Electronica Facil 40 Parabolicas

Electrnica Fcil

Director tcnico y redaccin de textos: Aurelio Meja M. Director comercial: Gabriel Jaime Meja M.

Portada: Aurelio Meja con un tcnico de Cibelco

Registro de Propiedad Intelectual y Prensa, Resolucin 205 del Ministerio de Gobierno de Colombia

Nmero Internacional Normalizado de Publicaciones Seriadas (ISSN) 0120-6842

Tarifa postal reducida, permiso 1188 de la Administracin Postal de Colombia

Versin PDF (enero 2006) de la edicin 16 original de Marzo de 1988

ELECTRNICA FCIL fue una publicacin editada e impresa en Medelln, Colombia, desde noviembre de 1973 hasta octubre de 1991. Actualmente slo es posible conseguir por Internet los 40 nmeros que fueron editados, ya que la versin impresa se agot.

Aurelio Meja [email protected]

Medelln, Colombia

Se permite la distribucin gratuita de esta publicacin por Internet

CONTENIDO

COMENTARIOS DEL EDITOR

Ambulancia area campesina, examen de conciencia, trabajos y comercio abiertos las 24 horas, ideas para conseguir empleo, rboles frutales en las zonas verdes, cmo aprovechar los recursos del campo, aoramos ver otra vez limpios los ros, los estudiantes de electrnica podemos ayudar a los minusvlidos, uniforme escolar gratuito, buenos textos de estudio, granjas agrcolas comunitarias, cargadores solares, etc. 8

HISTORIA, NOCIONES BSICAS

Del mbar a las comunicaciones/ Aurelio Meja 9 Antenas parablicas, nociones bsicas/ Aurelio Meja 21 Vocabulario empleado comunmente en TV Satlite/ Aurelio Meja 32

RECEPCIN DE TV POR SATLITE

Localizacin de los satlites que transmiten en la banda C 44 Arme una antena parablica para TV Satlite/ Csar Loaiza R. 45 Gua prctica para hacer una antena parablica/ Javier Arango B. 80 Cmo orientar una antena parablica (Parte 1 de 2)1 Aurelio Meja 99

CIRCUITOS PRCTICOS Y DATOS TILES PARA EL TALLER

Un reflector parablico aumenta el alcance de un micrfono 30 Arme un radio para FM/ Luis Eduardo Valencia M. 70 Filtros activos con circuito integrado/ Forrest M. Mims 92 Arme un filtro Paso de Banda, con un LM324/ Forrest M. Mims 93 Generador de onda triangular con un VCO LM566/ Forrest Mims 94 Circuito activado por luz, ideal para avisar entrada de alguien/ F.M. 96 Decapantes (limpiadores) adecuados para soldar cada metal 96 Arme un fotfono (intercomunicador con luz solar)/ Forrest Mims 97

NDICE GENERAL, revistas del nmero 1 al 40 103

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NOTAS DEL EDITOR

Somos conscientes que los aficionados a la experimentacin electrnica no son las personas que usualmente tienen el poder poltico para producir los cambios que requiere la comunidad. Sin embargo, hemos resuelto ahora dar algunas ideas de beneficio comn, con la esperanza de que en algn momento sean puestas en prctica por alguien que pueda hacerlo.

1. AMBULANCIA AEREA CAMPESINA. En todos nuestros paises existen zonas alejadas marginadas de las grandes ciudades, sin carreteras, sin medios de comuni-cacin, sin servicios mdicos. All estn las reservas indgenas descendientes de nuestros antepasados, los dueos primarios de la tierra que pisan, y estn tambin grupos de campesinos cultivando "con las uas" los alimentos que todos nosotros necesitamos para el diario subsistir.

Hagamos campaas, recolectas, rifas, etc., para conseguir fondos para la compra de ambulancias y helicpteros con los cuales se le pueda llevar a estas gentes servicios mdicos y odontolgicos varias veces al ao. Tales aparatos se pueden utilizar tambin para organizar brigadas de educacin agrcola y pecuaria, transporte de enfermos a hospitales regionales, etc.

2. EXAMEN DE CONCIENCIA. "Padre Nuestro, que ests en los cielos, danos hoy nuestro pan de cada da y perdona nuestras ofensas as como nosotros perdonamos a nuestros deudores... ". Padre Nuestro, no me perdones tal y como yo lo hago con mis semejantes, pues yo necesito el perdn completo, sin resentimien-tos, sin condiciones. Tampoco te pido que me des el pan de cada da, con tal que me hayas dado todas las facultades y la integridad fsica que requiero para ganarlo con el sudor de mi frente.

Coge tu cruz y sgueme. No tuve la fortuna de conocer a Jess Nazareno, y de haber sido as, posiblemente no habra sabido valorarlo en toda su dimensin. Si no existi, bienaventurado sea el creador de esa obra maestra, de esa leyenda llamada "Jess", que tuvo el poder para dividir en dos la historia del mundo. Si realmente pas por esta tierra, Habremos entendido los cristianos a plenitud la invitacin de Jess al sufrimiento aceptado con resignacin y entrega por una causa superior?. Es acaso la obligacin familiar mi cruz?. Jess cay varias veces, pero tambin se par otras tantas. Animo muchacho!

3. TRABAJOS Y COMERCIO ABIERTOS LAS 24 HORAS. En las ciudades capitales se produce trauma en el transporte en ciertas horas del da, lo cual hace que las personas pierdan mucho tiempo en autos y buses. Ello se debe a que en casi todas las empresas y fuentes de trabajo se tiene el mismo horario para la entrada y salida del personal, cosa que satura los medios y vas de transporte.

Hasta ahora se ha buscado la solucin solo mediante la construccin de nuevas carreteras y la ampliacin de las existentes, lo cual equivale a crecer los espacios de pavimento y disminuir las zonas verdes y de recreacin. Para aprovechar mejor las vas existentes y evitar que se presenten las congestiones de las horas pico, sugerimos programar las jornadas de trabajo de las diferentes empresas y oficinas pblicas, de forma tal forma que se distribuyan las horas de entrada y salida durante todas las 24 horas del da. Por ejemplo, en una misma zona puede haber una fbrica comenzando produccin a las 9 de la maana, otra a las 10, y una tercera a las 11.

Resulta ms econmico y ms funcional distribuir el tiempo de movilizacin, que ampliar las calles con base en la mala utilizacin que de ellas hacemos hoy. Recordemos que tales vas permanecen casi desiertas durante varias horas de las 24 que tiene el da.

4. IDEAS PARA CONSEGUIR EMPLEO. Este es un libro que se debera hacer, pues son muchos los compatriotas que deambulan por las calles en busca de una oportunidad para ganar el sustento de su familia. La mayora tocan a las puertas de otros, pues no tienen motivacin para pensar en que la solucin puede estar en sus propias manos. En este libro se pueden explicar mtodos simples y econmicos para hacer jabones, juguetes, elementos decorativos, cmo sembrar hortalizas, normas de comportamiento en la sociedad, la honradez como mxima virtud del empleado, aprovechamiento de las basuras, etc.

Es la falta de ideas, o la timidez para ejecutarlas, lo que tiene a muchos profesionales haciendo labores secundarias ajenas a su vocacin. Qu bueno sera que tal libro fuese editado por alguna oficina del Gobierno, con capacidad para orientar la formacin de empresas caseras y con profesionales que estudien los mercados para los productos sugeridos.

5. ARBOLES FRUTALES EN LAS ZONAS VERDES. Para darle nuevamente a las ciudades el suave aroma del campo, para hacerlas ms acogedoras, para dar sombra y calmar la sed de los caminantes, sembremos rboles frutales en los parques y zonas verdes de uso pblico. Sembrar un rbol ornamental cualquiera cuesta lo mismo que sembrar un mango, un naranjo, un guayabo, un aguacate, un manzano, etc., pero estos ltimos adornan y alimentan a la vez.

6. COMO APROVECHAR LOS RECURSOS DEL CAMPO. Para beneficiar a la comunidad campesina, ponemos las pginas de Electrnica Fcil a disposicin de todos aquellos que nos quieran hacer sugerencias acerca de mtodos econmicos y rudimentarios para encontrar, extraer y purificar el agua. Es nuestro deseo ensear la forma de hacer fogones de lea eficientes, la construccin de generadores elctricos accionados por viento o por saltos de agua, que sirvan para operar algo de alumbrado, un equipo televisor o un receptor de radio puesto en una caseta comunal, etc.

7. AORAMOS VER OTRA VEZ LIMPIOS LOS ROS. Busquemos la manera de descontaminar el agua de los ros, y sembremos en ellos otra vez peces decorativos y para alimento de los habitantes de la rivera. Para atrapar las basuras flotantes, tales como envases plsticos y animales muertos, diseemos un aparato que funcione con


la fuerza del caudal del agua, tal como una banda metlica de malla inoxidable o alambre galvanizado, del ancho de la canalizacin dada al ro en tal sitio y de largo suficiente para extenderse desde el fondo hasta una orilla.

La banda de malla dejara pasar el lquido libre de basuras, las cuales seran movidas lentamente sobre la red metlica giratoria hasta el punto de recoleccin o amontonamiento en una canal dedicada para ello en la orilla. Cada determinado tiempo podra venir una cuadrilla de empleados pblicos del aseo a hacer una seleccin de las basuras recogidas y a enterrar en el sitio apropiado los elementos putrefactibles. El agua libre de slidos se podra tratar tambin qumicamente, para neutralizar los detergentes y para tratar de recuperar electrolticamente los productos industriales que las ciudades vierten a las aguas de los ros.

8. LOS ESTUDIANTES DE ELECTRNICA PODEMOS AYUDAR A LOS Ml-NUSVALIDOS. Diseemos sillas de ruedas y aparatos ortopdicos realmente funcio-nales, que utilicen para su manejo la energa nerviosa de centros no afectados por la enfermedad. Acaso la ciencia electrnica y la medicina no estn ya suficientemente desarrolladas ?.

9. UNIFORME ESCOLAR GRATUITO. A nadie le agrada que le cobren ms im-puestos, especialmente cuando su destinacin es desconocida. Sin embargo, creo que los que tenemos capacidad de trabajo debemos aportar algo para que el gobierno dote de uniforme sin costo a todos los nios de las escuelas pblicas. Es un hecho que la falta de zapatos y ropa apropiada para el colegio es fuente de preocupacin para los padres sin recursos econmicos. Muchos tienen que hacer grandes sacrificios, o dejar de comer lo indispensable por un tiempo, para poder conseguir con qu comprar lo que le exigen al nio en la escuela para su presentacin personal.

El uniforme es una ventaja desde el punto de vista esttico del grupo, y se puede hacer con tela resistente a los juegos infantiles. Adems, con dos o tres mudas se puede pasar toda la semana, cosa que no es posible con vestidos "a la moda". Si la sociedad acepta cargar con el costo de los uniformes, se puede solucionar tambin en parte el problema de empleo de los minusvlidos de la ciudad, ya que ellos podran administrar la factora y manejar las mquinas tejedoras.

