Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales con aplicaciones múltiples en el campos de la enseñanza superior.

Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales con aplicaciones múltiples en el campos de la enseñanza superior.

La invención permite

, mediante un sistema relativamente económico, la integración de conceptos y técnicas de distintas asignaturas y disciplinas, de manera que con un único demostrador se puedan asimilar conceptos básicos y fundamentales de las tecnologías aplicables al estudio de la física, las radiotelecomunicaciones, la astronomía, la ingeniería telemática, los sistemas de control o la ingeniería industrial.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400105.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE CADIZ.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MASCAREÑAS PEREZ-IÑIGO,Carlos, PALMA GUERRERO,Juan José.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Antenas eléctricamente cortas teniendo unas dimensiones... > H01Q9/04 (Antenas resonantes)
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Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales con aplicaciones múltiples en el campos de la enseñanza superior.

Fragmento de la descripción:

• Análisis de Espectros

• Análisis de Señales Temporales

• Ángulo Horario

• Antenas

• Ascensión Recta

• Azimut

• Bandas Laterales

• Cables coaxiales

• Cascada de señales

• Compás Giroscópico

• Compás Magnético

• Control automático

• Declinación

• Demora

• Derivación

• Dirección de tiro

• Distorsión

• Efeméride

• