manual de antenas - kindermann.clkindermann.cl/urac/antenas2.pdf3 amplificadores banda ancha 29 ......

Cada vez en mayor medida, a través del espa-

cio que nos rodea se propagan ondas

electromagnéticas de diferentes rangos de fre-

cuencia y de muy diversa utilidad. Mientras el

ser humano percibe algunas de ellas simple-

mente por el hecho de estar consciente (luz

visible, por ejemplo), en otros casos no se ad-

vierte su existencia sin determinados utensilios

destinados a tal efecto. Una onda electromag-

nética tiene asociados ciertos parámetros que

la caracterizan: amplitud, frecuencia, período,

fase,... Jugando con esos parámetros somos

capaces de trasmitir con ella información. Las

señales de Radio y TV que se propagan en el

espacio son ondas electromagnéticas que se

transmiten a la velocidad de la luz, 300.000 km/

s, con unas determinadas frecuencias.

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manual de

antenas

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Servizo de Publicacións de Pc CarrierTodo-los dereitos reservados1º edición, Xaneiro de 2.000

1 sinais de radio e tv 7

1 bandas asignadas 7

2 principios da antena 9

1 reciprocidad 102 construcción de las antenas 103 polarización de la antena 104 polarización vertical 115 polarización horizontal 116 polarización elíptica y circular 127 transferencia de potencia máxima 128 ondas estacionarias de la antena 129 la antena de media onda o dipolo 1310 carga de la antena 14

3 propagación 15

1 tipos 152 caracteristicas 16

4 tv terrestre 17

1 los canales de tv 17

índice

manual editado e producido polo servicio de publicacións de PC Carrier © 1999

páxina 4 m a n u a l d e a n t e n a s

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4 decibelio 19

5 o cable coaxial 21

1 constitucion 212 tipos de cable coaxial 213 atenuación 22

6 recepción de televisión terrestre 23

1 materiales para la recepcion de tv 23

7 materiales en antenas colectivas 23

8 sistemas de antena individual 27

1 antenas interiores 292 amplificadores de vivienda 293 amplificadores banda ancha 29

9 sistema captador de sinais 31

1 antenas 312 antenas yagui 323 antena panel 334 antenas especiales 345 preamplificadores 35

10 materiais do equipo de cabeza 37

1 amplificadores 372 conversores 393 moduladores 404 mezcladores 405 filtros 416 atenuadores 427 ecualizadores 46

11 materiais de rede de distribución 47

1 repartidores 472 derivadores 48



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3 cajas de paso y tomas 52

12 instalacións de a. c. (matv) 55

1 configuración de la instalación 552 señal en antenas colectivas 563 niveles de señal en las tomas 594 calculo instalación colectiva 59

13 sistema captador de sinais 63

1 selección de antena 632 problemas en instalaciones 663 instalación de antenas terrestres 664 selección de preamplificadores 67

14 instalación do equipo de cabeza 69

1 selección del amplificador de cabeza 692 amplificadores con sistema Z 70

15 instalación rede de distribución 75

Las señales de Radio y TV pueden ser de naturaleza analógica o digital.En cuanto al medio, pueden transmitirse por cable o por el espacio,pudiendo realizarse esta última a través de un satélite o a través de

emisores terrestres.Cada vez en mayor medida, a través del espacio que nos rodea se propaganondas electromagnéticas de diferentes rangos de frecuencia y de muy diversautilidad. Mientras el ser humano percibe algunas de ellas simplemente por elhecho de estar consciente (luz visible, por ejemplo), en otros casos no seadvierte su existencia sin determinados utensilios destinados a tal efecto.Una onda electromagnética tiene asociados ciertos parámetros que la carac-terizan: amplitud, frecuencia, período, fase,... Jugando con esos parámetrossomos capaces de trasmitir con ella información.Las señales de Radio y TV que se propagan en el espacio son ondaselectromagnéticas que se transmiten a la velocidad de la luz, 300.000km/s, con unas determinadas frecuencias.

1.1 bandas asignadas

Dentro del espectro de frecuencias radioeléctricas, las bandas asignadas paraservicio de radiodifusión de Radio y TV son las siguientes:· Onda larga: 0,15-0,285 MHz Radio· Onda Media: 0,52-1,60 MHz Radio· Onda Corta: 2,30-26,100 MHz Radio· VHF: ·Banda I: 47-68 MHz TV terrena* ·Banda II: FM FM 87-110 MHz Radio

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·Banda III: 174-230 MHz TV terrena* ·UHF: ·Banda IV: 470-606 MHz TV terrena ·Banda V: 606-862 MHz TV terrena ·Ku: ·FSS inferior: 10,7-11,7 GHz TV satélite ·DBS: 11,7-12,5 GHz TV satélite ·FSS superior: 12,5-12,75 GHz TV satéliteTanto la Banda I como la III dejarán de emplearse en España para el serviciode TV terrestre en breve.Mientras una señal de radio tiene una única frecuen-cia (audio), una señal de TV se asocia a un grupo de frecuencias, ya que secompone de varias señales: vídeo, audio, color, sincronismos.



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Figura 1

La definición formal de una antena es un dispositivo que sirve paratransmitir y recibir ondas de radio y televisión. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de onda) en ondas

electromagnéticas que se puedentransmitir por el espacio libre.En un sistema transmisor, una señaleléctrica de radiofrecuencia (RF) se ge-nera en el oscilador maestro (OM),amplificada por las etapas de amplifi-cación de RF, y modulada por una señalprocedente de un modulador.La señal modulada se amplifica y llegaa una antena, donde se radia al espa-cio como una onda electromagnética.A partir de aquí, estas ondas electro-magnéticas se propagan (viajan) por laatmósfera.En un sistema receptor, la antena es laque capta las ondas electromagnéticas,convirtiéndolas en corrientes alternasque son utilizadas por el receptor, elque extrae la señal moduladora, la am-plifica y la aplica a un transductor desalida.Debido a las importantes perdidas du-rante el recorrido de la onda entre el

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Figura 2Figura 3

transmisor y el receptor, y para proporcionar suficiente intensidad de señal enel receptor, la potencia transmitida debe de ser alta o las antenas de transmi-sión y recepción han de tener gran eficacia.

1 reciprocidadEl comportamiento de las antenas de transmisión y recepción es idéntico. Portanto la misma antena puede utilizarse para transmitir o recibir. La capacidadde intercambio del uso funcional de una antena se denomina reciprocidad.

2 construcción de las antenasLas antenas se construyen a partir de conductores en forma de cables ovarillas dispuestas para proporcionar la máxima eficacia en la generación ocaptación de ondas electromagnéticas.

3 polarización de la antenaPara alcanzar una máxima eficacia de funcionamiento también es necesarioque las antenas transmisoras y receptoras tengan la misma polarización, esdecir, las dos deben de estar situadas en posición horizontal o vertical.La polarización de una onda electromagnética es la corriente de las líneaseléctricas o flujo de la onda.Las antenas pueden colocarse físicamente en posición vertical u horizontalcon respecto a la tierra.La dirección del campo eléctrico desde la antena emisora llamado diagramade radiación se determina por la posición física de la antena y se denominapolarización.El uso que se vaya a dar a la antena determina su posición física.



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Figura 4

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4 polarización verticalUna antena construida de forma que un extremo apunte hacia el cielo y elotro directamente hacia el centro de latierra.Este tipo se conoce como antena ver-tical y se dice que tiene polarizaciónvertical.Sin embargo polarización vertical sig-nifica que la radiación más importantese transmite en el plano horizontal, noen el plano vertical (ver figura 1).Si medimos la intensidad de las ondasde radio enviadas desde una antenavertical a una determinada distancia dela antena, podremos observar de este modo que estas ondas son de igualintensidad a la misma distancia en todas las direcciones horizontales de laantena.Una antena polarizada verticalmente recibe el nombre de una antena nodireccional o omnidireccional. Estos tipos de antena son antenas utilizadas entransmisión y recepción de AM (ver figura 2).

5 polarización horizontalUna antena instalada de tal manera que quede paralela a la superficie de latierra se conoce como antena horizontal y se dice que tiene polarización ho-rizontal.