10. BUENOS TEXTOS DE ESTUDIO. No cambiar cada ao los libros de los cursos en los colegios. Los ttulos pueden ser seleccionados por factor de mritos y regalados por el gobierno a las escuelas pblicas. Estos sern prestados (dejando un valor depsito) a los estudiantes y debern ser devueltos al finalizar el ao escolar, de tal forma que puedan ser utilizados por los alumnos del ao siguiente. Es un hecho que en Colombia ya no sirven para este ao los textos del hermano mayor, cosa que s ocurra con los excelentes libros de "Bruo", de "Baldor", "La Alegra de Leer", etc. Ojal se modifique esta situacin.

11. GRANJAS AGRCOLAS COMUNITARIAS. Fomentemos la creacin de granjas agrcolas en las zonas campesinas y en las afueras de las ciudades, administradas por sistemas cooperativos o de empresas comunales, para evitar el flujo de campesinos hacia los cordones de miseria de la ciudad.

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12. CARGADORES SOLARES. Importemos cargadores solares de pilas y bateras, para vender a bajos precios a toda la poblacin campesina que no tiene facilidades de venir a las ciudades ni dispone de suministro elctrico pblico, con el fin de que puedan tener un televisor, un radio porttil, un ventilador, una bomba elctrica a 12 voltios para extraer agua, etc.

13. MASAJES DE ESPALDA O DE RONES. Diseemos un cinturn elctrico, accionado por 12 voltios DC, para masajes vibratorios a los conductores que deben permanecer sentados mucho tiempo ante el timn de buses, camiones y taxis.

14. AYUDAS PARA SORDOS Y CIEGOS. Fabriquemos amplificadores de audio baratos para personas sordas, que se puedan llevar en el Dosillo y que funcionen con pilas comunes. Hagamos tambin radares infrarrojos para ciegos, utilizando circuitos de enfoque de los que se emplean hoy en las cmaras fotogrficas y de videofilmacin.

15. MALLA DE ALAMBRE PARA DETENER DERRUMBES. En casi todas nuestras carreteras de montaa es caso frecuente la ocurrencia de derrumbes de piedras y lodo sobre la va, causados principalmente por la accin de las lluvias sobre la montaa. Mucha de la culpa la tienen los encargados de hacer las obras, pues no vuelven a cubrir con capa vegetal las laderas que tienen que cortar para ia nivelacin del terreno. En lugar de esperar los hechos y los accidentes fatales para proceder al envo de maquinaria que destape el camino, sugerimos cubrir las laderas con una malla de alambre galvanizado de grueso calibre (de 1 a 2 milmetros de dimetro), de tal forma que las piedras y otros materiales queden sujetos y no inicien una avalancha. El tiempo y las aves del cielo se pueden encargar de recuperar la vegetacin a travs de los agujeros de la malla.

16. AGUA SINTTICA PARA LAS ZONAS CON SEQUA. Es un hecho que el agua es el elemento ms comn en la naturaleza, pero tambin es sabido que en los desiertos y otras zonas geogrficas es sumamente escasa. Desde hace mucho tiempo conocemos que el agua est formada por dos partes de hidrgeno y una parte de oxgeno, elementos que abundan en el aire. Pues bien, qu estamos esperando los electrnicos y los qumicos para disear y hacer un aparato que produzca agua a partir del aire?

17. LAMINAS DE LOS TARROS DE ACEITE. En las estaciones de servicio para automviles sobran y botan cada da muchos tarros vacos de los utilizados para envase del aceite lubricante. Pensemos en productos que puedan utilizar esta lmina de hierro, tales como juguetes, portalpices para oficina, regaderas para jardn, embudos, cucharones para manejo de granos en las tiendas, organizadores de tuercas, tornillos, resortes y otros cachivaches, etc. De esto puede resultar una pequea industria que genere empleo para una familia.


Por Aurelio Meja

Hallazgos arqueolgicos, mapas y textos antiguos estn demostrando que hace varios miles de aos hubo gente con conocimientos de metalur-gia, vuelos planetarios, electricidad y energa nuclear, pero el presente artculo lo hemos dedicado al mo-mento histrico que ha puesto a nuestro alcance las comunicaciones por satlite. Aunque ya hemos expli-cado nociones bsicas en revistas anteriores, repasaremos algunas y explicaremos otras indispensables para la mejor comprensin del tema de las antenas parablicas.

El primer indicio de la existencia de la electricidad, fenmeno que hoy mueve y comunica al mundo, se lo debemos al filsofo griego Tales, nacido en Mileto (en la costa occidental de lo que hoy es Turqua) hacia el ao 640 antes de Cris-to. Convirti en estudio abstracto la geometra aprendida de los egipcios, con lo cual le dio un gran avance a esta ciencia. Basado en conocimientos ad-

quiridos en Babilonia predijo con antici-pacin un eclipse de sol ocurrido el 28 de mayo del ao 585 a. C, evitando as una batalla que iba a efectuarse entre ejrci-tos medos y lidios, a los cuales asust y convenci para firmar un tratado de paz.

Tales invent la matemtica deduc-tiva y fue el primero en observar y estu-diar la forma en que ciertas rocas atraen el hierro, a las cuales se les llam mag-netita por haber sido encontradas cerca de la ciudad de Magnesia, en Asia Menor. Tambin analiz la propiedad que tienen algunos cuerpos, como el mbar y el vidrio, de atraer plumas, hilos, pelusas y otros objetos livianos cuando se les frota con piel, una tela a base de lana, etc. A dicho fenmeno se le llam "electricidad esttica".

El mbar es una resina fsil transpa-rente resultante de la solidificacin de las gotas de goma desprendidas de ramas rotas y heridas en la corteza de rboles de la familia del pino hace ya miles de aos. Usualmente son trozos de color amarillo, y algunos presentan


en su interior insectos atrapados du-rante la formacin del grumo. El vidrio, ya conocido por todos nosotros, es un lquido (aunque no lo crea), resultante de la solidificacin de una mezcla fundida de arenas silceas, cal y carbonatos de sodio o de potasio.

EL IMN Y LA BRJULA Parece que fueron los chinos los

primeros en descubrir la utilidad del imn para la orientacin en el desierto, mediante un trozo de material magntico en forma de aguja y sus-pendido libremente en ei aire por un cordel amarrado a su centro de grave-dad. Tambin se sabe que los marinos europeos empleaban para sus viajes una brjula muy rudimentaria, consis-tente en una aguja magntica puesta sobre un corcho flotando en un recipien-te con agua.

Casi dos mil aos despus de Tales de Mileto, entre 1250 y 1270, el sabio francs Pedro de Maricourt "Pere-grinus" hizo el primer intento de obten-cin de energa cintica del magnetis-mo, tratando de construir un motor para mover una maqueta de planetario diseada por Arqumedes. Esto le con-dujo a mayores investigaciones sobre el imn y al diseo de una brjula con escala graduada en la circunferencia y con aguja girando sobre un pivote.

Peregrinus escribi en 1269 una carta a un amigo, donde le enseaba cmo distinguir los polos de un imn, diciendo que polos iguales se repelan y los opuestos se atraan. Tambin le contaba que los polos eran insepara-bles, y que si un imn se parta, cada mitad quedaba tambin con los dos polos.

La obra de Peregrinus fue continua-

da por el fsico y mdico ingls William Gilbert (1544-1603), quien demostr que la aguja imantada no solo serva para indicar la direccin Norte-Sur, sino que adems trataba de apuntar siempre hacia la tierra (inclinacin magntica). Consider a la tierra como un inmenso imn esfrico y defini por primera vez lo que hoy son los polos magnticos te-rrestres. En su honor, lafuerza magneto-motriz se mide en unidades llamadas "Gilberts".

ELECTRICIDAD ESTTICA, ELECTRICIDAD CORRIENTE

Gilbert descubri que el cristal de cuarzo y algunas otras gemas y sustan-cias tambin presentaban la misma propiedad de atraccin del mbar fro-tado con piel, y puesto que en el idioma

Fig.1. La tierra se comporta como si en su interior tuviese un gran imn inclinado unos 11 grados con respecto al eje de rotacin. En varias pocas de su historia se han invertido los polos magnticos o han cambiado su inclinacin.


griego el equivalente de mbar es elek-tron, sugiri el nombre de "electricidad" para esa fuerza que no es magntica, puesto que puede atraer tambin mate-riales diferentes al hierro.

El descubrimiento de la conduccin elctrica se lo debemos al investigador ingls Stephen Gray (1696-1736), quien hizo ver la diferencia entre con-ductores y aisladores. En 1729, observ que cuando un tubo largo de cristal se cargaba de electricidad mediante friccin, los tapones de corcho de los extremos (a los cuales no se frotaba) tambin se electrificaban, lo cual mos-traba la presencia de un "fluido elctrico", que haba pasado del vidrio al corcho

PARECE HABER DOS TIPOS DE FUERZA ELCTRICA

Fue el fsico francs Charles Du Fay (1698-1739), superintendente de par-ques y jardines del rey de Francia, el primero en postular la existencia de dos clases diferentes de fluido elctrico, el vtrico y el resinoso, conclusin de sus experimentos con trozos de corcho suspendidos de sendos hilos, a los que electrificaba tocndolos con una varita de vidrio o de resina vegetal cargada previamente por friccin. Vio que los trozos de corcho se repelan unos a otros si las dos porciones se haban cargado con varas de un mismo material, y que se atraan cuando se utilizaba una varita de vidrio y otra resinosa para cargar respec-tivamente uno y otro grupo.

Teoras aceptadas actualmente por la comunidad cientfica permiten atribuir los fenmenos elctricos al comportamiento de los electrones dentro de sus respectivos tomos

(electricidad esttica) o a su despla-zamiento por entre las rbitas de otros, a manera de cometas por el espacio (corriente elctrica, electri-cidad dinmica). A la accin de un electrn se le defini como unidad de "carga negativa".

En conclusin, no hay electri-cidad vitrea ni resinosa. Lo que se presenta es exceso o falta de elec-trones.

El inventor francs J.T. Desaguliers propuso, en 1740, que se llamara "con-ductores" a las sustancias a cuyo travs poda circular con relativa facilidad el fluido elctrico (los metales, por ejem-plo), y "aislantes" a las que no lo permitan libremente (el vidrio, el mbar, el corcho, etc.).

BOTELLA DE LEYDEN

La primera mquina para producir electricidad por friccin se le debe al fsico alemn Otto von Guericke (1602-1686), y el primer artificio para almace-nar grandes cantidades de carga elctrica fue ideado por el profesor alemn E. Georg von Kleist, pero se le dio aplicacin por primera vez en la Universidad de Leyden (Holanda) en el ao 1745. Este aparato fue construido por el profesor holands Peter van Musschenbroek, y hoy se le conoce como "Botella de Leyden". Consiste de una botella de cristal forrada interior y exteriormente con con dos lminas metlicas aisladas una de otra por el grosor del vidrio, forma elemental de lo que hoy son los condensadores elctricos.

