Antenas Parabólicas
Constituição das antenas parabólicas
As antenas parabólicas são o dispositivo destinado a lidar directamente com a radiação electromagnética em utilização pelo sistema. Consoante um determinado conjunto de factores, estas podem estar a funcionar como emissoras ou receptoras, mas não é comum que ambas as funções sejam efectuadas pela mesma antena, simultaneamente. A figura abaixo proporciona uma melhor compreensão da estrutura e componentes da antena parabólica.
O prato
O prato é um componente passivo do sistema, simplesmente destinado a reflectir as ondas que nele incidem. Para que essa reflexão se faça de forma eficiente, a forma e constituição do prato obedecem a determinados parâmetros.
A forma do prato é a de uma parábola tridimensional. As propriedades da curva parabólica permitem reflectir maior potência de radiação para um ponto comum (o «feed horn») do que qualquer outro tipo de curva conhecida, daí que seja a mais utilizada.
Tipicamente, para que a reflexão seja possível, o prato tem uma camada metálica incrustada no plástico exterior. Os materiais mais vulgares são o aço e o alumínio, e ditam geralmente o preço da antena, consoante o seu tamanho.
De salientar que existem antenas cujo prato é constituído por várias pétalas que são juntas no local de montagem. Neste tipo de pratos, cuidados reforçados são necessários para garantir que a superfície total fica realmente parabólica no final.
O «feed-horn»
O «feed horn», para o qual desconhecemos termo apropriado em português, é o dispositivo destinado a capturar o sinal electromagnético, funcionando assim como a verdadeira antena do sistema. A utilização do «feed-horn» possibilita essencialmente o cumprimento de dois requisitos:
1) A sua forma e constituição permitem “agrupar” a radiação reflectida pelo prato, num feixe mais condensado, conferindo assim maior potência ao sinal recebido.
2) Formar um primeiro nível de filtragem de ruído, contribuindo para uma melhoria da relação sinal-ruído logo desde a entrada do sinal no sistema.
À saída do «feed horn» o sinal é passado para um pequeno guia de ondas metálico, que o transmite para o LNB.
O LNB
O LNB - Low Noise Block-downconverter (conversor-abaixador de banda de frequência, de baixo ruído), é o principal componente electrónico desta fase do sistema. O seu nome deve-se ao facto de que converte uma banda contínua de alta frequência, para uma banda de frequências mais baixa, passível de ser transportada por cabo coaxial.
O LNB utiliza um Oscilador local de alta frequência, tipicamente à volta dos 10GHz mas que varia consoante a banda que se pretende captar. Ao pretender receber um sinal na banda Ku nas frequências 10.7GHz a 11.7GHz por exemplo, o oscilador local é colocado a funcionar a 9.75GHz sendo este valor subtraído à banda recebida. Obtém-se assim um sinal de saída na banda 950 a 1950MHz.
O LNB efectua depois uma filtragem de todo o espectro exterior à banda desejada, e proporciona ao sistema um primeiro estágio de amplificação de baixo ruído do sinal recebido. A amplificação de baixo ruído é crucial, uma vez que nesta fase o ruído do sistema é da ordem de grandeza do sinal captado. Os LNB’s actuais utilizam Arseneto de Gálio (GaAs) e tecnologia HEMT (High Electron Mobility Transístor) para possibilitar elevada amplificação com o mínimo ruído.
È ainda possível comandar o LNB para captar uma determinada banda de frequências em polarização horizontal ou vertical. Este comando é efectuado pelo receptor, mediante o envio de um valor de tensão específico para o LNB, 13V ou 17V tensão dc.
Posicionamento das antenas parabólicas
Tal como foi inicialmente referido, o funcionamento deste tipo de sistemas envolve linha de vista directa entre emissores e receptores. Este é, naturalmente, o facto que motiva a colocação de antenas parabólicas em zonas exteriores de edifícios, geralmente elevadas em relação à área circundante - tipicamente telhados de edifícios, chaminés ou torres próprias para o efeito.
A orientação da antena é no entanto um aspecto mais preocupante. Ao passo que a sua colocação em locais altos e de linha de vista desimpedida é relativamente óbvia, a região do espaço para a qual uma determinada antena deve ser direccionada por forma a receber informação específica é uma matéria digna de atenção. A figura que se segue procura ilustrar os dois graus de liberdade de uma antena parabólica.
A posição de um satélite em relação à Terra é descrita pela sua altitude e longitude. Com base nestes dados, é possível determinar o ângulo de fogo (dependente da elevação e da diferença entre a longitude do satélite e do local de instalação da antena) e o azimute (que depende da longitude do local de instalação), que a antena deve respeitar.
Uma vez que para satélites geostacionários a altitude é fixa, é a diferença entre longitudes que determina a inclinação. A figura 2.3 pretende clarificar estes conceitos.
Figura 2.5 – Cobertura do satélite Hispasat 1C.
