilizando dishpointer.com, desde mi estación los pájaros los veo a:
87.2W........................89.0W...................Diferencia
Azimuth: 315,9...........Azimuth: 314,0..........1,9 grados
Elevación: 39,3..........Elevación: 38,2..........1,1 grados
Para calcular la distancia angular, aplicamos el teorema de Pitágoras sobre las diferencias de ángulos de azimuth y de elevación:
Raíz cuadrada de [ (1,9) al cuadrado + (1,1) al cuadrado ] = 2,2 grados.
O sea que los pájaros los veo separados entre sí un ángulo de 2,2º.
La idea es encontrar una antena tal que la apuntemos exactamente a mitad de camino entre ambos satélites.
Por supuesto, la ganancia en dirección a cada uno de los dos pájaros será inferior a la ganancia máxima central.
Si lográsemos apuntar la antena exactamente a mitad de camino entre los dos satélites, la ganancia hacia cada uno de ellos será la misma.
La teoría indica que, a mayor diámetro de antena, mayor ganancia central, pero más rápidamente decae la ganancia a medida que no apuntamos directamente al satélite.
Paso 2: Averiguar diámetro de antena ideal para biapuntar satélites separados 2,2 grados
Vamos a utilizar una herramienta disponible on-line haciendo CLICK AQUI para calcular la ganancia de una antena, según su diámetro, frecuencia y ángulo de apuntamiento desplazado de su centro geométrico.
Tomamos como frecuencia media 12GHz y vemos los resultados que se logran con diámetros de 0.60; 0.75; 0.90; 1.10; 1.20; 1.50 mts.
Anotamos la ganancia para satélites separados 2,2 grados, o sea, cuando nos desplazamos 1,1 grados hacia cualquiera de los costados respecto del centro ideal de apuntamiento de la antena:
Como verán en la tabla, una antena de 90cm tiene una ganancia máxima de 39.2dBi, y apuntada justo al centro entre ambos satélites tendrá una ganancia de 35.1dBi hacia cada satélite, máximo valor obtenido para cualquiera de los diámetros estudiados.
Se puede observar como, a medida que el diámetro de la antena aumenta por encima de 90cm, crece la ganancia en el punto intermedio;
pero la ganancia en las direcciones hacia los satélites biapuntados disminuye, y eso no es bueno para nuestro objetivo.
Y además, cuanto más grande la antena, más difícil y crítico es lograr dejarla apuntada exactamente en la mitad de camino entre los dos satélites.
Y ante cualquier mínimo error de apuntamiento hacia ese punto intermedio, la ganancia decae muy rápidamente si la antena es grande y "filosa".
Por eso, desaconsejo fuertemente biapuntar a 2 satélites con una antena más grande que la ideal calculada según este procedimiento.
Ahora, ¿qué pasaría si los TPs débiles del satélite "A" fuesen más potentes que los TPs débiles del satélite "B"?
En ese caso, probablemente apuntarle al punto intermedio de ambos no sería la mejor opción, sino que quizás convenga sesgar el apuntamiento favoreciendo algo más al satélite "B", cuyos TPs débiles son más débiles que los del "A".
Y justamente por eso mismo, a menos que cuenten con un buen satfinder digital y realicen un paciente ajuste fino, mi consejo para biapuntamientos es utilizar una antena de una medida cuyo diámetro sea un escalón inmediato inferior a la ideal aqui calculada.
Esta antena un poco más pequeña resultará igualmente efectiva, pero será más sencilla de biapuntar correctamente, o sea, menos sensible a errores por no apuntarle justo al punto intermedio.
Y si tuviésemos que sesgar el apuntamiento favoreciendo a algún satélite más que al otro, al usar una antena un poco más chica que el diámetro ideal pues no sería tan notable la rápida disminución de la ganancia hacia el satélite más potente, por tener un haz algo más ancho.
En mi caso, yo seguí este razonamiento para biapuntar a los 87.2W/89.0W y fue lo que me decidió a utilizar una antena de 75 cm, más económica y fácil de apuntar que una de 90cm, y que tiene una ganancia teórica de biapuntamiento muy similar (sólo 0.4dB de diferencia respecto a una antena de 90cm), es menos sensible a errores de apuntamiento y me permite sesgar levemente el apuntamiento hacia el satélite con el TP más débil de todos, sin sacrificar tanto la ganancia hacia el otro satélite más potente.
Espero que esta herramienta les resulte útil y los invito a que realicen sus propios cálculos para sus biapuntamientos favoritos.