El recubrimiento interior se conecta con el medio ambiente exterior mediante una varilla metlica que atraviesa un


Fig. 2. La Botella de Leyden originalmente era como la de la izquierda, pero tambin puede tener la forma del vaso de la derecha. El experimentador la puede hacer con cualquier frasco, utilizando papel de aluminio (tipo cocina) para el forrado exterior y el llenado interior. El electrodo de toque debe terminar en esfera.

tapn de corcho. La botella de Leyden se carga sostenindola por su recubrimien-to metlico alrededor del frasco, y apli-cando la varilla central de bronce a una mquina generadora de electricidad esttica, (ver el nmero 7 de Electrnica Fcil). Si se toca luego dicha varilla con la mano o un conductor se produce una chispa y un chasquido.

DESCARGAS ELCTRICAS ATMOSFRICAS

Muchos cientficos experimentaron con la Botella de Leyden, pero fue Benjamn Franklin (1706-1790), poltico, fsico y filsofo norteamericano nacido en Boston, quien primero con-sider que la chispa y el crujido de las descargas podan ser diminutos rayos y truenos. Ya l haba observado que la Botella de Leyden se descargaba ms rpido y la chispa era ms larga cuando se le acercaba un objeto puntiagudo, y para probar que los rayos y truenos atmosfricos eran producto

del intercambio de electricidad entre la tierra y el cielo, en 1752 hizo un experi-mento que le hara inmortal en la historia cientfica: Construy una cometa de seda, a cuya parte superior fij un trozo de alambre delgado terminado en punta, y a la cuerda de elevacin del popular juguete le agreg un cordn de seda para tenerlo en la mano, por ser la seda un material aislador de la electricidad. En el punto de unin de la cuerda con-ductora y el trozo de seda amarr una llave metlica, de las usadas para las cerraduras de las puertas en aquel tiempo. Un da en que se cerna una tormenta sobre su domicilio, en compaa de su hijo remont la cometa hasta muy cerca de las nubes y esper los resultados en la escalinata de su casa.

La primera nube tormentosa pas sin que nada anormal ocurriese, pero cuando otra se acerc ms a la cometa observ que las pelusas de la cuerda se apartaban de ella y se ponan como pelos de erizo. Acerc a ellas el dedo, y vio que ste las atraa. Cuando aproxim


su dedo a la llave que colgaba de la cuerda, salt una chispa elctrica y sinti los efectos de una conmocin muscular. Para este experimento de la cometa tambin tena preparada una Botella de Leyden, con la intencin de almacenar

en ella un poco de electricidad atmosfrica, cosa que pudo lograr cuando empez a llover, ya que al mojarse la cuerda aument su conduc-tividad y descendi por sta electricidad en cantidad muy abundante.

Fig. 3. Benjamn Franklin y su hijo, elevando la cometa.


Benjamn Franklin tuvo tambin suerte en su ensayo, pues algunos otros cientficos que posteriormente trataron de repetir la prueba murieron electro-cutados. Este experimento fu el origen del pararrayos, varilla con punta de metal conectada a tierra, que Franklin sugiri colocar en los techos de las casas para descargar rpidamente las nubes y ale-jar el peligro de los rayos. El agua pura, sin minerales, tal como el agua de lluvia, no es buena conductora de la electri-cidad, y por consiguiente no descarga la electricidad esttica de las nubes. A Franklin tambin debemos la introduccin de la moderna convencin que caracteriza a uno y otro tipo de electricidad como "positiva" y "nega-tiva", lo que equivale a dficit o exceso de electrones en un objeto, o corriente elctrica en uno u otro sentido a travs de un conductor. El sentido real del fluido es del polo negativo al polo positivo.

LEY DE LAS ATRACCIONES Y LAS REPULSIONES

En 1784, el fsico francs Charles Augustin Coulomb (1736-1806) hall la ley de las atracciones y repulsiones magnticas. Utilizando una barra larga imantada pendiente horizontalmente de un alambre delgado, a modo de balanza, demostr que la fuerza de atraccin o repulsin entre dos polos magnti-cos es directamente proporcional a las masas magnticas de ellos e in-versamente proporcional al cuadra-do de la distancia que los separa. Estas conclusiones se basaron en la magnitud del giro de la barra, o torsin del alambre soporte, cada vez que Coulomb aproximaba imanes a uno de los polos magnticos de sta.

Para determinar la ley de las atrac-ciones y repulsiones de los campos elctricos, Coulomb utiliz tambin una balanza de torsin ideada por l, la cual tena, en lugar del imn, una barra ais-lante con dos esferitas metlicas en los extremos.

Habiendo cargado previamente con electricidad esttica las esferitas de la balanza, aproximando a una de ellas otra esfera pequea cargada elctri-camente, a diferentes distancias, de-mostr en 1785 que la fuerza de atraccin o repulsin electrosttica es directamente proporcional al pro-ducto de las cargas de cada esfera e inversamente proporcional al cua-drado de la distancia que separa sus centros. En otras palabras, la magnitud de la fuerza existente entre dos cargas depende de su tamao, de la distancia que las separa y de la sustancia en que se encuentran.

En honor de Coulomb se adopt la palabra culombio para designar una unidad prctica de cantidad de electri-cidad. En ingls se le llama Coulomb.

Hoy se llama campo de fuerza al espacio donde se puede notar la accin de alguna fuerza magntica, elctrica o mecnica. Se ha con-venido en medir la intensidad del campo en un punto, por la fuerza que all experimentara una unidad dada de masa.

Fig. 4. Lneas de fuerza alrededor de un imn.


CORRIENTE ELCTRICA

La electricidad que hemos exami-nado hasta ahora sedenomina esttica, o sea la que se refiere a una fuerza o carga elctrica que se almacena en un objeto y permanece all. Podemos imaginar que el objeto es un globo de caucho, y que la accin de "cargarlo" equivale a inflarlo con aire a presin, con la "fuerza" de nuestros pulmones.

As como el globo de nuestro ejemplo se puede desinflar y producir un chorro de viento, as tambin los elementos cargados con electricidad esttica se pueden liberar de esa energa, ya sea en forma de chispas o de flujo a travs de un medio conductor. Incluso, cuando acer-camos una llama a un objeto puntiagudo y suficientemente cargado de electri-cidad esttica, se puede dar el caso de que sta se apague por accin del viento elctrico que se forma en la punta al descargarse rpidamente la energa esttica a travs del aire caliente ioni-zado.

El calor de la llama multiplica el fenmeno de la ionizacin. La corriente elctrica a travs de un gas se llama descarga, y es un efecto de la ionizacin (divisin de la molcula del gas).

Para designar las cargas elctricas que viajan a travs del medio conductor se utiliza el trmino electricidad dinmica, palabra derivada del griego dynamis, que significa fuerza. En la prctica se reconoce simplemente como corriente elctrica.

El descubrimiento de la carga elctri-ca mvil empez con el anatomista italiano Luigi Galvani (1737-1798), quien tambin estaba experimentando con la Botella de Leyden y con mquinas generadoras de electricidad esttica. Galvani public en 1791 sus experien-cias acerca del descubrimiento casual

de que, cuando haca la diseccin de una rana, las ancas se contraan si se las tocaba simultneamente con dos imple-mentos de metal diferente.

Los msculos de las patas de la rana se sacudan como si los hubiera estimu-lado una descarga elctrica de la Botella de Leyden, por lo que Galvani conjetur que dichos msculos y nervios conte-nan tambin electricidad, a la que el llam electricidad animal. Galvani tambin se interes por los experimen-tos de Franklin y su cometa, y pens que con las contracciones de las ancas de rana poda demostrar la naturaleza elctrica de los rayos.

Galvani pues, coloc fuera de la ventana ancas de rana suspendidas de varillas metlicas y en contacto con un conductor a modo de pararrayos. Los msculos efectivamente se contrajeron y relajaron durante la tormenta, pero tambin lo hicieron cuando sta haba cesado, por lo cual Galvani sac la si-guiente conclusin errnea: "el nervio en el estado fisiolgico est siempre car-gado de un fluido positivo, mientras el msculo lo est de un fluido opuesto. El arco metlico sirve para conducir y equilibrar este fluido, lo cual origina las convulsiones".

La verdadera explicacin del fenmeno la encontr el fsico italiano Alessandro Volta (1745-1827), inven-tor del electrforo, un instrumento de fsica que se usa para producir y acumu-lar electricidad esttica. Esta mquina constaba de dos discos de madera; uno cubierto de resina ebonita y el otro for-rado con estao y provisto de una mani-vela convenientemente aislada que permita ponerlos en movimiento con sus caras enfrentadas. Con la electri-cidad conseguida de esta forma con-sigui cargar la Botella de Leyden e inflamar el gas hidrgeno.


Volta, meditando en las obser-vaciones hechas por Galvani, de que el fenmeno de las convulsiones de las patas de rana era posible slo cuando stas tocaban ganchos de dos metales distintos, demostr en 1794 que sola-mente la electricidad derivante del con-tacto de los dos metales era la causa del fenmeno, lo cual fue motivo para que Galvani pasara los ltimos 4 aos de su vida amargado por la idea del fracaso de su teora de la electricidad animal. Sin embargo, en su honor se llam electri-cidad galvnica a la electricidad pro-ducida por dos metales, y se designa tambin galvanizar al proceso medi-ante el cual se cubre, por electrlisis, un metal con una capade cinc. Por ejemplo, el hierro galvanizado presenta alta resis-tencia a la oxidacin.

LA PILA ELCTRICA

El experimento de Volta fue bastante sencillo: Sobre la parte superior de la lengua se coloc una cuchara de plata, y puso tambin un pedacito de estao en la punta de la lengua. Al juntar los dos metales sinti en la lengua un gusto acidulado, por lo que Volta pens que dos metales diferentes colocados en un medio acidulado, la saliva en este caso, pueden producir una corriente elctrica.

Fig. 5. Elemento de pila voltaica.


La sucesivas experiencias de Volta, destinadas a confirmar su teora, dieron origen el descubrimiento de la pila elctrica, en 1799. La pila voltaica estaba integrada por discos de plata, cartn humedecido con agua salada y cinc, apilados uno sobre otro alternativa-mente. Entre mayor fuese la cantidad de estos grupos, mayor era la tensin elctrica obtenida.

ELECTROMAGNETISMO

El comienzo de la era del electro-magnetismo se seala con el experi-mento sobre la desviacin de la aguja magntica por la accin de la corriente elctrica, hecho por el fsico dans Hans Christian Oersted (1777-1851) en 1819. Por entonces eran muchos los sabios de Europa que estaban haciendo experimentos con electricidad esttica y la recin descubierta corriente elctrica. Conocan su poder de atraccin sobre objetos livianos, descubierto antes de Cristo por Tales de Mileto, y eso explica la inquietud de Oersted acerca de la posible existencia de alguna relacin entre electricidad y magnetismo.