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La radiación horizontal máxima de una antena horizontal se produce en lasdirecciones laterales de la antena (ver figura 3). Debido a que la antena hori-zontal no radia o recibe igual en todas las direcciones horizontales, se conocecomo antena direccional. Es una antena utilizada en tv y en FM (ver figura 4).

6 polarización elíptica y circularLa polarización de las líneas eléctricas de flujo de una onda electromagnéticanormalmente permanece constante, pero a veces se hace que gire delibera-damente a medida que la onda se propaga por el espacio. Si esta orientacióncambia cuando la señal se propaga desde la antena transmisora, se dice quela señal tiene polarización elíptica (ver figura 5).Un campo magnético de polarización elíptica puede girar a derecha o a iz-quierda a medida que atraviesa el espacio. La intensidad de la señal puedepermanecer constante o no cuando la onda gira. Si la intensidad permanececonstante, se dice que la señal tiene polarización circular. La polarizaciónelíptica es útil porque permite la recepción de señales con polarización varia-ble o imprevisible, con un mínimo de desvanecimiento y perdida de señal.De forma ideal, las antenas transmisoras y receptoras deberían de tener po-larización elíptica, ya que podrían recibir señales con polarización lineal conuna antena con polarización elíptica. Sin embargo, si la señal transmitida tu-viera polarización eléctrica opuesta procedente de la antena receptora, habríauna considerable perdida de señal.La polarización elíptica generalmente seutiliza en estaciones terrestres para comunicación por satélite.

7 transferencia de potencia máximaSi un transmisor esta diseñado para transmitir la máxima potencia a su ante-na, la antena debe de ser resonante a la frecuencia de la energía de la onda deradio transmitida desde el transmisor.La corriente de antena es una corriente alterna que fluye de una lado a otrode la antena a la radiofrecuencia de salida del transmisor. La antena actúacomo un circuito resonante serie, por lo que la reactancia inductiva y lareactancia capacitiva a la frecuencia resonante se anulan mutuamente, que-dando la resistencia de la antena como única oposicion a la corriente deantena. Así pues cuando la antena esta en resonancia con la salida del trans-misor, la corriente de antena es máxima

8 ondas estacionarias de la antenaUna onda estacionaria es una onda que se crea cuando una señal se estápropagando por un medio de transmisión y es reflejada por culpa de una



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Figura 7

mala adaptación o por culpa de un fi-nal de línea.Supongamos primero que tenemos unalínea acabada en circuito abierto y ali-mentada en uno de sus extremos (verfigura 6). En el momento de alimentara esta línea de transmisión con una se-ñal senoidal, se crea una onda que sepropaga por la línea. Esta señal se irárepitiendo cada longitud de onda lan-da (una longitud de onda y no medialongitud de onda) ya que es una señalsenoidal y es periódica. Esto provocaque ahora tengamos una distribuciónde corrientes que no es constante y que varía en función de la longitud deonda landa. En la figura 6 podemos ver una representación gráfica de comoquedaría una distribución de corrientes en la línea que estamos tratando.Una vez que la onda llega al final de la línea, esta es reflejada al no podercontinuar su camino, volviendo hacia el generador. Esta onda reflejada tieneun desfase de 90º respecto de la onda incidente, por lo que al sumarse con laonda incidente, tendremos puntos en donde la suma de un máximo y en don-de de un mínimo. Esta suma de las dos ondas es la onda estacionaria queestamos buscando.Si en vez de estar acabada la línea en circuito abierto, estuviera acabada encorto circuito, también se reflejaría la onda, pero en vez de estar desfasada90º, estaría desfasada 180º. También se sumaría a la onda incidente y lógica-mente también creará la onda estacionaria (ver figura 7).Una cosa que no se ha comentado, pero que es muy importante, es la posi-ción de los máximos y de los mínimos de una onda estacionaria. Al estaracabada la línea en un circuito abierto, en ese punto no podrá desplazarse lacorriente, luego el módulo de la corriente en el extremo de la línea tendrá unmínimo. Por la misma razón, la tensión en ese punto tendrá un máximo, yaque hay máxima concentración de energía. Al ir variando la tensión y la inten-sidad en la línea, la impedancia también irá variando. Este detalle es importantepuesto que una vez que tengamos diseñada nuestra antena, dependiendo delpunto en el que la alimentemos, tendremos distinta impedancia.Así por ejemplo, si tenemos un cable de 50 ohmios para alimentar una ante-na, nos interesará alimentarla por un punto que presente impedancia cercanaa 50 ohmios para tener las mínimas perdidas por desacoplo de impedancias.

9 la antena de media onda o dipoloLos valores de la inductancia distribuida y la capacidad distribuida de uncable son tales que la antena será resonante a una frecuencia cuya longitud de

onda sea aproximadamente dos veces la longitud física de la antena.Dicho de otra manera, una antena resonante tiene aproximadamente l/2 delargo, la mitad de la longitud de la onda a la cual es resonante y la mitad de lalongitud de onda que radia con la máxima eficacia. Por esta razón, la antenautilizada para transmitir señales de radio es la antena de media onda

10 carga de la antenaUna antena transmisora o receptora funciona al máximo rendimiento cuandoes resonante a la frecuencia que esta transmitiendo o recibiendo.El proceso de sintonizar la antena para llevarla a la resonancia exacta con lafrecuencia de salida o entrada se denomina cargar la antena, porque la cargade corriente transportada es máxima cuando se sintoniza a una resonanciaexacta.Una antena de longitud fija es resonante a una frecuencia fija. Si la mismaantena va a utilizarse para radiar diferentes frecuencias, la frecuencia naturalde la antena debe de cambiarse para adaptarse a la nueva frecuencia que seva a radiar.Un método para cambiar la frecuencia de resonancia es cambiar la longitudde la antena, pero normalmente no resulta practico. Otro método es insertaruna inductancia concentrada o una capacidad concentrada en serie con laantena. Es decir, una bobina o un condensador colocado en serie cambiarasu frecuencia de resonancia.



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En este capítulo vamos a entrar a estudiar la propagación en líneas detransmisión. Veremos también los tipos de líneas y sus característicasprincipales

1 tiposLos dos tipos básicos de las líneas de transmisión son bifilares y coaxiales.Las líneas pueden estar equilibradas (simétricas) o desequilibradas(asimétricas). En las líneas equilibradas, los dos cables transportan corrientede RF, con un desfase de 180º entre ellos. En las líneas desequilibradas, uncable esta a potencial de masa y el otro transporta la corriente de RF.

·Las líneas bifilares, que normalmente funcionan como líneas equilibra-das, incluyen líneas aéreas bifilares, de cinta bifilar (cable bifilar plano),conductores dobles trenzados y de par apantallado. Los usos principalesde las líneas bifilares aéreas son la distribución de energía, telefonía y tele-grafía. Estas líneas pueden utilizarse ocasionalmente entre un transmisor yuna antena o entre una antena y un receptor. Sus mayores ventajas son lasencillez y la economía. Su desventaja es la falta de apantallamiento, loque provoca altas perdidas por radiación de señales y fácil captación deruidos. ·Las líneas coaxiales, que normalmente funcionan como líneas des-equilibradas, incluyen líneas rígidas (dieléctrico de aire o concéntricas) ylíneas flexibles (dieléctrico sólido).Las líneas constan de un conductor interno que transporta energía RF yde una pantalla externa puesta a masa. Las principales ventajas son que la

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propagaciónen liñas detransmisión


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pantalla puesta a masa minimiza la perdida por radiación de señales eimpide la captación de ruidos procedentes de fuentes externas

2 caracteristicasDado que las líneas se utilizan para el envío de señales de diverso tipo adiversas distancias es necesario que estas líneas de transmisión no radien yque además tengan las menores perdidas posibles. Un parámetro de granimportancia en toda línea de transmisión es la impedancia característica.La impedancia característica de una línea podemos definirla como la impe-dancia que se mediría en un extremo de la línea sí esta fuera de longitudinfinita. Dicha impedancia característica depende de la naturaleza de cadalínea en particular, y es un parámetro fundamental a la hora de considerar lasposibles reflexiones en la misma línea:

·Si una línea de transmisión esta terminada o conectada a una impedan-cia igual a su impedancia característica no se producirá reflexión de señalen el extremo de dicha línea y toda la energía transmitida se entregara a lamisma.· Si el extremo de una línea esta abierto o en cortocircuito, se producirá uncien por cien de reflexión de señal en dicho extremo.Al numero que define la parte de energía que se refleja en un punto de unalínea de transmisión se le llama coeficiente de reflexión en ese punto.· Si Zo es la impedancia característica de la línea y Zr es la impedancia decierre, el coeficiente de reflexión viene dado por:

r = Zr – Zo / (Zr + Zo)

Así se dirá que una línea de transmisión esta mejor adaptada cuando el valorde su impedancia de cierre (Impedancia de carga) se acerque mas al de suimpedancia característica.



