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RECEPTION TECHNOLOGY
Antenna Satellitare Autocostruita
Frank Altenwerth
Ispirato dall'articolo relativo ad una parabola satellitare in
legno autocostruita pubblicato su TELE-satellite 04-05/2005,
decisi di cimentarmi anch'io in un progetto simile. Dando
un'occhiata all'indirizzo Internet [1] fornito nell'articolo e cercando
su Google le parole “wooden” e “dish”, si trova velo-
A parte le considerazioni generali riguardo
un tale progetto, intendevo anche apportare
alcuni miglioramenti alla struttura di base.
Considerando che per me non era possibile
erigere una parabola così grande all'esterno
e l'installazione sul tetto era fuori discussione
a causa della dimensione dell'antenna, l'unica
opzione rimasta era la soffitta dove, molto
fortunatamente, era disponibile una finestra
di 1,2 x 1,2 metri proprio nella direzione del
satellite desiderato.
Il problema successivo era l'installazione ed
il trasferimento della costruzione in soffitta.
Considerando il diametro finale di 1600 mm
e che la piccola botola di accesso era decisamente
troppo stretta, l'assemblaggio sul
posto era giocoforza l'unica possibilità. Ma
non mi farebbe piacere dover smontare il
tutto qualora un giorno mi dovessi trasferire
altrove, quindi la possibilità di poter ragionevolmente
scomporre la costruzione in singoli
moduli era al primo posto del mio elenco di
miglioramenti.
La parabola richiede un diametro di 1600
mm in quanto questa è la dimensione minima
richiesta per coprire l'intera finestra di 1,2
x 1,2 metri in modo tale da essere certi che
nessun segnale vada perso. Avevo già provato
in passato a ricevere segnali attraverso una
finestra con risultati incoraggianti. Anche la
ricezione multi-feed dei segnali di Astra e Hotbird
era stata possibile.
Ora che avevo individuato la posizione “perfetta”,
dovevo pensare ad una base di sostegno
per assemblare e regolare la parabola in
soffitta. Al locale negozio di fai-da-te trovai
che assicelle per tetti ed un'impalcatura in
legno erano i materiali perfetti, ovvero molto
economici.
Poi dovevo pensare al modo migliore per
creare i pannelli. Utilizzare una sagoma per
disegnarne i contorni era l'ultimo dei miei
problemi, ma il pensiero di segare e tagliare
a mano ogni singolo pannello era un grande
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Calcoli per una Parabola
cemente la discussione in questione che mostra interessanti
immagini delle varie fasi della costruzione. Il libro “MICROWAVE
ANTENNA BOOK“ [2] di Paul Wade si è rivelato essere un'altra valida
fonte di informazioni.
ostacolo. Dopotutto me ne servivano da 16 a
20. Dovevo dormirci sopra... per due notti! Ma
alla fine trovai una soluzione.
Prerequisiti Generali
La fase 1 fu tutta dedicata alla determinazione
dell'esatto diametro del riflettore. In
base alla mia situazione ed ai miei requisiti, un
diametro di 1600 mm era ragionevole, anche
se con un calcolo approssimativo. Nel presente
articolo mi riferirò comunque sempre a
questa misura.
La seconda misura fondamentale era il
rapporto tra la distanza focale ed il diametro
(rapporto f/D, chiamato anche f/D). Questo
quoziente deve essere definito a priori per
poter essere in grado di effettuare i calcoli. Io
scelsi un f/D di 0,7. Nel capitolo 4 del suo libro,
Paul Wade definisce l'intervallo di valori f/D
utilizzabili da 0,25 a 0,65, mentre una ricerca
su Internet mostrò che l'IRTE utilizza 0,35 e le
antenne offset valori tra 0,65 e 0,7. L'antenna
presentata nel forum Vetrun aveva un f/D di
0,7.
La fissazione del rapporto f/D è un aspetto
fondamentale. Se il valore f/D aumenta oltre
un certo livello, i bracci di sostegno per reggere
l'LNB devono essere lunghi di conseguenza.
Dato un f/D di 1 ed un diametro di 1600 mm,
la distanza focale sarebbe di 1600 mm ed i
bracci di sostegno dovrebbero essere piuttosto
lunghi, il che richiederebbe una costruzione
sofisticata e robusta. Se l'f/D diminuisce, la
distanza focale si riduce proporzionalmente:
con un f/D, ad esempio, di 0,5 il punto focale
sarebbe a soli 80 cm dal riflettore.
Occorre ricordare che l'allineamento longitudinale
dell'LNB è migliore se il punto focale
del riflettore coincide con l'apertura del feed.
Naturalmente anche la geometria del feedhorn
influenza la scelta del rapporto f/D ottimale
e, a seconda della posizione del punto focale,
il feedhorn deve essere progettato diversamente.
Vedere sotto per maggiori dettagli.
Ora che le domande fondamentali hanno
avuto risposta ed il diametro è stato fissato,
possiamo passare alla matematica. Questo
significa formule a bizzeffe.
Prerequisiti
Matematici
La figura 1 mostra la forma generale di una
parabola nella quale solo l'area tratteggiata
interessa i nostri calcoli e quindi nelle spiegazioni
successive mi riferirò solamente ad essa.
L'ascissa (asse x) rappresenta il diametro D
del riflettore, l'ordinata (asse y) rappresenta
la sua profondità T. I segnali provenienti dal
satellite viaggiano in direzione della superficie
della parabola parallelamente all'ordinata e
vengono riflessi dalla superficie verso il punto
focale f.
Figura 1
In base alla Figura 1, l'equazione di base
della parabola è:
(1)
Ricavando y, la formula diventa:
(2)
Il valore richiesto per il diametro D è calcolato
assumendo che la massima espansione
positiva di x della parabola corrisponda al 50%
del diametro del disco (facendo riferimento
all'area di nostro interesse); quindi possiamo
affermare che:
(3)