En la Universidad de Copenhague, durante una explicacin prctica a sus alumnos, Oersted acerc una brjula a un conductor por el que circulaba una corriente elctrica. La aguja se movi entonces y apunt en direccin perpen-dicular al conductor. Cuando Oersted invirti el sentido de la corriente, la aguja dio media vuelta y seal en sentido con-trario al que tena antes, buscando el ngulo recto con relacin al conductor. En cuanto ms intensa era la corriente, mayor era la desviacin.

El descubrimiento de Oersted fue anunciado en 1920 por diversas aca-demias de ciencia de Europa, con un

Fig. 6. Se puede utilizar una brjula para determinar cundo est circulando corriente continua por un conductor, ya que sta siempre genera un campo magntico que la envuelve, aunque el medio con-ductor sea el aire, como en las chispas y ondas de radio.

despliegue noticioso similar al que hasta hace muy poco se estaba dando a los adelantos de la era espacial y nuclear. Con el experimento se haba compro-bado que toda corriente elctrica genera una fuerza magntica que la envuelve, cual ondas de agua cuando una piedra cae a la superficie de un estanque.

Cuando el fsico alemn Johann Salomo C. Schweigger (1779-1857)

supo del experimento de Oersted, com-prendi enseguida que la inclinacin de !a aguja poda utilizarse para detectar el paso de una corriente elctrica y para medir su intensidad. Para amplificar el efecto del campo magntico en un con-ductor, y lograr una mayor desviacin con corrientes dbiles, a Schweigger se le ocurri superponer varios conducto-res, de forma tal que se sumara su efecto magntico. Para ello enroll un alambre en torno de la brjula, como formando un resorte, asumiendo que cada espira equivala a un conductor independiente puesto en serie con el siguiente. El enrrollamientodel alambre constituy la primera bobina electroimn, y de su unin con la brjula result el instru-mento denominado galvanmetro, lla-mado as por sugerencia del matemtico y fsico francs Andr Marie Ampre (1775-1836).

Las noticias de los trabajos de Oer-sted con su brjula tambin llegaron a odos de Ampre, y una semana despus de su anuncio por parte de la Academia de Ciencias de Pars, en 1820, demostr que la inclinacin de la aguja obedeca a fuerzas de atraccin magntica producidas por la accin de la corriente elctrica.

Para determinar sin instrumentos el sentido de las lneas de fuerza magnti-ca alrededor de un conductor, se puede emplear "la regla de la mano izquier-da", consistente en lo siguiente: Cuan-do cogemos el alambre conductor con la mano izquierda, con el dedo pulgar (el gordo) apuntando en la direccin de la corriente de electro-nes, entonces los otros dedos rodean al conductor en la misma direccin que apuntara el polo norte de la aguja magntica de cualquier brjula prxi-ma al alambre con dicha corriente. Esta regla se cumple aunque el alambre


Fig. 7. El campo electromagntico alrededor de un conductor puede comprobarse mediante varias brjulas pequeas y un trozo de cartulina.

est curvado formando una o varias espiras, pero en tal caso puede resultar ms til la regla de los polos: Si to-mamos la bobina como queriendo ver a travs del agujero formado por las vuel-tas del alambre conductor, se est frente al polo norte cuando los elec-trones fluyan por las espiras en el sentido de las agujas del reloj.

En un circuito o conductor conectado a una fuente de corriente continua, tal como una pila o una batera, la corriente de electrones va del polo negativo al positivo. Es de hacer notar que Ampre crea lo contrario, pues se bas en las ideas equivocadas de Benjamn Fran-klin, quien pens que el polo positivo tena un exceso de "fluido elctrico" y el negativo una deficiencia del mismo, y por eso l hablaba de la regla de la mano derecha. Este concepto al revs de lo real, error en el que caemos muchos en

la poca de estudiantes, no tiene impor-tancia mientras se tome constante-mente as durante el anlisis de circui-tos. Otro error frecuente es confundir los polos norte y sur magnticos con los polos norte y sur geogrficos. Es nece-sario aclarar que los polos geogrficos de la Tierra son los extremos del eje sobre el cual gira, mientras que su polo sur magntico (hacia el sitio que es atrada la punta norte de la brjula) es un punto al norte del Canad. Consecuen-temente, al sur, en el Antrtico, hay otro sitio que tiene la misma clase de fuerza magntica que el polo norte de un imn corriente. Esto resultar de mucha im-portancia entenderlo cuando trate-mos de enfocar correctamente hacia el satlite una antena parablica.

TERMOELECTRICIDAD

Dos aos despus del experimento de Oersted, en 1821, el fsico ruso-ger-mano Thomas J. Seebeck (1770-1831) descubri que entre la electricidad y el calor tambin existe alguna relacin, al observar que si dos metales diferentes se unen por dos puntos o caras, y estos dos puntos de unin se mantienen a temperaturas distintas, pasar una cor-riente elctrica continua a travs del circuito conectado a los metales. Esto es lo que se denomina termoelectricidad, y es una de las fuentes de los ruidos trmicos o seales parsitas inde-seadas que hoy afectan a los equipos electrnicos, muy especialmente a los de las antenas parablicas para televisin por satlite.

ELECTRODINMICA

En 1823, Ampre expuso una teora que deca que las propiedades del imn


Fig. 8. Suspendiendo de algo flexible dos conduc-tores paralelos, por los que se haga circular corriente continua de cierta intensidad, se puede observar que ellos se atraen cuando sus corrientes lleven el mismo sentido, y se repelen cuando las corrientes son de sentidos opuestos.

tenan su origen en la existencia de pequesimas corrientes elctricas que circulaban eternamente por l, y en 1826 demostr que dos alambres puestos en paralelo se atraen cuando por ellos circulan corrientes elctricas de igual direccin, y se repelen cuando stas tienen sentidos contrarios. Este es el principio de los motores elctricos, y se le denomina electrodinmica. Lo observado por Ampre motiv al fsico ingls William Sturgeon (1783-1850) para su invento del electroimn, bsico para el rel elctrico del fsico americano Joseph Henry (1797-1878) y el telgrafo del inventor americano Samuel Finley B. Morse (1791-1872). La verdad es que Henry invent el telgrafo en 1835, primero que Morse, pero no lo patent.

En honor de Ampre, se denomina amperio a la cantidad de corriente

elctrica que atraviesa un punto de un conductor en la unidad de tiempo. En homenaje a Volta, se llama 1 voltio a la presin o fuerza que impulsa una co-rriente de 1 amperio a travs de un con-ductor que presenta una resistencia de 1 ohmio.

LEY DE OHM

El trmino ohmio fue llamado as en honor al fsico alemn Georg Simon Ohm (1787-1854), quien descubri y public en 1827 la famosa ley que hoy lleva su nombre: El flujo de corriente a travs de un conductor es direc-tamente proporcional a la diferencia de potencial elctrico entre sus extre-mos, e inversamente proporcional a la resistencia del material.

Se llama fuerza electromotriz a la presin o tensin que hace mover a los electrones desde el rea de mxima concentracin (polo negativo) hacia el rea de mxima deficiencia (polo posi-tivo). En algunos textos se le designa tambin con sus iniciales f.e.m.

La diferencia de tensin o potencial elctrico entre dos puntos se mide en Voltios. La resistencia u oposicin que presenta el material conductor al paso de la corriente se mide en Ohmios. El valor de corriente que resulta de aplicar la Ley de Ohm se especifica en Amperios. De lo anterior se concluye tambin la frmula que todos conocemos, Voltaje = Intensidad x resistencia, relacin que el fsico y qumico ingls Henry Cavendish (1731-1810) haba descubierto casi medio siglo antes, pero que nunca pu-blic.

V = l xR I = V/R R = V/l


UNIDADES

Un ohmio (2) equivale a 1 voltio dividido por 1 amperio. Un culombio (C) es la unidad de cantidad de electricidad, y se define como la cantidad que, por electrlisis de un bao de nitrato argntico, permite depositar en el ctodo 1,11825 miligramos de plata. Un culombio tambin se define como la carga equivalente de 6,281 x1018 elec-trones (628100000 y 10 ceros ms, un nmero grande difcil de leer). Un faraday equivale a 96500 culombios, y un faradio (farad) es la unidad de ca-pacidad de almacenamiento elctrico.

Un faradio representa la capacitan-cia de un condensador en el que una carga de 1 culombio produce un cambio de 1 voltio en la diferencia de potencial elctrico entre sus terminales. Por ser el faradio una unidad muy grande para los circuitos electrnicos, se acostumbra

trabajar con microfaradios (uF), nano-faradios (nF) y picofaradios (pF). Un microfaradio es la millonsima parte de un faradio. Un nanofaradio es la milsima parte de un microfaradio, o sea que resulta de dividir 1 faradio por 1.000.000.000. Un picofaradio es la milsima parte de un nanofaradio, o tambin la millonsima parte de un mi-crofaradio. Un picofaradio es equi-valente a dividir 1 faradio por 1.000.000.000.000, o tambin de la divisin de un microfaradio por 1.000.000.

La unidad de intensidad elctrica es el amperio (A), equivalente al paso de 1 culombio por un punto de un conductor durante 1 segundo. Un voltio (V) es la unidad de fuerza electromotriz re-querida para impulsar una corriente de 1 amperio a travs de un conductor cuya resistencia sea equivalente a 1 ohmio (Ley de Ohm).


ANTENAS PARABLICAS Nociones Bsicas

Por Aurelio Meja

En esta edicin de Electrnica Fcil nos hemos propuesto ensear algunas maneras de hacer una antena parabli-ca para recibir televisin por satlite, cosa que ya nos venan pidiendo nues-tros lectores desde hace algn tiempo. Es nuestro deseo que las ideas que ahora damos sirvan para que alguien, o un grupo de aficionados a la electrnica y la mecnica, instale en su regin un sistema que permita a la comunidad ver

programas culturales, educativos y pel-culas que hoy no estn a su alcance, por falta de un canal pblico local o por condiciones adversas del sitio.

Para comenzar, veamos sus partes en el dibujo reproducido de la revista Popular Science (December 1984):

(1) satlite, (2) antena parablica, (3) cable coaxial, (4) receptor, (5) control remoto para motor de la antena, (6) televisor, (7) amplificador estreo.


Desde pocas muy remotas el hom-bre ha hecho uso de los elementos de la naturaleza, y para ello no ha necesitado conocer su composicin qumica o las propiedades fsicas. Por ejemplo, nues-tros abuelos han utilizado el agua para cocinar, lavar, regar los sembrados, amasar el barro, mover molinos, etc., sin importarles siquiera que la molcula de dicho lquido est formada por dos to-mos de hidrgeno y uno de oxgeno. Innumerables amas de casa preparan suculentos platos y elaboran recetas propias aunque ignoran por completo el proceso de la clorofila en la plantas y cmo se forman las protenas en las carnes.

Pues bien, ahora otros han puesto a nuestro alcance las comunicaciones electrnicas, y son muchos los que hoy estn en capacidad de disear antenas, transmisores, receptores y redes de distribucin completas, sin que para ello necesiten saber la composicin del espacio, la estructura del tomo, la velo-cidad de la luz, leyes electromagnticas, propiedades de las microondas, etc.