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Es el modo «tradicional» de transmisión de señales de TV. Las señalesson analógicas, y con frecuencias muy altas (Very High Frequency,VHF) o ultra altas (Ultra High Frequency, UHF).

En breve las señales de transmisión terrestre serán de naturaleza digital.Cuando una antena emisora radia, crea a su alrededor un campo electromag-nético cuya intensidad es función de la intensidad que circula por dicha antenay que se va amortiguando a medida que nos alejamos de la misma. Las ondasradiadas por una antena emisora son de 2 tipos: ·De tierra: se propagan por la superficie de la tierra. Son las causantes delefecto desvanecimiento cuando se reciben con fase distinta que las ondas deespacio ·De espacio: se propagan por el espacio; son la base de todas las comuni-caciones. Las señales de VHF y UHF se propagan rectilíneamente, y encuanto encuentran una antena receptora inducen en ella una fuerza electromotrizque es aprovechada. Para lograr que una señal llegue a un televisor en ópti-mas condiciones son necesarios una serie de dispositivos mecánicos yelectrónicos: los Sistemas de Recepción de TV Terrestre.

1 los canales de tvLos canales de TV se van a distribuir entre las bandas de frecuencia de VHFy UHF.En VHF se utilizan las bandas I y III (la banda II es utilizada para radiodifu-sión comercial en FM). La banda I comprende tres canales (2, 3 y 4), situadosen el margen de frecuencias que va de los 47 a los 68 MHz. La banda III

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comprende los canales (5, 6, ......, 10,11 ) que va desde los 174 a los 223MHzEn UHF se transmite en las bandas IVy V. La banda IV, cuyo margen de fre-cuencias va de los 470 a los 590 MHz,comprende 15 canales (21, 22, ......,34, 35 ). La banda V incluye 34 cana-les ( 36, 37, ...,68, 69 ), entre lasfrecuencias de 590 y 862 MHz. (verfigura 8).



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El decibelio (dB) expresa la relación entre dos cantidades homogéneasen forma logarítmica. Equivale a la décima parte del Bel que resultaexageradamente grande para las magnitudes normalmente utilizadas

en telecomunicación.Su nombre hace honor a Alejandro Graham Bell.Puesto que el origen de decibelio tuvo que ver con impresiones acústicaspsicológicas, que son producidas logaritmicamente a la potencia que llega aloído, no es de extrañar que se aplique directamente a la medida de relacionesde potencia:

Ap = 10 log P1 / P2 (dB) relación de potencias

Si suponemos que P1 y P2 son dos potencias desarrolladas sobre la mismaimpedancia resistiva R, por dos tensiones de valor eficaz V1 y V2 o doscorrientes de valor eficaz I1 o I2

Av = 20 log V1 / V2 (dB) relación de tensiones

Ai = 20 log I1 / I2 (dB) relación de corrientes

Hasta aquí nos hemos referido al decibelio como una medida relativa entredos magnitudes P1 y P2 (V1 y V2 o I1 y I2) . Es decir, no tiene sentido decirque en el punto 1 hay 20 dB de potencia s no lo referimos a un punto 2 depotencia conocida o no.En el caso de que la potencia en 2 sea conocida podremos conocer la poten-cia en 1, pero en caso contrario solo podremos hablar de la diferencia depotencia entre ambos puntos. Esto sucede cuando decimos, por ejemplo,que la ganancia en tensión de un amplificador es de 30 dB, es decir, estamos

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diciendo que la tensión a la salida esta 30 dB por encima de la tensión a laentrada, o sea estamos referenciando la salida a la entrada, aunque nadasabemos de las tensiones existentes a la entrada y salida del amplificador.Para salir de esta ambigüedad se definen dos magnitudes de amplia utiliza-ción en telecomunicación, el dBm y el dBuV, que permiten expresar los nivelesde potencia y tensión en dB con respecto a un nivel absoluto

· dBm: expresa el nivel de potencia existente en un punto con respecto a1mW

Ap =10log P(mW) / 1(mW) (dBm)

· dBuV: expresa el nivel de tensión existente en un punto con respecto a1uV y referenciado a una impedancia determinada

Av = 20log V(uV) / 1(uV) (dBuV)



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La línea de transmisión utilizada para la distribución de señales de televisión en sistemas de antena colectiva es el cable coaxial, cutas características veremos a continuación.

1 constitucionEl cable coaxial esta constituido por dos conductores concéntricos. El con-ductor interior llamado vivo y el conductor exterior que sirve de blindaje,denominado malla. Ambos conductores están separados mediante un mate-rial aislante llamado dieléctrico (ver figura 9).La principal ventaja de este cable es que sus perdidas son bajas, indepen-dientemente del ambiente exterior. Asimismo, al estar apantallado ni radia nirecibe parásitos, condición importante tanto para lugares de señal débil comofuerte

2 tipos de cable coaxial · Cable coaxial con dieléctrico de aire: Se diferencian dos tipos, en unosse utiliza de soporte y separación de conductores una espiral de polietileno yen otros existen unos canales o perforaciones a lo largo del cable de modoque el polietileno sea el mínimo imprescindible para la sujeción del conductorcentral. Son cables que presentan atenuaciones muy bajas. · Cable con dieléctrico de polietileno celular o esponjoso, que presentamas consistencia que los anteriores y también perdidas mas elevadas.

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o cablecoaxial


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Figura 10

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· Cable coaxial con dieléctricos de polietileno macizo, de mayor ate-nuación y aconsejado solamente para conexiones cortas (10 o 15 maproximadamente)

3 atenuaciónLa atenuación de los cables se expresa en dB y aumenta a medida que au-menta la frecuencia.(ver figura 10). Una medida muy utilizada es el dB/m, nosda idea de la atenuación en dB del cable por metro. Si utilizamos un cablecon una atenuación de 0,2 dB/m para una línea de bajada de antena de 50m,la perdida total en el cable será de 50m * 0,2 dB/m=10 dB de perdidas en elcable



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Podemos hacer una división en dos grandes grupos de instalaciones: ·Instalaciones individuales ·Instalaciones colectivas

En un principio y con la llegada de la TV, cada usuario disponía de su propiaantena en el tejado, independientemente de los demás inquilinos del inmue-ble. Constituían Instalaciones Individuales de TV Terrestre. Con la apariciónde nuevos canales y con la masiva introducción de televisión en los hogaresse hizo necesario el desarrollo de Instalaciones Colectivas de TV Terrestre(MATV).

1 materiales para la recepcion de tvLos materiales utilizar en un sistema de recepción de TV terrestre son diver-sos y dependen del tipo de instalación a realizar. Así nos encontraremos conelementos mecánicos como torretas, accesorios de fijación, mástiles etc., yelementos electrónicos como dispositivos de captación, tratamiento y distri-bución de la señal o señales deTV

2 materiales en antenas colectivaBásicamente en un sistema de antena colectiva nos encontramos con los si-guientes elementos:

· Antenas· Preamplificadores

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Figura 11

· Amplificadores de banda ancha · Amplificadores monocanal · Conversores y moduladores· Filtros, atenuadores, mezcla-dores, ecualizadores · Repartidores, derivadores, tomas y cajas de paso · Cable coaxial

Asimismo nos encontraremos con di-verso tipo de material como pueden serconectores, cargas y, evidentemente,las fuentes de alimentacióncorrespondientes.Para entender mejorel funcionamiento de una instalación deantena colectiva y en consecuenciapoder analizar la función de cada unode los dispositivos antes mencionados,podemos dividir una instalación en lassiguientes partes.(ver figura11)

2.1 sistema captador de señales

Es el conjunto de dispositivos encargados de recibir las señales que, proce-dentes de los transmisores, emisores y reemisores, se transmiten vía hertziana.Su ubicación es en el exterior, generalmente en el tejado o azotea del edificio.Se compone de los siguientes dispositivos:

