Artículo: Cómo elegir el mejor LNB para su sistema satelital
En los últimos años los sistemas de satélites han ido reemplazando los tradicionales sistemas de transmisión FM o FSK con formatos de modulaciones digitales más complejos como BPSK y QPSK.Estas formas digitales de modulación permiten a los satélites entregar más información en la misma capacidad satelital que se utilizó para entregar los formatos analógicos más antiguos y con una mejora en la calidad de la señal entregada.Para decirlo de otra manera, las señales digitales moduladas pueden entregar una mayor cantidad de datos, con menos errores y utilizando menos capacidad de los satélites que los sistemas de modulación analógica anteriores.
Para aprovechar al máximo los beneficios de los sistemas de modulación digital más eficientes, el LNB utilizado en el terminal receptor debe coincidir con el digital características de la señal.Desde una perspectiva técnica, hay más de cincuenta parámetros individuales que deben tenerse en cuenta al realizar una selección de LNB .Fuga de RF, rechazo de señales de transmisión, rendimiento falso en banda, rendimiento falso fuera de banda, efectos de envejecimiento a largo plazo, efectos de vibración, resistencia a la corrosión, tipos de conectores, rendimiento de intermodulación, consideraciones de rango dinámico, efectos ambientales, problemas de confiabilidad y el la lista continúa.Sin embargo, hay algunas especificaciones clave que deben abordarse antes de entrar en los detalles más finos de un LNB.
Figura de ruido
La figura de ruido del LNB es una medida de qué tan sensible es el LNB o cuánto ruido agregará el LNB a la señal que puede estar intención de recibir.Cuanto menor sea la cifra de ruido del LNB, mejor podrá recibir el LNB las señales más débiles.Para un LNB de banda C que cubra el rango de frecuencia de 3.4 a 42 GHz, la cifra de ruido se expresa en Kelvin o K.Kelvin es una unidad científica de medida que relaciona el “CERO” absoluto o el nivel de actividad molecular.Muchas personas se refieren a grados Kelvin pero eso es técnicamente incorrecto.Kelvin es una unidad de medida en sí misma y no está relacionada con grados en sí misma.“0” Kelvin representa el nivel sin actividad molecular o sin ruido en un sistema o sustancia.Un muy buen número para un LNB sería 15 Kelvin, un número más típico de 30 Kelvin.
A diferencia de la banda C, la cifra de ruido de la banda Ku (10.7 a 127 GHz) Los LNB se expresan en decibelios o “dB.” Es posible convertir entre Kelvin y dB utilizando un conjunto de fórmulas para propósitos de comparación si es necesario.Sin embargo, un buen punto de referencia es 35 Kelvin = 0.5 dB.Una figura de ruido muy buena para un LNB de banda Ku sería 0.6 dB pero un valor más típico sería 0.8 dB.
| Tipo de oscilador LNB de banda C | Estabilidad de frecuencia | Columna 3 |
|---|---|---|
| DRO | ± 1.Estabilidad de frecuencia de 0 MHz a ± 150 KHz | Difusión de televisión
Difusión de banda ancha |
| PLL de referencia interna | ± 150 KHz a ± 5 KHz | Audio SCPC
Recopilación de noticias VSAT |
| PLL de referencia externa | 0 ± 1 KHz | Paginación por satélite
Datos de banda estrecha |
Tabla de aplicaciones LNB y estabilidad de frecuencia típica.