A pesar de los adelantos de la cien-cia, ignoramos la naturaleza de las l-neas de fuerza magntica y la constitu-cin real de las ondas de radio. De la luz, algo tan comn, sabemos que es "algo" que viaja a unos 300.000 kilmetros por segundo y que su trayectoria se curva bajos los efectos de la gravedad (para efectos prcticos en distancias no muy grandes, sus rayos se toman como l-neas rectas). De ese "algo" llamado luz sabemos que cumple las propiedades de las ondas electromagnticas (otra cosa desconocida hoy) y que se despla-za en forma de paquetes o impulsos de energa, denominados "fotones".

Similarmente a lo que ocurre con las amas de casa y sus libros de recetas, hoy existen teoras que nos permiten

hacer muchos aparatos electrnicos, pero queda a los futuros investigadores descubrir la esencia misma de algunos fenmenos.

Si se compran los equipos electrni-cos adecuados, y se siguen los procedi-mientos ilustrados en las fotografas de los artculos escritos por Csar Loaiza y Javier Arango, cualquiera puede armar su propia estacin receptora. La lectura de este artculo no es requisito para obtener buenos resultados con la an-tena, pero en l se pueden encontrar las respuestas a muchas de las preguntas que sus amigos le hagan a usted, el futuro experto en parablicas y televi-sin por satlite. Para saber ms acerca de la programacin y los equipos que se requieren en estos casos, consulte los nmeros 16, 19, 20, 21, 31, 34, 35, 38 y 39 de Electrnica Fcil.

LA TRANSMISIN DE SEALES

Las ondas electromagnticas son una forma de energa que se proyecta al espacio libre a manera de vibraciones alternantes de campos electrostticos y magnticos. Estas ondas, llamadas comnmente ondas de radio, se propa-gan con la velocidad de la luz.

Tal como ocurre con los rayos de luz, las ondas electromagnticas portadoras de las seales de radio y televisin se propagan en lnea recta por el espacio.

Para recibir adecuadamente la seal emitida se requiere que la antena recep-tora tenga la misma orientacin o polari-zacin de la antena que transmite. Mirar la explicacin para polarizacin en el Vocabulario que aparece en esta misma edicin.

Por ejemplo, la seal de televisin pblica en Amrica se emite con polari-zacin horizontal, razn por la cual


todas las antenas receptoras deben tener tambin en forma horizontal sus elementos o varillas. Algunas ligas de radioaficionados transmiten ocasional-mente televisin experimental a sus socios, y lo hacen con polarizacin ver-tical para no interferir con las otras seales. En tal caso, el receptor necesita que su antena tenga las varillas o el dipolo con los extremos apuntando hacia la tierra y hacia el cielo.

PARA DAR LA VUELTA A LA TIERRA SE REQUIEREN

REEMISORES

Puesto que la tierra es redonda, cuando recibimos seales de radio y televisin generadas ms all de la lnea del horizonte es porque stas han sido reflejadas por la superficie interna de la capa ionosfera que rodea al planeta, o han sido desviadas por otras antenas que han hecho las veces de "espejos". Si la estacin reemisora (llamada tambin repetidora) no dispone de elementos de amplificacin de la seal, se dice enton-ces que es un repetidor pasivo. En esta categora se clasificaron algunos satli-tes al comienzo de la era espacial. Ac-tan tambin como elementos pasivos la luna, las montaas y las paredes de los edificios, llegando incluso a producir lo que se llama seales "fantasmas" (ecos), muy molestas en la recepcin de televisin.

Un adelanto en las comunicaciones lo constituyeron las estaciones repeti-doras activas, las cuales reciben las seales en un canal de frecuencias, las amplifican y las reemiten en otro canal diferente. Cuando las distancias son relativamente cortas se puede enlazar dos estaciones repetidoras mediante cable conductor enterrado o sumergido

en un tramo de mar. Si queremos llegar a varios sitios muy alejados, y evitar el deterioro de la seal por las condiciones climticas de la superficie terrestre, debemos entonces emplear estaciones repetidoras activas localizadas en el espacio, funcin que se le ha asignado a los satlites de comunicaciones.

LOS SATLITES Y LA RBITA CLARKE

Los satlites reemisores de seales deben estar "relativamente" inmviles en un punto del espacio. Para que se cumpla dicha condicin y no caigan por accin de la gravedad, deben tener una cierta velocidad de desplazamiento, tal que la fuerza centrfuga (de alejamiento del centro de la tierra) sea igual a la fuerza de gravedad (atraccin hacia la tierra). La rbita de tal equilibrio de fuer-zas se ubica a 35.880 kilmetros por encima del ecuador terrestre, y a los satlites que estn all se les conoce como geosincronizados, puesto que giran a la misma velocidad de rotacin de la tierra: Le dan una vuelta completa cada 24 horas. A estos satlites tam-bin se les llama geoestacionarios porque parecen estar fijos en un punto del espacio cuando se les relaciona con un sitio cualquiera del planeta.

La rbita geoestacionaria recibe tambin el nombre de rbita Clarke, en honor a Arthur Charles Clarke, astr-nomo britnico nacido en 1917, escritor de libros cientficos y de novelas relacionadas con el posible avance de la ciencia en el futuro (ciencia-ficcin), quien, en 1948, fue el primero en proponer el concepto de los satlites rodeando a la tierra y actuando como reflectores de ondas de radio. Para su referencia, Clarke es tambin el autor de


la novela "2001, una odisea del espacio", base de la famosa pelcula del mismo nombre.

LAS SEALES DEL SATLITE

En la rbita de Clarke se podran colocar muchos satlites, uno a conti-nuacin del otro como formando un co-llar, pero en la prctica debe existir entre ellos una separacin mnima de 2 gra-dos (la circunferencia geomtrica se divide en 360 grados), equivalentes a unos 1.450 kilmetros, con el fin de evitar interferencias mutuas en la recep-cin de sus seales. Segn estas condi-ciones, el mximo nmero de satlites geoestacionarios para comunicaciones podran ser hasta 180.

Puesto que una antena parablica solamente puede enfocar los que se en-cuentren un poco por encima de su lnea del horizonte, es por ello que los ameri-canos no podemos ver la programacin de los satlites domsticos para el Ja-pn, Indonesia y ciertas regiones de la Unin Sovitica.

Aunque son relativamente pocos los satlites disponibles, es bastante el nmero de programas diferentes que se pueden sintonizar, ya que cada uno de los satlites tiene capacidad hasta para 24 28 canales, los cuales funcionan de la siguiente manera: Las diferentes seales que el satlite recibe (TV, tele-fona, etc.), provenientes de la estacin terrestre que origina la programacin, son retransmitidas en Frecuencia Modu-lada por 12 24 equipos repetidores denominados transponders, cada uno de los cuales maneja hasta dos canales independendientes, el uno con polari-zacin vertical y el otro con polarizacin horizontal. La banda de frecuencias para el enlace de la estacin principal

con el satlite es diferente a la banda de frecuencias utilizada por el satlite para emitir la programacin a las antenas receptoras.

FRECUENCIAS Y POLARIZACIN DE LOS CANALES EN LOS

TRANSPONDERS

Los satlites utilizan transponders con frecuencias portadoras en la banda de las microondas, con el fin de que las seales sean poco afectadas por la ac-tividad de las manchas solares y las condiciones adversas de la atmsfera. Puesto que la energa elctrica para alimentacin del satlite proviene de bateras cargadas por energa solar, exceptuando a unos pocos que han uti-lizado energa atmica, la potencia ini-cial para las transmisiones fue del orden de los 4 vatios, cifra que en los aparatos actuales ya ha sido superada amplia-mente. Los 8 vatios son hoy cosa comn.

Para mejorar la ganancia de la seal que llega a la tierra se utilizan antenas de haz dirigido, formando un cono de poco ngulo, el cual cubre la zona geogrfica a la que se destina la seal de radio, de televisin, de telefona, comunicaciones militares, etc. Otra forma de hacerlo es utilizar portadoras microondas en fre-cuencias de la banda K (12 GigaHertz y unos 40 vatios de potencia), como lo hacen el ANIK B1 del Canad, el SAT-COM VI de Estados Unidos, algunos INTELSAT internacionales y unos GORIZONT de la Unin Sovitica, para captar los cuales puede bastar una ante-na de unos 2 metros de dimetro.

La antena que estamos proponiendo armar en esta edicin de Electrnica Fcil est diseada para recibir las sea-les de televisin que llegan en portado-ras de la banda C (3,7 GHz a 4,2 GHz),


utilizadas para programas populares del Brasil, Argentina, Mxico, Estados Uni-dos, etc.

La banda C tiene un ancho de 0,5 Gi-gaHertz (4,2 menos 3,7), equivalente a 500 MegaHertz. Si utilizamos antenas orientadas horizontalmente, y comenza-mos a partir de cero y vamos agregando los 40 MHz asignados para el ancho de banda de cada canal individual del trans-pondedor, veremos que se pueden acomodar hasta 12 canales en la ban-da y nos queda al final una porcin de 20 MHz sin usar. Si comenzamos en 20 MHz, y adems utilizamos antenas que tengan polarizacin vertical, tendremos entonces un segundo conjunto de 12 canales de 40 MHz de ancho, situados encima de los 12 primeros y con una diferencia de 20 MHz entre uno y otro.

Gracias a este proceso de la varia-cin de polarizacin entre canales adya-centes (90 grados), cada transpondedor puede transmitir sin interferencia mutua dos canales de televisin con casi la misma frecuencia y un ancho de 36 MHz (se dejan 4 MHz inactivos como banda de seguridad contra interferencias de intermodulacin por seales adyacen-tes). Usualmente los satlites disponen de 12 transpondedores, algunos de los cuales tambin transmiten subportado-ras de audio con sonido estreo. Para su referencia, el satlite SATCOM I tiene 21 canales en uso, dependiendo de la hora y del da de la semana.

TAMAO DE LA ANTENA PARA RECIBIR TELEVISIN POR

SATLITE

De teora y experimentos que hemos hecho basados en nmeros anteriores de Electrnica Fcil, hemos aprendido que la antena es el elemento utilizado

por los transmisores de radio, o las esta-ciones receptoras, para emitir ondas hacia el espacio, o para recibirlas.

Puesto que toda corriente elctrica genera un campo magntico que la envuelve, y todo campo magntico en expansin o recogimiento genera a su vez una corriente elctrica en el medio que ste rodea, la antena transmisora est diseada para convertir en ondas de radio electromagnticas a todas aquellas corrientes elctricas de alta frecuencia provenientes de un oscilador, el cual se hace variar en amplitud o frecuencia con una seal de video, voz, pulsos codificados, etc., proceso al que se denomina "modulacin".

La antena receptora funciona a la inversa: Corta las lneas magnticas de los campos electromagnticos de las ondas de radio recibidas y se generan en ella minsculas corrientes elctricas proporcionales.