· Antenas · Preamplificadores

2.2 equipo de cabeza

Es el encargado de recibir las señales provenientes del sistema captador yadecuarlas para su distribución al usuario en las condiciones de calidad re-queridas. Generalmente se ubica dentro del edificio, en una zona comunalpróxima al sistema captador de señales.Puede decirse que es el cerebro de la instalación y esta constituido por la casitotalidad de los dispositivos activos que componen la instalación, esto es:

· Amplificadores banda ancha · Amplificadores monocanal · Conversores · Moduladores

Asimismo, suelen formar parte del equipo de cabeza los siguientes dispositi-vos:

· Filtros · Mezcladores · Ecualizadores · Atenuadores



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2.3 red de distribución

Se encarga de recoger las señales a la salida del equipo de cabeza y distri-buirlas a las tomas de usuarios de la instalación.Su ubicación se distribuye a lo largo de todo el edificio, desde el equipo decabeza a la ultima toma de usuario. Está compuesta además por el cablecoaxial y los conectores, por los siguientes dispositivos:

· Repartidores · Derivadores · Tomas y cajas de paso

Hay que tener en cuenta que en el proceso de distribución de las señales a lasdiversas tomas de los usuarios, se producen numerosas perdidas. Es por elloque la red de distribución ha de estar perfectamente calculada para llegar aestas tomas con los niveles de señal adecuados.



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Figura 12

En el caso de instalaciones individuales de televisión terrestre, el material a utilizar será en esencia similar al de antenas colectivas, en estesentido se utilizaran: antenas, amplificadores, repartidores, etc., no

obstante existe determinadoequipamiento que por sus prestacio-nes, instalación, costo, etc., no es élmas adecuado para instalaciones deeste tipo.Así poniendo un ejemplo, no tendráningún sentido montar un sistema deamplificación de cabeza conamplificadores monocanales con altonivel de tensión de salida para alimen-tar una instalación de 2 o 3 tomas deusuario.Por el contrario existen dispositivos quepor sus prestaciones, instalación ycosto, por todo esto se adaptan per-fectamente a estas instalaciones perono son utilizables en instalaciones deantena colectiva.Tal es el caso de las antenas de inte-riores, amplificadores de vivienda oamplificadores de banda ancha paramástil.(ver figura 12)

8 sistemas deantena indi-vidual

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1 antenas interioresSon antenas de reducido tamaño, generalmente de diseño físico cuidado, quese conectan directamente a la entrada del receptor sin necesidad de instala-ción y cuya ubicación es inmediata al televisor.Generalmente están constituidos por un elemento radiante tipo dipolo, unreflector para UHF y por un dipolo telescópico para VHF.Actualmente las mas utilizadas son las llamadas electrónicas, las cuales incor-poran amplificación en UHF y/o VHF (ver figura 13).Estas antenas presentan gran utilidad en viviendas en las que la instalacióncolectiva del inmueble presenta algún problema de recepción bien por cana-les todavía no instalados o bien por avería de alguno de ellos.Son utilizables en zonas donde los niveles de señal recibidos son altos y lacalidad exigida no es muy elevada.De todas formas no debe pensarse, en la mayoría de los casos, en estasantenas como posible alternativa a las antenas exteriores.

2 amplificadores de viviendaSon amplificadores banda ancha para instalación de interior en la vivienda.Llevan incorporada generalmente la fuente de alimentación y permiten elevarla señal para ampliar él numero de tomas de la vivienda.Como se puede observar están concebidos para ofrecer una solución al re-parto interior de la vivienda permitiendo su utilización como cabeceras depequeñas instalaciones individuales de hasta 10 tomas, gracias a su alta ten-sión de salida. (ver figura 14)

3 amplificadores banda anchaSon amplificadores para utilización en instalaciones individuales colocadosen el mástil de antena.Se alimentan del cable de bajada y presentan mayores niveles de ganancia ytensión que los amplificadores de vivienda.(ver figura15)Generalmente presentan varias entradas para las distintas bandas, lo que lespermite su conexión directa a las antenas que reciben los distintos canales, noobstante en el caso de niveles de señal muy bajos pueden ir precedidos deun preamplificador para lo cual se les incorpora paso de corriente para sualimentación.



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Veremos ahora los distintos sistemas que se utilizan como sistemascaptadores de señales, como diferentes tipos de antenas ypreamplificadores.

1 antenasBásicamente las características que debe cumplir una antena de TV son lassiguientes:

· Poseer una buena captación de señal. En particular en las zonas margi-nales la ganancia debe de ser la mayor posible· Evitar la captación de señales reflejadas en edificios, montes, etc., queson causa de imágenes “fantasmas” o múltiples· Evitar reflexiones de señal en el propio sistema, dimensionando la antenaconvenientemente· Debe de captar el mínimo posible de interferencias· Debe de ser útil para el mayor numero de canales.

Los parámetros más importantes que definen la calidad de una antena detelevisión son:

· Directividad: Es la capacidad de una antena de concentrar la potenciaradiada en una determinada dirección del espacio o, inversamente, la ca-pacidad de absorber la potencia incidente en esa dirección.· Ganancia: Es la relación entre la potencia recibida o suministrada a uncircuito de carga conectado a la antena y la potencia recibida o suminis-trada al mismo circuito de carga conectado ahora a una antena de referenciaorientada de la misma forma al caso anterior

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· Ancho de haz: Es el ángulo for-mado por los dos ejes imaginariosde unión de la antena con los pun-tos donde la ganancia a caído 3 dBrespecto del punto máximo de ra-diación·Relación delante/atrás: Es la re-lación entre la ganancia de la antenaen la dirección máxima de radia-ción, y la ganancia de la antena encualquier otra dirección compren-dida entre 90 y 270º de la direcciónde máxima radiación· Ancho de banda: Es el margende frecuencias dentro del cual la an-tena mantiene sus características deganancia directividad, etc.A la horade analizar una antena, es impor-tante analizar su diagrama deradiación, la figura 16, muestra eldiagrama de radiación de una de-terminada antena. Este diagramaviene a darnos una indicación muyclara de cómo radia esta antena. Laganancia, la directividad, el anchode banda y la relación delante/atrásson parámetros que podemos de-terminar de estos diagramas, peroa parte debemos de consultar lascaracterísticas técnicas del fabrican-te (ver figura17)

En la figura18 podemos observar la curva de respuesta en frecuencia de dosantenas, donde se ven sus diferencias

2 antenas yaguiLas antenas yagui están formadas por un elemento captador llamado dipolo,un reflector y uno o varios elementos directores.(ver figura19)La función del dipolo es de captación de la señal y tendrá las dimensionesadecuadas para que resuene a la frecuencia del canal a recibir.El reflector colocado detrás del dipolo impide en mayor o menor medida larecepción posterior y refuerza la anterior. Este reflector puede ser sencillo,doble o incluso puede ser una especie de pantalla para aumentar su eficacia.Los directores que se colocan delante del dipolo estrechan el haz o lóbulo



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de recepción a la vez que lo prolon-gan. De esta forma se consigue recibira mayor distancia y, al ser la antenamas directiva se pueden eliminar conmayor facilidad las señales laterales in-deseables.Dentro de estas antenas hay unas conunas diferencias consistentes en unapilamiento angular de parrillas direc-toras, que proporcionan un ancho debanda y una ganancia superior a lasconfiguraciones yagui convencionales.(ver figura 20)Otra característica de esta antena es laeliminación de señales reflejadas comoconsecuencia del estrechamiento delestrechamiento del haz, producido porlas parrillas apiladas (ver figura 21).

3 antena panelOtra estructura muy utilizada en la recepción de señales de TV terrestre es elllamado panel de dipolos apilados. (ver figura 22). Consiste esta estructuraen un numero par de dipolos (generalmente 2 o 4), separados de tal formaque se suman los efectos de los dipolos consiguiéndose una antena de ganan-cia media y un buen ancho de banda.

4 antenas especialesAntena electrónica con amplificación separada incorporada, dotada de filtrosrechazadores de bandas de telecomunicación. Esta antena se utiliza cuando



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hay necesidades estéticas, donde prime el espacio o la movilidad, como puedeser caravanas,camping o incluso balcones (ver figura 23). Antena omnidireccionalpasiva de cuatro dipolos, ideada para utilizar en embarcaciones, caravanas ycamping. Es ideal donde la calidad de la señal no sean problemáticas,dimensionada para cubrir la banda de UHF (ver figura 24). Antena de FM, esuna antena omnireccional para su instalación en instalaciones colectivas o indi-viduales donde se requiera recibir la banda de FM (ver figura 25)

5 preamplificadoresLos preamplificadores generalmente se usan junto con antenas para amplifi-car aquellas señales radiadas que son relativamente débiles. Están diseñadospara obtener respuestas con muy baja figura de ruido y normalmente vienen



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alojados en caja estanca para que puedan ser usados en el exterior y sumontaje es sobre mástil (ver figura26).Además dada su proximidad con la antena se minimizan las posibles perdidasprovocadas por los cables.Algunos modelos incorporanamplificadores que cubren todo el ran-go de frecuencias, mientras que otrostienen dos o tres, cada uno de los cua-les sintonizado a una pequeña porcióndel de la banda de frecuencias.La figura de ruido (FN) es la especi-ficación más importante de lapreamplificación esta determina la can-tidad de ruido que es agregado alsistema MATV a la vez que amplificauna señal de entrada muy débil hastauna relación señal-ruido aceptable (S/N).El valor mínimo esperado en uni-dades de alta calidad es de 2 dB,medida desde la salida hasta la entra-da del dispositivo (mayor que la FN

del primer transistor, normalmente indicado por algunos fabricantes).Un preamplificador ha de tener una ganancia adecuada de tal manera que elnivel de la señal aumente para compensar las perdidas de la descarga.Rango típico de ganancias: desde 10 a 35 dB como máximo.Las especificaciones del ancho de banda proporcionan información a cercade que canales cubre un preamplificador así como sugiere la forma en que seconstruye dicho dispositivo (ver figura 27).



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Veremos ahora los distintos materiales que podemos utilizar para elequipo de cabeza, como los amplificadores, conversores,moduladores, mezcladores, filtros, atenuadores y ecualizadores.

1 amplificadoresSon dispositivos encargados de aumentar el nivel de la señal existente, deforma que a su salida tengamos un nivel superior al que hay a su entrada. ·CARACTERÍSTICAS : Sus características más importantes son: · La ganancia: se mide en dB y representa la diferencia de nivel de señalexistente entre la entrada y la salida del dispositivo. · La figura de ruido : se expresa en dB y representa la cantidad de ruidoque se añade a la señal en el amplificador. · La tensión máxima de salida: se expresa en mV, dBmV o dBuV yrepresenta el nivel máximo de señal que el amplificador es capaz de entregara su salida sin distorsión ·TIPOS: La elección de un amplificador dependerá en cada caso de laaplicación a la que va destinado, de tal forma que las características antesmencionadas tendrán una mayor o menor aplicación.Si el amplificador tiene diferentes bandas de frecuencias de entrada, estoimplica utilizar un filtro de paso-banda para eliminar las porciones interme-dias entre las distintas bandas. De todas formas, si se usasen dosamplificadores desde la banda de VHF esto ya no sería un problema.El uso de filtros de entrada de paso-banda provoca perdidas de señal, almismo tiempo que también provoca una disminución en la sensibilidad con un

10 materiais doequipo decabeza

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aumento de la figura de ruido.Los amplificadores pueden sufrir unfenómeno llamado compresión, estarepresenta un punto donde la señal deentrada es tan alta que satura al ampli-ficador lo que implica por tanto lalimitación de que la señal de salida nopodrá ser para nada alta.Los amplificadores monocanal puedenverse afectados por una forma de dis-torsión conocida comointermodulación. Esto ocurre cuandolos portadores de audio y vídeo de laseñal de TV se interfieren mútuamentee interaccionan u oscilan a la vez.Otro fenómeno que se produce en losamplificadores es debido a la modu-lación cruzada. Esta ocurre cuandola modulación de un canal se descargaen un canal adyacente. Este hecho pro-duce líneas que oscilan por la pantalla.Cuanto mayor sea el ancho de bandadel preamplificador mayor es la posi-bilidad de que se produzca modulacióncruzada.La máxima tensión de salida de un am-plificador de banda ancha vienedeterminada para un cierto nivel de mo-dulación cruzada cuando el dispositivolleva un número específico de canales.



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Figura 31 Figura 32

Las centrales amplificadores se diferencian de los amplificadores de seña-les radiadas porque están diseñados para suministrar altos niveles de salida,con tal que la señal de entrada tenga una S/N adecuado mientras que lascentrales amplificadoras pueden tener ganancias tanto fijas como ajustables,la mayoría tienen un rango de ajuste de 20 dB. Además también suelen tener un ecualizador de pendiente ya sea incorpora-do o enchufable para compensar perdidas de alta frecuencia ((ver figura 28).Los fabricantes especifican el máximo nivel de salida para que dicha gananciapueda ser reducida si el nivel de entrada es muy alto, evitando así la compre-sión de la señal (ver figura 29).En esos casos la figura de ruido no es una especificación importante dadoque la relación señal ruido normalmente es lo suficientemente grande.

2 conversoresSon dispositivos que permiten el paso de emisiones de un canal en otro canal.En definitiva son dispositivos que convierten una canal de entrada en otrodistinto de salida (ver figura 30).Su principio de funcionamiento básico es el de hacer batir (combinar) lasfrecuencias de entrada con la de un oscilador situado en el interior del dispo-sitivo de forma que se generen diversas combinaciones de frecuencias de lascuales mediante filtros a la salda se seleccionan solamente las requeridas.La frecuencia del oscilador ha de ser muy pura e igual a la diferencia entre laportadora de vídeo del canal de entrada y la portadora de vídeo del canal desalida.La utilización de estos dispositivos esaconsejable en el caso de instalacio-nes de antena colectiva con un numeromuy elevado de tomas y en el que lalongitud del cable coaxial hasta la ulti-ma toma es muy grande y haceaconsejable distribuir en canales deVHF o cuando existen canales de UHF



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muy separados en frecuencia, que son difíciles de ecualizar (En la figura 31podemos ver sus características técnicas).También son de gran utilidad cuando se reciben canales muy próximos y esnecesario separarlos para llevarlos al televisor y evitar posibles interaccionesentre los mismos (En la figura 32 podemos ver su esquema de conexión).

3 moduladoresSon dispositivos que permiten a partir de las señales de entrada de vídeo yaudio generar una señal modulada en un canal de RF (ver figura 33).

Se utilizan fundamentalmente en sistemas de TV satélite cuando las unidadesinteriores usadas no incorporan modulación. Asimismo pueden utilizarse encircuito cerrado de TV, en señales procedentes de videoreproductores, eninstalaciones de antena colectiva con servicio de vigilancia integrada, etc.

4 mezcladoresSon dispositivos destinados a recibir distintas señales de TV por sus distintasentradas y canalizarlas a su salida por un solo cable (ver figuras 34 y 35). Lasprincipales características que debe de cumplir un mezclador son (figura36).

· Buena adaptación en las entradas y la salidas. · Bajas perdidas · Rechazo entre salida.

Dependiendo de su utilización existen diversos tipos de mezcladores (En lasfiguras 37, 38 y 39 podemos ver diferentes esquemas de instalación):

· De caja de antena · De mástil · De interior de vivienda



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5 filtrosSon dispositivos destinados a seleccionar determinadas frecuencias (ver fi-gura 40). Sus principales características son las de perdidas de inserción, y elrechazo al canal adyacente (ver figura 41).La primera característica indica en dB la disminución de señal entre la entra-da y salida del filtro.El rechazo mide la capacidad del filtro para rechazar las frecuencias no de-seadas y se expresa en dB. En la figura 42 podemos observar su esquema deconexiónOtros tipos de filtros son los denominados filtros trampa, que son dispositi-vos encargados de rechazar determinadas frecuencias indeseadas (ver figura43).En las figuras 44 y 45 podemos ver sus características y su esquema deconexión



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6 atenuadoresSon elementos destinados a producir en la parte de la instalación donde seinsertan un descenso o atenuación de la señal. (ver figura 46). Se empleanpara equilibrar señales, evitar saturación de los amplificadores, etc. Una ca-racterística importante en un atenuador es el hecho de mantener constante laimpedancia de entrada y salida. (ver figura 47).



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En la figura 48 podemos ver su esquema de instalación.



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7 ecualizadoresSon dispositivos electrónicos encargados de equilibrar en la salida o salidaslos niveles de las señales presentes enla entrada o entradas (ver figura 49).Se utilizan en instalaciones en las quese reciben dos, tres o más canales deTV con distintos niveles de señal, per-mitiendo igualar dichos niveles. (verfigura 50).



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Veremos ahora los distintos materiales que podemos utilizar para lared de distribución, como los repartidores, derivadores, cajas depeso y tomas...

1 repartidoresSon dispositivos que distribuyen la señal de entrada en múltiples salidas per-mitiendo la generación de varias líneas de bajada a partir de una sola entrada(ver figura 51). Las características más importantes a tener en cuenta en es-tos dispositivos son (ver figura52):

· Atenuación (dB) · Adaptación de entradas y salidas (R.O.E) · Rechazo entre salidas (dB)

La atenuación y el rechazo entre salidas miden las perdidas producidas alpaso de la señal.La adaptación mide los niveles de reflexión de señal como consecuencia dela posible desadaptación de impedancias entre el dispositivo y el cable coaxialen entrada y salidaEl rechazo entre salidas es unparámetro de gran importancia, por-que es una medida de cómo afecta alas demás salidas las señales parásitaso desadaptaciones existentes en una deellas. En la figura 53 podemos ver suesquema de conexión.

11 materiais derede dedistribución

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2 derivadoresSon dispositivos que producen una o varias ramificaciones en una línea dedistribución de bajada tomando parte de la señal que circula por ella sinpracticamente afectarla.Existen varios tipos:

·Derivador inductivo 2D (ver fi-gura 54, derivador de interior yfigura 55 derivador de exterior, enla página siguiente): reparten la se-ñal en dos direcciones, se utilizanen instalaciones colectivas terrestresy de satélite.Estos derivadores inductivos per-miten minimizar las perdidas depaso, el paso de DC en losderivadores de interior permitenreamplificar en línea telealimentandoel equipo.Debemos de prestar especial cui-dado en su colocación, ya que laelección de este depende de la plan-

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ta en que lo instalemos.En la figura 56 podemos ver sus ca-racterísticas, y en la figura 57podemos ver su esquema de colo-cación.· Derivadores de FI 2D (Figura58): se utilizan en instalaciones conseñales de satélite, cuando nos in-terese distribuir la señal directa delconversor de la parábola a cadauno de los abonados, estos con estesistema podrían sintonizar cualquiercanal de satélite escogido.En la figura 59 podemos ver sus ca-racterísticas técnicas, y en las figuras60 y 61 de las páginas siguientes,podemos ver sus esquemas de ins-talación· Derivadores inductivos 4D: igual que los de 2D pero reparten la señalen cuatro direcciones (ver figuras 62 y 63).· Derivadores de FI 4D: igual que los de FI 4D pero reparten la señal encuatro direcciones (figuras 64 y 65).

Sus características más importantes son, además de la adaptación de entraday salida:



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· Atenuación en derivación (dB)· Atenuación en paso (dB)· Rechazo entre salidas (dB)

La atenuación en derivación indica cuantos dB quedara atenuada la señalen las salidas con respecto a la entrada.La atenuación en paso indica cuantos dB se atenúa la señal al pasar entre laentrada y la salida en la línea principal para continuar hacia los demásderivadores conectados en la misma línea.Con el fin de compensar en cada derivador las perdidas debidas a ladiferencia de longitud de la línea de bajada según la planta que vayan

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situados, existen distintos tipos de derivadores con distinta atenuación dederivación

3 cajas de paso y tomasSon elementos que permiten al usuario obtener la señal de la línea para apli-carla a la entrada del televisor.Las principales características a tener en cuenta en las cajas de paso son:

·Atenuación de derivación (dB) ·Atenuación de paso (dB) ·Rechazos entre salidas (dB)



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Figura 66Figura 67

Las cajas de paso se instalan sobre la línea de distribución de forma que lalínea tras pasar por ellas tiene que continuar hasta otra cajas (ver figura 66).En este sentido puede decirse que las cajas de paso son derivadores queincorporan la toma de usuario. En la figura 68 y 69 podemos ver sus carac-terísticas técnicasEn el caso de las tomas, estas se colocan generalmente a la salida de underivador, de forma que la línea llega a la toma, entregando la señal al usuario(ver figura 67). En la figura 70 podemos ver sus características técnicas.

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Veremos ahora los pasos que es necesario seguir en la instalación deuna antena colectiva, como la configuración de la instalación o ladistribución de señal en antenas colectivas.

1 configuración de la instalaciónA la hora de llevar a cabo una instalación de recepción de TV terrestre sonmúltiples las consideraciones que hay que tener en cuenta. Dichas considera-ciones, aunque algunas de ellas comunes, variaran sustancialmentedependiendo de que se trate de una instalación individual o colectiva. Hemosvisto que el material a utilizar puede diferir entre un caso y otro.Es conveniente cuando se recibe un aviso para realizar una instalación colec-tiva, planificar esta y proceder a una simulación de las características queposteriormente nos encontraremos en el lugar de la instalación. Esto nos evi-tara un gran numero de problemas.Estos sistemas de distribución de canales de TV terrestre se conocen con elnombre de sistemas de MATV (Master Antenna Televisión) y en el caso deque lleven añadidos canales de TV satélite reciben el nombre, de SMATV(Satélite Master Antenna Televisión).Como hemos visto hasta aquí, básicamente una instalación de antena colec-tiva consiste en un conjunto de dispositivos de diversa índole interconectadosentre sí y destinados a recibir las señales de TV y distribuirlas a las distintasviviendas que componen el edificio.Asimismo hemos visto que una instalación de antena colectiva se componede tres partes básicas:

12 instalaciónsde antenacolectiva(matv)

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· Sistema captador de señales · Equipo de cabeza · Red de distribución

2 señal en antenas colectivasEn base al sistema de amplificación empleado, podemos dividir las instala-ciones en dos tipos:

· Instalaciones con amplificación banda ancha



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Figura 72

·Instalaciones con amplificación monocanalEn base a la red distribución utilizada dividiremos las instalaciones en:

·Instalaciones con sistema de distribución con repartidores (figura72) ·Instalaciones con sistemas de distribución con derivadores (figu-ra 71) ·Instalaciones con sistemas de distribución por cajas de paso (fi-gura 73)

Desde el punto de vista técnico una instalación con sistema de amplificaciónmonocanal es muy superior a una instalación con sistema de amplificaciónbanda ancha.



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Figura 73

Las principales ventajas del sistema monocanal son:· Insensibilidad a interferencias· Permite obtener mayores niveles de tensión de salida, sobre todo cuan-do aumenta él numero de canales a amplificar.· Permite la incorporación de nuevos canales sin disminución apreciabledel nivel de tensión de salida, lo que evita tener que redimensionar· Permite la ecualización de la señal canal por canal· Evita la posibilidad de avería total en la instalación: si falla un componen-



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te falla un solo modulo y se dejara de ver solo el canal a que corresponda.En un sistema de banda ancha si falla un componente del amplificador, sedejaran de ver todos los canales.

Así pues de una manera general se recomienda utilizar sistemas de amplifica-ción monocanal y en aquellos casos de instalaciones con un numero reducidode tomas de usuarios o pocos canales a distribuir pueden utilizarse sistemasde banda ancha.

· En lo que se hace referencia a los distintos sistemas de distribución, debede utilizarse el sistema de distribución por derivadores cuando se trate deuna instalación colectiva. En el caso de una instalación individual puedenutilizarse cajas de paso.· El sistema de distribución por repartidores sirve de apoyo a los anteriores.· El hecho de la utilización exclusiva del sistema de derivadores en unainstalación colectiva se basa fundamentalmente en dos puntos:· Separación entre la toma de usuario y el resto de la distribución evitandoproblemas en la red como consecuencia de la manipulación de una toma.· Buen aislamiento entre tomas evitando que las interferencias producidasen una toma se transmitan a las demás tomas.

3 niveles de señal en las tomas

CANAL MAXIMO MINIMO VHF 84dBuV 65dBuV UHF 84dBuV 70dBuV

4 calculo instalación colectivaVamos a determinar el nivel de tensión de la señal necesaria a la salida delequipo de amplificación para cumplir con los niveles de señal en las tomas.Para ello supondremos las siguientes distancias de cable, según el siguienteesquema de distribución. Como puede observarse el tipo de derivador utili-zado depende de la planta de ubicación de este.En primera aproximación y para este calculo supondremos las atenuacionesen cable y derivadores iguales para todos los canales de UHF e iguales a losdel canal mas alto. Así tomando un cable tipo T-100

0,058 dB/m para VHF y 0,179 dB/m para UHF

4.1 cálculo de la instalación

Comenzaremos por él calculo de las perdidas en las diversas tomas de usua-rio, empezando por el séptimo piso



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· Perdidas en tomas de séptima planta:Perdidas 7 planta = P.cable + P.derivacion derivador 7ª planta + P.toma

VHF P7 = [(10+10) x 0,058] + 18 + 1 = 20,1 dBUHF P7 = [(10+10) x 0,179] + 18.5 + 1 = 23 dB

· Perdidas en tomas de sexta plantaPerdidas 6 planta = P.cable + P.prolongacion derivador 7ªplanta +P.derivacion derivador 6ª planta + P.toma

VHF P6 = [(10+10+3) x 0,058] + 1,2 + 18 + 1 = 21,5 dBUHF P6 = [(10+10+3) x 0,179] + 0,8 + 18,5 + 1 = 24,4 dB

Procediendo de forma análoga para las demás plantas se obtiene la siguientetabla y donde puede comprobarse el mayor nivel de perdidas que se produ-ce en UHF que en VHF

Planta Perdidas VHF dB Perdidas UHF dB 7 20,1 23 6 21,5 24,4

5 22,9 25,7 4 20,9 22,7 3 21,9 24,2 2 23,03 25,8

1 19 23

Observando la tabla vemos que las tomas mas desfavorecidas son: ·VHF: planta quinta con 23,03 dB de perdidas ·UHF: planta segunda con 25,8 dB de perdidas

En consecuencia el nivel de señal a la salida del sistema amplificador de ca-beza ha de ser como mínimo:

·VHF: 65 dBuV + 23,03 dB = 88,03 dBuV ·UHF: 70 dBuV + 25,8 dB = 95,8 dBuV

Por otro lado y en la misma tabla, observamos que las tomas con mayor nivelde señal son:

·VHF : planta primera con 19 dB de perdidas ·UHF: planta cuarta con 22,7 dB de perdidas

De esta forma el nivel máximo de señal existente a la salida del amplificadorha de ser:

·VHF: 84 dBuV + 19 dB = 103 dBuV ·UHF: 84 dBuV + 22,7 dB = 106,7 dBuV

Escogeremos así un sistema de amplificación capaz de suministrarnos unatensión de aproximadamente 100 dBuV para seis canales.Para determinar por completo el sistema de amplificación a utilizar, hemos deconsiderar los niveles de señal que tenemos en la entrada de dicho sistema.Suponiendo que los niveles de señal medidos en la toma de antena estáncomprendidos entre (70 y 75) dBuV para UHF, y 75 dBuV para VHFTeniendo en cuenta una distancia de 10 metros de cable entre las antenas y elsistema de amplificación, tendremos unos niveles de entrada de este de:



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·VHF = 74,4 dBuV ·UHF = entre 68 y 73 dBuV

Así pues para obtener los 100 dBuV necesitaremos un amplificador con lasiguiente ganancia:

·VHF = 25 dB ·UHF = 32 dB



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Figura 74

El sistema captador de señales es el encargado de recibir las señalesprocedentes de los transmisores y reemisores y enviarlas al equipode cabeza.

Ahora bien, las condiciones en que estas señales son entregadas al equipo decabeza son fundamentales para un buen funcionamiento de la instalación. Pro-blemas de esta parte se convierten en muchos casos irresolubles

1 selección de antenaA la hora de seleccionar la antena o antenas a utilizar, debemos de tener muyen cuenta el diagrama de radiación y la curva de ganancia-frecuencia de laantenaLa primera nos da una idea muy clara de cómo la antena recibe las señales enfunción de las direcciones de las que estas proceden. La segunda nos da laganancia que presenta la antena en cada canal. (ver figura 74).

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Para recibir los distintos canales utilizaremos una antena de canal para VHF,y una antena banda ancha para la recepción de los canales de UHF (verfigura75)Suele suceder que los canales de UHF a recibir se encuentren cercanos unosde otros en cuyo caso recurriremos a una antena por grupo de canales. Aveces es necesario la utilización de dos antenas para los canales de UHF,esto es así cuando los canales se reciben de direcciones distintas o cuando uncanal tiene un nivel de señal muy bajo y requiere la utilización de una antenade mayor ganancia y un preamplificador (ver figura 76).Un problema que hay que tener en cuenta es el problema de doblesimágenes. Suele presentarse en ciudades, donde el fenómeno de la reflexióncomo consecuencia de los edificios de hormigón armado es muy acusado(ver figura 77). También se presenta en zonas donde la existencia de monta-



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ñas, lagos, etc., crean el mismo efecto.Para evitar este problema ha derecurrirse a antenas de alta directividad(ver figura 78). Si la utilización de unaantena directiva no basta, se puede in-tentar girar la antena un pequeño ángulorespecto a su dirección de apuntamien-to con objeto de que la onda reflejadasea recibida por la antena en una di-rección donde la ganancia de la antenaes muy baja. Hay que tener en cuentaque actuando de esta forma se des-perdicia algo de ganancia de la antenaen la recepción de los canales desea-dos.Puede haber casos en que el eliminarla onda reflejada requiere un giro muygrande de la antena, lo que conlleva auna gran perdida de ganancia en la di-rección de recepción de la señaldeseada. En este caso se recomiendala utilización de dos antenas acopladas.El efecto de acoplar dos antenas nosolo se traduce en el hecho de aumen-tar la ganancia en 3 dB sino que tieneel efecto de atenuación de las ondasreflejadas en determinadas direccionesdel espacio.Existen dos formas de acoplo cada unade las cuales se traduce en un determi-nado efecto.Mientras la ganancia en los dos casos



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aumenta tres dB, en el primer caso él acoplo de antenas se produce horizon-talmente. (ver figura 79). Esto tiene como consecuencia la aparición de nulosde recepción en el diagrama de radiación horizontal de la antena. Estos nulosse sitúan próximos al máximo de radiación haciendo que las señales refleja-das incidentes en las direcciones de los nulos, sean fuertemente atenuadas.(ver figura 80).En el caso de acoplamiento vertical( ver figura81) el efecto de aparición denulos se produce en el diagrama de radiación vertical de la antena. (ver figura82). Se recurrirá al acoplamiento horizontal cuando se pretendan eliminarreflexiones horizontales provenientes de montañas, edificios, etc. Por el con-trario se recurrirá al acoplamiento vertical cuando interese eliminar ondasreflejadas verticalmente, es decir, reflexiones en el suelo, en tejados de edifi-cios más bajos, etc..Debemos de tener en cuenta que para llevar a cabo el acoplamiento entreantenas, es imprescindible que el cable utilizado en cada antena sea el mismoy de la misma longitud.Otra consideración a tener en cuenta es la utilización de circuitos adaptadoresde antena al cable coaxial que nos permiten, además de adaptar lasimpedancias, transformar una entrada simétrica en una salida asimétrica sinperder el nivel de la señal captado por la antena.

2 problemas en instalacionesEn una instalación se detecta que la imagen varía su calidad pasando desde ladeformación hasta la presencia de grano.Este fenómeno se denomina fadding y consiste en la variación del nivel deseñal de algunos canales. En los extremos de esta variación se produce satu-ración de los equipos (deformación de la imagen) y la ausencia de señal(presencia de grano). En él se ven involucradas circunstancias como la subi-da y bajada de las mareas, la estación del año, incluso la influencia de lasmanchas solares. Su eliminación es difícil y pasa por cambiar el emplaza-miento de la antena receptora. A veces un desplazamiento de pocos metrosayuda a eliminar dicho problema.La segunda solución consiste en emplear equipos de amplificación dotadosde control automático de ganancia (CAG)

3 instalación de antenas terrestresPara mantener un equilibrio de fuerzas e impedir una excesiva carga al vientodel mástil, se ha de instalar la antena más pesada en la parte inferior delmismo.Por ejemplo si disponemos de una antena de BIII, una de UHF y una de FM,el orden lógico será colocar en la posición inferior la antena de BIII, seguida



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de la de UHF, para acabar con la de FM en la punta superior del mástil. Laley obliga a mantener una distancia superior de 1m. entre las antenas.

