Receptores

R E CE P T O R E S 4

4-1 ESTACION RECEPTORA

Las estaciones receptoras en longitudes de ondas de microondas, generalmente Constan de un cabezal de receptor, situado en la misma antena, el cual la amplifica la Señal captada por ésta y la convierte a una frecuencia intermedia. Esta frecuencia más baja permite la correcta conducción de la señal por cable coaxil a la parte del receptor colocado en un lugar conveniente quien procesa la señal en forma adecuada y la detecta o la demodula. Este proceso que recibe la señal es generalmente utilizado no solamente para recepción satelital sino que es válido para la recepción de microondas de enlaces de rayo directo, estudios radioastronómicos, etc. debemos señalar que aunque en algunos casos los objetivos son totalmente distintos, los conceptos y fundamentos pueden usarse en distintas disciplinas.

El siguiente gráfico nos clarifica lo expuesto anteriormente.

Figura 1, estación receptora

A continuación analizaremos las distintas partes de estos bloques, especialmente las vinculadas con las disciplinas de microondas, además se analizaran los parámetros y características esenciales para el diseño y medidas de las distintas partes.

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4-2 CABEZALES DE RECEPTORES

Este va ubicado en el foco de los reflectores parabólicos para antenas de foco primarios o en el vértice de la parábola en el caso de sistemas de doble reflector. El cabezal esta formado por el alimentador principal, tratado en el capítulo 3, polarizador, en el caso que se quiera recibir polarización circular, transmisión de guía de onda rectangular a coaxil, amplificador de RF de bajo ruido (LNA), filtro de rechazo de imagen, mezcladores, y amplificadores de FI Las siguiente figura muestra Un cabezal de receptor para uso en recepción satelital doméstica.

Figura 2. Cabezal de receptor

El alimentador principal se considera como parte del cabezal receptor porque esta físicamente solidario a él. El alimentador permite iluminar convenientemente al reflector parabólico y sus características son de vital importancia para obtener un buen valor de eficiencia de apertura como se detalló en el capitulo 3. Por lo tanto empezaremos analizando polarización para luego entender los polarizadores.

4-3 Polarización

Sise considera una onda plana que avanza en el sentido positivo de las Z y con el campo eléctrico orientado según el eje Y, se la puede representar según la expresión: E_(Y=E_(01 〖 e〗^(ωt-βz) ) )

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Considerando la propagación en un medio no disipativo. Tomando la parte imaginaria de la expresión se tiene:

Si ésta es la única componente de campo eléctrico se dice que el campo está polarizado en la dirección de Y, y puesto que siempre el vector esta contenido en el eje y a través del tiempo se dice que la onda esta linealmente polarizada. fig. 3

Figura 3- Campo eléctrico de una onda

polarizada linealmente contenida en el

eje y.

Figura 4. Campoeléctrico de una onda

polarizada linealmente contenida en un

plano distinto al X e Y.

Sin embargo, el vector campo eléctrico puede ser el resultado de dos componentes ortogonales que son perpendiculares a la dirección de propagación, y además estas componentes pueden estar en fase temporal o no. Si las componentes están en fase temporal el campo eléctrico tendrá una dirección resultante como resultado de las magnitudes relativas de Ex y Ey.

Tanto en el caso anterior donde el campo eléctrico total está sobre un eje como en este último caso donde la dirección del vector campo eléctrico resultante es constante con el tiempo se dice que la onda está polarizada linealmente. fig. 4. Silas componentes ExYEyno están en fase temporal, es decir que si cada una de las componentes alcanzan su valor máximo en diferentes instantes de tiempo la dirección del vector eléctrico resultante variará con el tiempo. En este caso el lugar geométrico del punto extremo del vector campo eléctrico resultante describirá una

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Sentido que es contrario a las agujas del reloj. De acuerdo con las normas que ha fijado el Instituto de Ingenieros Eléctricos Electrónicos (I.E.E.E.) de los EE.UU., se dice que una onda esta polarizada circularmente en el sentido derecho si el vector campo eléctrico rota con las agujas del reloj para un observador que mira la onda alejarse hacia la dirección de propagación, el otro sentido evidentemente es el que se denomina polarización circular de sentido izquierdo. Estos sentidos de rotación surgen si

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Figura 6. Esquema de un polarizador actuando sobre una onda polarizada circularmente.

Si ahora introduzco un desfasaje de 90 grados a una de las dos componentes el vector resultante de la onda principal no se mantendría en el mismo plano y comenzara a rotar transformándose en una onda polarizada circularmente. Por lo tanto la función que cumple un elemento polarizador será introducir un desfasaje de 90 grados en uno de los planos de una señal polarizada y transformar la, si es circular en lineal y si es lineal en circular. En este caso recibimos una señal polarizada circularmente entonces el objeto es transformarla en lineal. Para desfasar la señal en 90 grados se puede hacer mediante una reactancia capacitiva o inductiva. La polarización circular generalmente es detectada o generada en guías de ondas simétricas de modo dual, (cuadradas o redondas) Los tres tipos de desfasajes de. λ/4 más comunes en una guía de onda circular se muestran a continuación.

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Figura 7. Desfasadores útiles para implementar polarizadores.

4-6 Polarizador capacitivo

Para que el circuito tenga un ancho de banda grande es aconsejable tener capacidad de bajo valor por lo tanto se introduce muchos capacito resde valor pequeño,

Cuanto mayor es su número mayor será el ancho de banda del polarizador. La separación entre los capacitores para poder cubrir cualquier valor de reactancia deberá ser λg / 4, para esto se adoptó el mismo criterio que para doble tacos (stub). El valor que debe tener cada uno se puede aproximar sabiendo que si todos están igualmente espaciados sus suceptancias deben seguir los valores de los coeficientes binomiales, es decir para cinco elementos será:

Wc 4Wc 8Wc 4Wc Wc

Por lo tanto los valores de la reactancia normalizada serán:

-1 . -0,25 -0,125 -0,25 -1

Entonces veremos como encontrar las formas que tendrán estos q\capacitores. En microondas se pueden construir introduciendo tarugos de forma cilíndricas con un diámetro (d) y una profundidad (b). En el siguiente gráfico se puede determinar la reactancia normalizada en función de la relación profundidad de los tarugos/radio de la guía y como parámetro el diámetro de los tarugos en forma aproximada.

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