Si pensamos en una antena transmi-tiendo, y tenemos en cuenta que las corrientes elctricas son del tipo alterno, que cambian sucesivamente de intensi-dad y sentido en perodos denominados "ciclos" u ondas, y que cada ciclo est formado por un cierto lapso de tiempo en que los electrones van en un sentido y otro lapso igual en que los electrones vienen de regreso en sentido contrario, podemos sacar la conclusin de que la antena ideal es aquella cuya longitud fsica es igual a la longitud de media onda (distancia que alcanzan a recorrer los electrones en un sentido). Si la ante-na es ms larga que media longitud de la onda se alcanza a producir en un seg-mento de sta una corriente de sentido contrario a la inmediatamente anterior, con lo cual se produce cancelacin mutua de parte de los campos magnti-cos generados, por ser de orientaciones contrarias.


Si asumimos que todas las ondas electromagnticas se propagan en el vaco a la misma velocidad de la luz, aproximadamente 300.000 kilmetros por segundo, resulta entonces que la distancia que alcanzan a recorrer en cada ciclo, o longitud de onda comple-ta, depende del tiempo que permanez-can los electrones o los campos en uno y otro sentido.

Si denominamos "frecuencia" a la cantidad de veces que la onda invierte completamente su direccin en un segundo de tiempo, podemos concluir que la longitud de onda se reduce al aumentar la frecuencia.

Para conocer la longitud de una onda cualquiera basta con dividir 300.000 (velocidad de la radiacin electromag-ntica) por el valor de la frecuencia:

Longitud Onda = 300.000/f Entendido lo anterior podemos aho-

ra imaginar la longitud de la antena re-querida para convertir en corrientes elctricas las ondas electromagnticas enviadas por los satlites de comunica-ciones: La sonda que acta como antena propiamente dicha no debe ser mayor que el dedo meique de nuestra mano, ya que la longitud de onda correspondiente a una frecuencia de 4 GigaHertz es del orden de los 7,5 centmetros.

Para probarlo, apliquemos la frmula: Longitud = 300.000kms/4GHz.

Esto es lo mismo que 300.000.000mts/4.000.000.000Hz. Cancelando ceros del dividendo y el divisor nos queda 3mts/40Hz, lo cual nos da una longitud de ondade 0,075mts por cada 1 Hz o ciclo. 0,075 mts es lo mismo que 7,5 cms. En general, las microondas son aquellas cuya longitud est comprendida entre 1 milmetro y 30 centmetros.

EN SEALES, LA UNION TAMBIN HACE LA FUERZA

De acuerdo, la antena para recibir televisin por satlite cabe en un bolsillo. El plato que tanto nos llama la atencin es slo una superficie metlica de forma cncava para reflejar hacia un mismo punto, llamado foco, mucha parte de la energa de las ondas que inciden sobre ella. En el foco se coloca una barrita conductora para que acte propiamente como antena y convierta en corrientes elctricas la suma de las ondas electromagnticas concentradas por el plato que hace las veces de espe-jo. Resulta evidente que al aumentar el dimetro del plato reflector se aumenta tambin la ganancia de seal en el sis-tema, siendo el costo y las dificultades de armado los nicos factores limitan-tes.

Si tiene dificultad en comprender lo anterior, imagine que la antena es una pequea turbina elctrica puesta en la boquilla de un embudo que recibe las gotas de agua lanzadas por un surtidor. Resulta evidente que la turbina genera ms electricidad cuando el embudo tie-ne un dimetro mayor, ya que recibe y concentra en la boquilla mayor cantidad de agua. Para evitar confusin con el sistema receptor en conjunto, al que popularmente se le denomina "antena parablica", se llama "sonda, o elemento de seal" (signal element) a la barrita metlica que convierte en corrientes elctricas todos los campos electromagnticos concentrados en el punto focal del reflector. Para recibir cada canal o transponder del satlite, la orientacin de la sonda debe coin-cidir con la polarizacin horizontal o vertical de la seal TVRO (televisin recibida por satlite).


Introduccin a los Reflectores Parablicos

Aurelio Meja

La parbola es una de las curvas ms interesantes. Es de forma parabli-ca la curva que describen los proyectiles cuando caen, o la del baln de ba-loncesto cuando es lanzado hacia la canasta. Tambin forman parbolas los cables sostenes de un puente colgante, o una cadena cuando se suspende de sus dos extremos.

En Geometra, parbola es una curva plana y abierta que se extiende in-

Fig. 1. Mtodo simple para trazar una parbola utilizando dos reglas, un cordel y un lpiz, sin aplicar ecuaciones matemticas.

definidamente, y en la cual cada uno de sus puntos equidista de un punto fijo y de una recta fija dados en su plano.

El punto fijo se llama foco, y la recta se denomina directriz. A la recta que une el foco F con un punto cualquiera de la curva se le conoce como radio vector. La distancia del foco a la directriz se llama parmetro, y se representa con p. Se conoce por eje de simetra a la lnea que, pasando por el foco, cae perpen-

dicular a la recta directriz. El punto de la curva ms cer-cano a la directriz es el origen de la parbola. Resulta fcil ver que el origen O es el punto medio de la distancia entre el foco y la directriz, o sea la mitad del parmetro.

Para dibujar una parbola de manera continua y prctica, se procede como se muestra en la figura 1.

Despus de haber deter-minado el punto para el foco F y la recta directriz, se coloca una regla a lo largo de sta y se aplica sobre la misma una escuadra. Se fijan en F y A los extremos de un hilo de longi-tud AB, y con un lpiz siempre apoyado en el borde AB de la escuadra, se mantiene dicho hilo tenso en la direccin de B.


Fig. 2. Elementos de una parbola

Observe que el tramo de hilo que va de la punta del lpiz al foco (F) es el mismo tramo que falta para llegar de la punta del lpiz a la directriz (ngulo B de la escuadra), puesto que lo nico que hemos hecho es doblar el hilo. Se cumple entonces la condicin para que el punto que seala el lpiz sea parte de una parbola: distancia del Foco a M es igual a la distancia de M a la direc-triz.

Mientras se hace deslizar la es-cuadra a lo largo de la regla alineada con la directriz, cambia la longitud de los tra-mos FM y AM del hilo, pero las distancias BM y FM se siguen conservando iguales (longitud que pierde un tramo de hilo es ganada por el otro), gracias a lo cual el lpiz traza una parbola perfecta.

Si tenemos un sistema de grafica-cin basado en valores X y Y (ejes de co-ordenadas horizontal y vertical), y que-remos obtener una parbola que tenga

su eje de simetra coincidiendo con el eje X (eje horizontal), puede aplicarse la ecuacin y2 = 2px. Asignando a "x" dis-tintos valores arbitrarios, ojal en incre-mentos pequeos, es posible averiguar los correspondientes para "y".

PARBOLA DE EJEMPLO

Supongamos que deseamos una distancia focal (f) igual a 1,50 metros. Lo anterior significa que la recta directriz debe quedar a 3 metros del foco, puesto que el parmetro (p) es igual a 2 veces la distancia focal (f). Aplicando el valor a p en la ecuacin de la parbola, nos queda as:

y2 = 2(2f)x = 4fx

Para encontrar el primer punto, demos cualquier valor a x, digamos que x = 0,1 metro, y apliquemos la ecuacin:


y2=4(1,50mts)0,1 mts y2 = 6 mts por 0,1 mts y2 = 0,6 mts2 y = raiz cuadrada de 0,6 mts2 y = 0,774 metros = 774 milmetros

Apliquemos sucesivamente a x los valores 0,2 - 0,3 - 0,4 - 0,5 - - - hasta 1 metro, por poner un lmite cualquiera. Para y se obtendran entonces las siguientes coordenadas: 1,095 -1,341 -1,549 - 1,732 - - - 2,449 metros.

En la figura 3 podemos apreciar los puntos de encuentro para los valores x y y que ya tenemos como parte de la parbola. Para que la curva sea lo ms fiel posible, en la prctica se deben dar incrementos muy pequeos a las va-riables de la ecuacin.

Con valores positivos para x se obtiene la mitad superior de la curva. La otra mitad se puede dibujar haciendo rotar la primera sobre el eje de simetra, que para nuestro ejemplo es el eje X del sistema de coordenadas, donde el valor de la componente y (altura) es igual a cero. Para finalizar, algunos pueden encontrar ms cmodo asignar valores escalonados a la variable y, para encon-trar los valores correspondientes de x. En tal caso, despejemos x en la ecuacin general, as:

2px = y2, de donde x = y2 / 2p

Puesto que 2 veces la distancia par-metro (del foco a la directriz) es igual a 4 veces la distancia focal (f), tambin se puede deducir que:

x = y2 / 4f (y multiplicado por y, y dividido por 4 veces la distancia del origen al foco).

La abertura de la curva depende de la separacin entre el punto focal y la di-

Fig. 3. Sistema de coordenadas XY, y algunos puntos de intercepcin correspondientes a una parbola con distancia focal igual a 1,50 metros. En este caso particular en que el origen de la parbola se hizo coincidir con el eje de coordenadas, el eje de simetra coincide con el eje X.

rectriz. Cuando este parmetro es pequeo, la curva es cerrada u honda. Cuando el parmetro es grande, la parbola es abierta o plana.

Si tiene usted computador, en otra seccin de esta revista le damos el pro-grama en BASIC para deducirla curva de una parbola aplicable a un micrfono parablico y a una antena para recibir televisin por satlite, segn los valores asignados a las variables.

REFLECTORES PARABLICOS Cuando se toma la parbola por su

eje de simetra y se le hace rotar a ma-nera de un trompo, se obtiene unasuper-ficie geomtrica con propiedades muy


Fig. 4. El micrfono puesto en el punto focal, y apuntando hacia el reflector, capta sonidos lejanos difciles de escuchar a simple odo. Haga usted este experimento, y recuerde que su oreja tambin es un reflector. Observe el factor de amplificacin cuando le pone por detrs su mano con los dedos arqueados.

interesantes. En un espejo con esta forma parablica, si colocamos una fuente de luz en el punto del foco, los rayos son reflejados hacia el exterior en forma de haz paralelo. Inversamente, las ondas electromagnticas que llegan del espacio en forma de haz paralelo al eje de simetra (per-pendiculares al centro del disco parablico), son concen-tradas por el reflector en el punto focal.

Estas propiedades se aprovechan en los faros de los automviles para dirigir la luz hacia la carretera, y en las bocinas altoparlantes para hacer llegar ms lejos el sonido. El fenmeno contrario se utiliza para dar largo al-cance a cualquier micrfono, o para captar las dbiles seales de radio procedentes de los satlites.

Por ejemplo, cuando en el foco de una superficie parab-

lica se coloca un micrfono comn, me-diante audfonos y un amplificador sen-cillo se pueden escuchar sonidos de aves y conversaciones de personas que estn lejos, tal como se muestra en la figura 4.

Fig. 5. Al rotar una parbola sobre el eje de simetra se genera una superficie con la propiedad de concentrar en el foco todas las ondas acsticas, de radio y luminosas que inciden paralelamente al eje.