4 selección de preamplificadoresUn elemento muy importante en el sistema captador de señales son lospreamplificadores. Su función principal es la de recibir señales débilessin casi empeorar la relación señal/ruido y aumentar dicho nivel paraque puedan ser debidamente tratadas por el equipo de cabeza. Comocriterio general se utilizara un preamplificador siempre que el nivel de señalrecibido sea tan bajo que requiera un dispositivo con figura de ruido suficien-temente pequeña para garantizar una relación señal/ruido de al menos 40 dB.También se puede utilizar un preamplificador cuando se necesite aumentar elnivel de señal a la entrada del amplificador de cabeza y conseguir con ello elnivel de señal requerido para entregar a la red de distribución.Veamos un ejemplo:

Supongamos que una vez realizado él calculo de las perdidas produci-

das en la red se llega a la conclusión de que para obtener un nivel ade-

cuado en todas las tomas se necesita un nivel de señal a la salida del

amplificador de cabeza de 110 dBuV. Supongamos que disponemos de

un amplificador capaz de darnos un nivel de salida de hasta 117 dBuV y

que posee una ganancia de 35 dB, para poder conseguir esos 110 dBuV

a la salida del amplificador necesitaremos a la entrada de este un nivel

mínimo de 110dBuV – 35 dB = 75 dBuV.

Ahora supongamos que tenemos en antena un nivel de 60 dBuV. Con

este nivel de señal la relación S/N es suficiente independientemente de

la figura de ruido del dispositivo utilizado.

No obstante, suponiendo unas perdidas en el cable de antena-amplifica-

dor de 2 dB, resulta que a la entrada del amplificador de cabeza tendre-

mos un nivel de señal de 58 dBuV totalmente insuficientes para conse-

guir los 110 dBuV necesarios a la salida de dicho amplificador. En este

caso se puede utilizar un preamplificador con una ganancia entre 20-30

dB que nos permita obtener un nivel de tensión de salida de 80 a 90

dBuV, en cuyo caso ahora tendríamos entre 78 a 88 dBuV permitiéndo-

nos así los 110 dBuV de salida del amplificador.

A la hora de utilizar un preamplificador u otro dispositivo amplificador conuna señal de antena superior a 60 dBuV, hay que tener en cuenta el nivel desalida capaz de suministrar dicho dispositivo, dado que con esos niveles detensión de entrada si la amplificación es muy alta, podemos estar por encimade la tensión máxima de salida.



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Figura 83

El elemento más importante y que siempre estará presente en el equipode cabeza de una instalación de antena colectiva es el sistema deamplificación.

1 selección del amplificador de cabezaNunca debemos de utilizar un amplificador por encima de su tensión máximade salida ya que, en caso contrario, los efectos de intermodulacion o modu-lación cruzada se harían visibles degradando la señal.En amplificadores de banda ancha, para evitar problemas de modulacióncruzada hemos de procurar que los canales a la salida del amplificador ten-gan mas o menos la misma amplitud. (ver figura 83). Esto es posible dadoque las centrales amplificadoras permiten ecualizar por bandas.De no ser suficiente, habrá que recurrir a dispositivos que nos permitanecualizar dichos canales. Estos dispositivos serán preamplificadores, filtros,ecualizadores, etc. (ver figura 84).Como conclusión practica a la hora de realizar una instalación, diremos quese podrá utilizar un sistema banda an-cha cuando sea suficiente ecualizar porbandas. Cuando sea necesaria ecualizarpor canales utilizaremos sistemas deamplificación monocanal.¿ Qué ventajas tienen las centrales deamplificación separada, si en las carac-terísticas técnicas figura una tensión

14 instalacióndo equipo decabeza

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máxima similar a la de las centrales de amplificación conjunta?Como su propio nombre indica, las centrales de amplificación separada in-corporan dos etapas de amplificación diferentes sintonizadas a las bandas deUHF y VHF. Por este motivo, a la hora de aplicar la regla de reducción delnivel máximo de salida de la central, se ha de contar los canales de UHF yVHF por separado como si de dos centrales se tratase. De este modo, paraun determinado número de canales de VHF y UHF, se consigue mayor ten-sión de salida con las centrales de amplificación separada que con las deamplificación conjunta.

2 amplificadores con sistema ZUn sistema de amplificación muy extendido actualmente es el que uti-liza técnicas Z de autoseparación a la entrada y automezcla a la salida.A la hora de instalar un sistema de amplificación monocanal con técnica Z, espreciso tener en cuenta las siguientes consideraciones. (ver figura 85):

· En VHF hay que dejar un canal intermedio sin utilizar entre dos utilizados(ver figura 86).· En UHF hay que dejar dos canales intermedios sin utilizar entre dosutilizados. (ver figura 87).· En caso de querer utilizar canales adyacentes se utilizaran los siguientesmontajes. (ver figura 88).· La colocación física de los amplificadores se hará de mayor a menorcanal, extrayendo la salida por el canal mas alto· Cuando solo se utilice una salida esta se hará por la fuente de alimenta-



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ción, quedando para este caso los amplificadores colocados de mayor a,menor canal a partir de la fuente de alimentación· Cuando solo se utilice una salida,la otra ha de adaptarse con una car-ga de 75 Ohms.· Cuando se instala un sistema deamplificación con salida Z, el nivelmáximo de salida de todo el con-junto se reduce con respecto al nivelmáximo de salida de cada amplifi-cador monocanal por separado.Esta reducción dependerá del mon-taje utilizado en cada caso. Deforma general podemos decir quepara calcular la máxima tensión de



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salida de todo el conjunto hemos de tener en cuenta:· Mínima de las máximas tensiones de salida de los monocanales utiliza-dos.· Asimismo habrá que tener en cuenta las perdidas producidas por la in-clusión de cada amplificador en el sistema Z. Estas perdidas podemoscifrarlas en 0,5 dB por puente de conexión de UHF y de 0,3 dB en VHF.Para evaluarlas se tendrá en cuenta el canal menos favorecido.· Si se utilizan canales adyacentes deberemos de restar 4 dB debidos a losproductos de intermodulación que introduce el amplificador en el canaladyacente.· Por ultimo, las perdidas introducidas por el mezclador que se utiliza en elmontaje

En la figura 89 podemos ver las carac-terísticas tecnicas de estosamplificadores, así como de la fuentede alimentación (ver figura90).En la figura 91 podemos ver su esque-ma de conexión



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Figura 91



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La elección de un buen cable coaxial puede ahorrarnos algunos problemas. Así por ejemplo la utilización de un cable con unas perdidas de0,2 dB/m o de uno de unas perdidas de 0,4 dB/m para una instalación

con una tirada de cable de 50 m a la toma mas desfavorecida se traduce en10 dB de perdidas para el primer caso y 20 dB para el segundo. NUNCADOBLAR UN CABLE COAXIAL FORMANDO UN ANGULO REC-TO. Ello supone la utilización de un amplificador en el equipo de cabeza 10dB más potente, lo cual se traduce en un considerable incremento de costede dicho amplificador.Actualmente y dado él numero de receptores, hay que realizar el diseño de lared de distribución contemplando la existencia de al menos 2 o 3 tomas porvivienda. A la hora de realizar el diseño de la red de distribución ha de tener-se en cuenta que el aislamiento entre las diversas tomas de usuario debe deser del orden de 40 dB para evitar que se produzcan interferencias prove-nientes de las tomas contiguas.Asimismo, ha de independizarse cada toma de usuario de la red colectiva dedistribución. En este sentido es aconsejable la utilización de sistemas de dis-tribución por derivadores

15 instalaciónrede de dis-tribución

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manual de antenas - kindermann.clkindermann.cl/urac/antenas2.pdf3 amplificadores banda ancha 29 ......

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