Ganancia
La ganancia de un LNB es la cantidad que el LNB amplificará la señal de entrada que se expresa en dB.La señal de entrada es muy débil cuando llega a la antena receptora y debe amplificarse muchas veces antes de que pueda transportarse por un cable coaxial.Si la señal no es amplificada la señal sería absorbida por las pérdidas en el cable coaxial y nunca llegaría al receptor.Al seleccionar un LNB para un sistema digital, es importante que la ganancia no cambie significativamente con la temperatura o sobre el rango de frecuencia recibido, ya que los sistemas digitales son mucho más más sensible a estos cambios que los sistemas analógicos anteriores.Los sistemas digitales normalmente requieren una ganancia de LNB de 55 dB a 65 dB en todas las condiciones.La uniformidad de la ganancia en una banda de 500 u 800 MHz debería ser mejor que ±5.0 dB y menos de ±1.0 dB en segmentos de 27 MHz.Las variaciones mayores que esto pueden introducir distorsión de ganancia en las señales entrantes, lo que reduce el rendimiento del receptor.
Estabilidad de frecuencia del oscilador local
Hay tres tipos principales de osciladores de conversión de frecuencia utilizados en los LNB:
- Tipos de oscilador resonante dieléctrico (DRO): la frecuencia del oscilador de conversión de LNB está determinada por un oscilador de funcionamiento libre cuyo elemento determinante de frecuencia es una pieza de material femocrático denominado disco.
- Tipos de bucle de bloqueo de fase (PLL): la frecuencia del oscilador de conversión de LNB está determinada por un oscilador de cristal compensado por temperatura ubicado internamente y un circuito de bloqueo de fase digital.
- Tipos de bloqueo de fase con referencia externa: la frecuencia de los osciladores de conversión de LNB está determinada por un oscilador de referencia ubicado fuera del LNB y generalmente se proporciona sobre el conductor central del cable coaxial que conecta el LNB al receptor.Por lo general, es responsabilidad del receptor de satélite proporcionar esta señal de referencia al LNB.La frecuencia de referencia en la mayoría de los casos es de 10 MHz.Diferentes tipos y anchos de banda de señales digitales requerirán LNB con diferente estabilidad de frecuencia para proporcionar un rendimiento óptimo del receptor.Una señal de banda ancha como una transmisión de televisión MPEG II requerirá un LNB con selectividad de baja frecuencia porque la señal transmitida ocupa un ancho de banda bastante amplio y la sintonización del receptor puede ser más amplia.Una transmisión de radio SCPC de banda estrecha utiliza una señal muy estrecha y requerirá un tipo de PLL de alta estabilidad para que el receptor pueda rastrear la señal.
Rendimiento de ruido de fase LNB
La especificación de ruido de fase de un LNB es una indicación del nivel de ruido introducido en la señal recibida a varias distancias de frecuencia desde la portadora convertida .Este ruido es generado por el oscilador de conversión dentro del LNB y es una función directa de la calidad de ese oscilador.La especificación de ruido de fase de un LNB se define a 100 Hz, 1.0 kHz, 10 kHz, 100 kHz y 1.Distancias de 0 MHz desde la frecuencia central de la frecuencia convertida.En un sistema digital, la tasa de error de bit (BER) del receptor se verá directamente afectada por el nivel de ruido de fase en la señal recibida.Cuanto mayor sea el nivel de ruido de fase, más errores habrá en la señal recibida.
| Desplazamiento del transportista | DRO analógico | DRO digital | Referencia interna de PLL | Referencia externa de PLL |
| 100 KHz | No especificado | No especificado | -70dBc/Hz | -65dBc/Hz |
| 1.0 kHz | – 55 dBc/Hz | -65dBc/Hz | -75 dBc/Hz | -75 dBc/Hz |
| 10 KHz | -70dBc/Hz | -80dBc/Hz | -80dBc/Hz | -85dBc/Hz |
| 100 KHz | -85dBc/Hz | – 100dBc/Hz | -85dBc/Hz | -95dBc/Hz |
| 1.0 MHz | – 95 dBc/Hz | – 100dBc/Hz | -95dBc/Hz | -105 dBc/Hz |
Tabla de especificaciones típicas de ruido de fase para diferentes tipos de LNB de banda Ku.