RELACIN FOCO-DIMETRO

A modo de ejemplo, podemos con-siderar que un reflector parablico es algo as como una bala hueca, con la punta redondeada de plomo represen-tando a la porcin adyacente al origen de la parbola, y el cilindro del casquillo equivaliendo a la boca. Recordemos que una parbola es una curva abierta, con puntas que nunca se encuentran y que tienden a ser paralelas al eje de simetra a medida que se alejan del origen.

Pues bien, para efectos prcticos debemos ponerle un lmite a la abertura del reflector parablico. Para ello se acostumbra hacer un "corte" perpen-dicular al eje de simetra, a una distancia determinada del origen de la curva. El

segmento resultante tiene forma de plato (dish), de dimetro dependiente de la distancia focal (f), ya que entre mayor sea sta, mayor ser la abertura de la boca de la curva a partir del origen. La relacin existente entre la distan-cia focal (f) y la longitud del dimetro (D) escogido para nuestro reflector parablico, se denomina relacin f/D, y su valor da una idea de la profundi-dad del plato. En trminos generales, una antena parablica funciona bien con una relacin f/D igual o cercana a 0,4. Esto quiere decir que el dimetro es ligeramente mayor que 2 veces la dis-tancia focal. Si el dimetro fuesen 6 metros, y el foco (F) estuviese situado a 3 metros del origen, entonces la relacin f/D sera igual 3/6 (3 dividido entre 6), lo cual equivale a 0,5.

Fig. 6. Si tomamos como patrn un mismo dimetro, resulta ms hondo el reflector parablico que tenga una menor distancia focal, ya que la curva es ms cerrada. En una antena receptora con reflector de este tipo, el foco queda prcticamente 'adentro' del plato y no recibe seales laterales parsitas, por lo que resulta menor el nivel de ruido sobre la seal deseada. Tiene como factor negativo el que su ganancia es menor que la de una antena con reflector casi plano (que tiene una relacin f/D igual o mayor que 0,4, aproximadamente).


Vocabulario empleado comnmente en TV-Satlite

Recopilado por Aurelio Meja

Abertura (aperture). Dimetro del plato en una antena parablica, esfrica o elptica.

Aislador (isolator). En electricidad es un dispositivo que presenta alta resis-tencia al flujo de la corriente. En un sistema de televisin por satlite, el ais-lador es un dispositivo que permite la transmisin de seales en una direc-cin, bloquendolas o atenundolas cuando llevan sentido contrario.

Alimentador (feed). Es el dispositivo que se pone en la boca de entrada de una gua de microondas. Puede tener forma rectangular acampanada, pero el ms usual para recepcin de TV por satlite tiene forma cilindrica con anillos planos concntricos. Ver Alimentador escalar.

Alimentador dual (dual feedhorn). Un cuerno alimentador diseado para cap-tar las dos polarizaciones de campo elctrico con que usualmente transmiten los satlites de comunicaciones las seales de televisin: la vertical y la horizontal.

Alimentador escalar (scalar leed). En platos de antena para microondas, el alimentador escalar es una serie de anillos metlicos concntricos que se colocan en la boca del cuerno alimenta-dor (feedhorn), los cuales ayudan a capturar y enfocar hacia la gua de ondas

las seales reflejadas por la superficie del plato.

Amplificador de bajo ruido. Ver LNA.

Amplificador de lnea (Line amplifier). Cualquier etapa de amplificacin de seal, colocada en la lnea de transmi-sin que est a continuacin del conver-tidor reductor (downconverter), para compensar prdidas de seal causadas por la longitud del cable coaxial o la insercin de dispositivos pasivos, tales como los divisores de ramal (splitters).

El amplificador de lnea tambin se utiliza como reforzador (booster) cuando la seal debe manejar una determinada cantidad de receptores de televisin, en instalaciones comunales.

ngulo de mira (look angle). El ngulo que debe tener el plato en una antena de microondas, para poder enfocar o "ver" a un satlite.

Antena Cassegrain. Es un plato que en el punto focal no tiene la usual gua de microondas y el amplificador LNA. En su lugar utiliza un segundo plato pequeo subreflector de forma hiperblica, el cual desva hacia el centro del plato principal las seales que la superficie de ste ha hecho incidir sobre el punto focal.

Por consiguiente, en las antenas Cassegrain, el feedhorn, el LNA y el downconverter se colocan en el centro de la superficie curva del plato.


Apogeo (apogee). En una rbita elpti-ca de satlite, es el punto ms alejado de la superficie terrestre.

rea de iluminacin (dish illumina-tion). En la superficie del plato reflector de una antena parablica o esfrica, el rea de iluminacin es la porcin corres-pondiente a los puntos de incidencia cuyas seales alcanzan a entrar por la bocade alimentacin (feed) de la gua de ondas (horn) y llegan hasta el amplifica-dor LNA.

Si el plato tiene un dimetro mayor que el dimetro del crculo del rea de iluminacin, entonces las ondas con-centradas en el punto focal no son "vis-tas" por el pequeo electrodo captador de seal que hay en el fondo de la gua de ondas. Entre ms cerca est el feedhorn del origen del plato reflector, menor ser el rea de iluminacin. Las seales realmente aprovechadas son las que entran por el frente del alimenta-dor.

Azimut (acimut, azimuth). Desplaza-miento angular de un satlite, o una estrella, en un plano horizontal con res-pecto al polo norte real (el extremo supe-rior del eje de rotacin de la tierra, que est en direccin diferente al sentido que marca la brjula). Se mideenladireccin de las agujas del reloj.

Banda-Base (Baseband). Conjunto de seales que se obtienen al demodular.

una portadora. Por ejemplo, la banda-base del video en el sistema NTSC de TV tiene un rango de 0 a 4,3 MHz.

Banda C (C band). Banda de frecuen-cias usada para comunicaciones por satlite, con un rango de 5,92 a 6,42 GHz cuando la seal sube desde la estacin principal hacia el satlite, y con una banda de 3,7 a 4,2 GHz cuando dicha seal es reemitida desde ste hacia las estaciones terrenas receptoras.

Banda Ku. Tambin llamada Banda K. Es un rango de frecuencias que se ex-tiende desde 11,7 hasta 12,7 GHz. La porcin de 11,7 a 12,2 GHz es para servicio de los satlites, punto a punto, y la porcin de 12,2 a 12,7 se utiliza para transmisiones al pblico.

BER (Bit Error Rate). En transmisin de datos, BER es la medida del nmero de errores probables en un enlace de comunicaciones (data link). Por ejem-plo, un BER de 1 x 10-6 significa un error en cada un milln de bits transmitidos.

Bordes coloreados (color edging). Colores extraos que aparecen a lo lar-go de los bordes de las imgenes de video, pero que no tienen ninguna rela-cin de color con dichas reas.

Canal (channel). Es una banda o con-junto de frecuencias usadas para llevar seales de audio y/o video, datos, noti-cias, etc. El ancho, o espectro de fre-cuencias, depende de la cantidad de informacin a ser transmitida.

CATV. Abreviatura inglesa para Com-munity Antenna Television (antena comunal de televisin), y que hoy se utiliza generalmente para indicar TV por cable.


C/N (Carrier to Noise). Relacin Porta-dora contra Ruido. Es la relacin entre la potencia de la onda portadora recibida (seal + ruido) y la potencia del ruido en un ancho de banda dado, expresado en dB (decibeles). Este factor est rela-cionado directamente con G/T (figura de mrito) y S/N (seal sobre ruido). En una seal de video, entre mayor sea la relacin C/N, mejor ser la imagen reci-bida.

C/No (Carrier to Noise Density Ratio). Relacin Densidad de Portadora contra Ruido. Es similar a C/N, excepto que No se refiere al ruido por cada ciclo (Hz) del ancho de banda.

Clarke belt. Ver rbita o Cinturn Clarke.

Codificar (encoding). Cambiar inten-cionalmente los parmetros a una seal de televisin, apartndose del standard internacional segn un cdigo privado, para que la programacin no pueda ser vista por quienes no han pagado la cuota de afiliacin a la compaa que transmite las pelculas. A esto tambin se le denomina scrambling.

Color subcarrier. Ver Subportadora de color.

Componente activo. Es un dispositivo cuya salida es dependiente de una fuen-te de potencia, ms que de la seal de entrada.

Convertidor de frecuencias en bloque (Block down-converter). Es un dis-positivo que pasa todas las seales de una banda de frecuencias (por ejemplo, la banda C de 3,7-4,2 GHz) hacia otra banda de frecuencias ms bajas. En televisin de aficionados, el downcon-

verter recibe la seal en el canal experi-mental de transmisin permitido por el Estado, y le convierte la frecuencia por-tadora a un canal que pueda ser visto en un televisor corriente, digamos que al canal 3 al canal 4.

Coordinador de frecuencia (fre-quencycoordinator). En sistemas para la recepcin de TV por satlite, es parte de un procedimiento de pruebas en el sitio de la instalacin, para determinar los niveles de interferencia en la seal.

Croma (chroma). Abreviatura para cro-minancia o seal con la informacin del color en televisin. Se refiere a la combi-nacin del matiz (hue), la pureza del color (purity) y la saturacin (saturation).

Cuerno alimentador (feedhorn). En una antena parablica, es el dispositivo que se coloca en el punto focal y que hace las veces de boca de entrada para la gua de ondas, la cual canaliza las seales del punto focal del plato hacia la sonda que las convierte en impulsos elctricos para el LNA. Tiene una funcin anloga a la de la oreja en nuestro odo. Vea Horn.

dB (decibel). Es una unidad de medida de potencia de una onda, siempre rela-tiva a la potencia de otra onda que sirve como unidad de comparacin.

El decibel es la dcima parte de un Bel. Dos potencias difieren de 1 bel cuando una de ellas es 10 veces supe-rior a la otra. En audio esto quiere decir que un sonido es 2 veces ms fuerte que otro cuando entre ellos hay una diferen-cia de 10 dB (1 bel).

Para averiguar los decibeles que una seal ha ganado en potencia se aplica la siguiente frmula:

dB = 10 log 10(P medida/P referencia)


Se lee "10 multiplicado por el loga-ritmo en base 10 del cociente de la Po-tencia medida y la Potencia referencia."

Para calcular el factor de ganancia o prdida relativa en lo que al voltaje o la intensidad de corriente se refiere, se pueden utilizar las siguientes frmulas:

dB = 20 log 10 (V medido/V referencia)

dB = 20 log , (I medida/l referencia)

Declinacin. Distancia de un astro, o de un punto cualquiera del cielo, al plano del ecuador. La declinacin se expresa por el valor en grados (de 0 a 90) del arco del crculo mayor que pasa por el satlite o el astro, perpendicular al ecuador y lla-mado crculo de declinacin. Todos los puntos situados en un mismo paralelode la esfera celeste tienen la misma declinacin. La declinacin y la ascensin recta son las dos coordena-das que permiten determinar la posicin de un objeto en el cielo.

p

PP', linea de los polos. PMP', crculo de declinacin. AM, declinacin del objeto en el cielo (en grados). EAE', plano del ecuador. Arles es el punto equinoccial. Arco de Arles a A, ascencin recta (en horas o grados).