Susceptibilidad a los microfónicos
Cuando se instala un LNB en una antena, estará sujeto a factores ambientales como el viento, la lluvia y el granizo.La lluvia o el granizo que golpean el LNB provocarán pequeñas alteraciones en el rendimiento eléctrico del LNB.El viento moverá o hará vibrar la antena, lo que provoca un efecto similar.Estas perturbaciones luego se superponen o modulan en la señal entrante.No es raro que estas perturbaciones distorsionen la señal entrante de modo que no se pueda recibir la señal entrante.El oscilador local del LNB es el circuito más comúnmente afectado por estas perturbaciones.Se debe tener mucho cuidado en el diseño mecánico y eléctrico de un LNB para minimizar este efecto.En los primeros días de la radio, las vibraciones no deseadas aplicadas al equipo receptor aparecían en el audio demodulado como sonidos y, por lo tanto, se denominaban microfónicos porque se comportaban de la misma manera que lo haría un micrófono.Hoy en día, este efecto todavía se conoce como microfonía.No existen estándares o unidades de medida asociadas con la evaluación de la sensibilidad de un LNB a los microfónicos.Algunas personas usan gotas de lluvia simuladas, otras usan una herramienta especializada que han desarrollado, algunas usan configuraciones de mesas de choque muy elaboradas; mientras que otros simplemente usan un destornillador para tocar el LNB y verificar cómo se ve afectada la señal recibida.El método utilizado es dictado por el diseñador del sistema individual.
VSWR de entrada
VSWR es una abreviatura de relación de onda estacionaria de voltaje, que también se puede denominar pérdida de retorno.La descripción técnica de VSWR es la relación entre el voltaje incidente o la onda primaria de voltaje presente en una línea de transmisión o guía de ondas frente a cualquier voltaje reflejado en esa línea que pueda estar presente como resultado de una condición de desajuste.En una situación perfecta en la que la línea de transmisión (alimentación) coincida absolutamente con la carga (LNB), no habría voltaje reflejado y el VSWR se establecería como 1: 1 o una coincidencia perfecta.Como con la mayoría de las cosas, este no es el caso en el mundo real.Las variaciones de los parámetros eléctricos y físicos en la línea de transmisión y la carga rara vez coinciden perfectamente.Este desajuste dará como resultado que parte de la energía contenida en la onda primaria (la señal recibida) se refleje desde la carga (LNB) y se pierda.Para empeorar las cosas, la onda reflejada también interferirá con la onda incidente (entrante), lo que hará que la señal también se reduzca.Es muy importante mantener una buena coincidencia entre la alimentación y el LNB para garantizar que se transfiera la máxima cantidad de señal al LNB.
Algunos ejemplos de aplicaciones LNB
Hay muchas aplicaciones en las que seleccionar el LNB correcto marcará la diferencia entre un sistema que funciona a su máximo potencial y un rendimiento mucho menos que satisfactorio.A continuación se enumeran ejemplos de algunas aplicaciones y los tipos de LNB que proporcionarán el mejor rendimiento:
- Las redes de localización digital por satélite requieren un PLL de alta estabilidad o incluso un LNB de PLL de referencia externa como el Norsat 1000 o serie 3000
- Las aplicaciones de video digital MPEG II requieren LNB DRO de alta estabilidad como la serie Norsat 4000.
- Los sistemas VSAT y de punto de venta (POS) pueden usar un LNB DRO, pero la mayoría de los usuarios prefieren un PLL para garantizar la mayor confiabilidad posible del sistema.
- Las estaciones de transmisión de radio y televisión utilizan tipos de PLL para garantizar el rendimiento más confiable de su estación.
- Los camiones de recopilación de noticias satelitales (SNG) utilizan LNB PLL de la serie 1000 de Norsat para obtener el rendimiento más confiable en las peores condiciones.
- La serie 3200-BPF-C de Norsat cuenta con LNB con un filtro de paso de banda interno que se puede usar para Rechazo de interferencias 5G en la banda C.
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