Decoder. Ver Decodificador.

Decodificador (decoder). Dispositivo para reajustar a la norma internacional todas aquellas seales de televisin que

por razones de exclusividad en la trans-misin han sido vueltas ilegibles para los receptores corrientes. A este proceso tambin se le conoce como "unscram-bling", que traduce "desenmaraar, de-senredar". Al acto de codificar la seal con una clave o sistema propio se le llama "scrambling".

Dish illumination. Ver rea de iluminacin.

Dish. Ver Plato.

Distancia focal, (focal length). Es la longitud del centro de un plato parablico a su punto focal (F). En un plato de antena parablica, la distancia focal es equivalente a la mitad de la longitud existente entre el punto focal y la lnea directriz de la curva. En otras pala-bras, la distancia focal es la mitad del parmetro.

Dithering. Balanceo, agitacin, vaivn. Es el nombre dado a un proceso para reducir al mnimo la accin de interferencia que podran causar transmisores terrestres de microondas sobre la seal de video a travs de satlite. En el canal o transponder utilizado por el satlite para las comunicaciones, de 36 MHz de ancho, el dithering consiste en desplazar los 6 MHz de la seal de video hacia arriba y abajo de la banda, para distribuir y ecua-lizar su energa.

Downconverter. Parte encargada de convertir a una frecuencia intermedia de 70 MHz las seales de microondas captadas por una antena para televisin por satlite, con el fin de que puedan ser manejadas por el equipo receptor. Aun-que en algunos equipos es parte del re-ceptor, usualmente forma una sola pieza


con el alimentador (feedhorn)y el ampli-ficador de bajo ruido (LNA), con el fin de reducir las prdidas de seal en el cable de bajada de la antena al receptor, y para permitir el empleo de un cable coaxial ms barato.

Downlink signals. Seales de enlace de bajada. Son las seales que los trans-pondedores de los satlites transmiten hacia la tierra. El enlace ascendente de la estacin en tierra hacia el satlite se denomina Uplink.

Dual feedhorn. Ver Alimentador dual.

Dual orthomode coupler. En antenas para recibir directamente televisin por satlite, ste es el acoplador que permite ponerle 2 sondas (elementos de seal) a un mismo feedhorn, formando ngulo recto para recibir simultneamente seales con polarizacin vertical y con polarizacin horizontal.

Earth station. Ver Estacin terrestre.

EIRP. Abreviatura inglesa para Effective Isotropic Radiated Power. Es la potencia irradiada en una direccin del espacio por una antena especfica, comparada con la potencia irradiada por una antena isotrpica alimentada con una seal de 1 vatio de potencia. La isotrpica es una antena ideal que irradia igual energa en todas las direcciones del espacio. Se expresa en decibeles por vatio (dBW). Se emplea para determinar los factores C/N (Portadora sobre Ruido) y S/N (Seal sobre Ruido).

Cuando se refiere a las comunica-ciones por satlite, describe la intensi-dad de su seal en cualquier direccin hacia la superficie terrestre. Por ejem-plo, el factor EIRP para los satlites domsticos de Estados Unidos, en

cualquier punto de los 48 estados, oscila entre 30 y 37 dBW.

Elevacin (elevation). Es el despla-zamiento angular de un satlite en el sentido vertical, con el horizonte terres-tre considerado como lnea de referen-cia para la elevacin. Ver azimut.

Elevation. Ver Elevacin.

Encoding. Ver Codificar.

Enlace ascendente (uplink). Conjunto de seales transmitidas desde una estacin en tierra hacia un satlite.

Estacin terrestre, (earth station). Una emisora de TV con equipo de trans-misin para la produccin de seales de enlace hacia el satlite (ascendentes), y con equipo de recepcin para captar las seales de enlace procedentes de sat-lites (descendentes). Algunas veces se utiliza, incorrectamente, "Estacin Te-rrestre" como sinnimo de TVRO (slo recepcin de TV).

Factor de mrito. Ver Figura de mri-to.

Factor de ruido (noise factor). Ver Figura de ruido.

Factor f/D. Ver F/D ratio.

F/D ratio. Factor f/D. Relacin existente entre las medidas de la distancia focal (del foco al origen) y el dimetro de una antena parablica. Usualmente el di-metro es un poco mayor que 2 veces la distancia focal, por lo que el resultado de la divisin f/D es ligeramente menor que 0,5. El factor f/D se utiliza para indicar la profundidad de un plato de antena para microondas.


FDM (Frequency-Division Multiplex). Multiplexado por divisin de frecuencia. Es un mtodo para transmitir dos o ms seales por medio de una sola portado-ra. Para ello, el ancho total de banda para la portadora se divide en dos o ms fajas de frecuencias subportadoras (ca-nales), una para cada seal.

Feed. Ver Alimentador.

Feedhorn. Ver Cuerno alimentador.

Figura de mrito (figure of merit). Tambin llamado Factor de mrito, es una relacin para dar idea de la sensibili-dad de un sistema de antena parablica, basado en la comparacin entre la ga-nancia del plato reflector y el ruido del sistema. Se escribe G/T, donde T es la temperatura de ruido del conjunto, en grados Kelvin, y G es la ganancia de recepcin, medida en decibeles. La ganancia para una antena parablica est dada por la frmula:

G = n(PD/l)2

Donde n es la eficiencia de la antena (usualmente 0,65), D es el dimetro del plato reflector, l es la longitud de onda y P es igual a 3,14.

Figura de ruido (noise figure). Para un ancho de banda dado, en un amplifica-dor de seal u otro sistema, la figura o factor de ruido es el cociente entre la po-tencia del ruido a la salida y la potencia del ruido en la entrada. En otras pala-bras, es el resultado de dividir S/N (sa-lida) entre S/N (entrada).

Para obtener un buen factor de mrito en una estacin receptora de TV por satlite, sin aumentar excesiva-mente sus costos, debemos primero

escoger el conjunto de antena y LNA adecuado para cada caso especfico.

Focal lenght. Ver Distancia focal.

Focal point. Ver Punto focal.

Footprint. Huella, rastro. En televisin por satlite, es la representacin grfica sobre un mapa de las diferentes poten-cias transmitidas (EIRP) hacia las regiones geogrficas.

Frecuencia de translacin (transla-tion frequency). En comunicaciones de microondas por satlite, es el nombre dado a los 2220 MHz (2,2 GHz) que existen de diferencia entre la frecuencia del enlace de subida hacia el satlite (uplink signa!) y el enlace de bajada hacia las estaciones receptoras en tierra (downlink signal).

Frequency coordinator. Ver Coor-dinador de frecuencia.

Frequency reuse. Reutilizacin de fre-cuencia. En televisin por satlite, es un mtodo para que dos canales diferentes de televisin puedan ser transmitidos simultneamente por el mismo trans-ponder, polarizando verticalmente a uno de ellos y horizontalmente al otro. Ver Polarizacin y Transpondedor.

El otro mtodo para evitar la interfe-rencia mutua al utilizar un mismo rango de frecuencias por dos seales diferen-tes, consiste en separar los satlites en el espacio unos 4 grados uno de otro (como si estuviesen en extremos de dimetros contiguos de la rbita comn). De esa manera, cuando un plato de antena se enfoca hacia un satlite no alcanza a recibir las seales del siguiente, aunque sean de la misma frecuencia.


Geoestacionario (geostationary). Que gira alrededor de la tierra con su misma velocidad de rotacin, y que por con-siguiente parece estar quieto en el es-pacio. Ver rbita o Cinturn Clarke.

Geostationary, geosynchronous. Ver Geoestacionario.

Global beam. Ver Haz global.

G/T (Ganancia/Temperatura). Ver Fi-gura de mrito.

Gua de ondas (waveguide). Deno-minada tambin guaondas, es una lnea de transmisin hecha con un con-ductor hueco, rectangular o tubular, a travs del cual se propagan las seales electromagnticas de alta frecuencia, con menos prdida de energa que por medio de un cable coaxial. Se utiliza para dirigir de un punto a otro cercano las ondas cuya longitud es del orden de los centmetros. Por ejemplo, de una emi-sora de radio a su antena o del genera-dor de impulsos al plato reflector de un radar. En un plato reflector de antena para recibir televisin por satlite, la gua de ondas se conoce como Horn (cuerno, bocina) y es parte del conjunto formado por el alimentador (feed), el electrodo captador o elemento de seal, el ampli-ficador LNA y el convertidor a frecuencia intermedia (70 MHz), denominado downconverter. Es bueno aclarar que algunos equipos viejos incorporan el downconverter dentro del aparato re-ceptor que el usuario utiliza para sinto-nizar los canales, pero ello implica la utilizacin de cables coaxiales de poca prdida para la bajada de seales desde la antena, usualmente muy costosos.

Haz Global (global beam). Se refiere al

cono imaginario formado por la radiacin de seales de la antena de un satlite, lo suficientemente amplio como para cubrir con su proyeccin o foot-print toda una tercera parte de la super-ficie terrestre. Los satlites del tipo IN-TELSAT estn diseados para tener un haz de transmisin global.

Horn. Bocina, embudo, cuerno. Es un tipo de gua para microondas, con un extremo en forma de campana y usual-mente con anillos metlicos planos concntricos que ayudan a capturar las seales reflejadas por el plato de an-tena. Su forma tiene influencia en la impedancia de acoplamiento entre la boca de alimentacin (feed) y el espacio exterior.

En su garganta tiene el elemento de seal, un pequeo electrodo metlico con forma de clavo sin cabeza, encar-gado de convertir las seales electromagnticas en seales elctricas para su posterior amplificacin en el LNA. En la recepcin de televisin por satlite, su posicin horizontal o vertical dentro de la gua de ondas debe corres-ponder con la polaridad del transponder (canal) que se desea recibir. Ver Cuerno alimentador.

Impedance. Ver Impedancia.

Impedancia (Impedance). En un cir-cuito con elementos capacitivos, induc-tivos y resistivos, impedancia es la oposicin total (resistencia ms reactan-cia) que ste ofrece al flujo de una co-rriente alterna de frecuencia dada. Se mide en ohmios, y su factor recproco es la admitancia. Su smbolo es la letra Z.

Isolator. Ver Aislador.

LNA (Low-Noise Amplifier). Amplifica-


dor de bajo ruido. En un sistema para recibir televisin por satlite, es un preamplificador de banda ancha diseado para acoplar las seales del elemento captador de seal al downconverter. Usualmente viene for-mando una sola pieza con el cuerno alimentador (feedhorn) y el circuito con-vertidor 'a frecuencia intermedia (70 MHz). De la calidad del LNA depende en mucho grado la calidad de la seal en el receptor de canales.

LNA mltiple. En una antena para reci-bir televisin por satlite, es un par de amplificadores de bajo ruido instalados sobre un mismo cuerno alimentador y con elementos de seal dispuestos en ngulo recto, de forma tal que un LNA amplifica las seales con polarizacin horizontal y el otro amplifica las que tienen portadora con polarizacin verti-c

Electronica Facil 40 Parabolicas

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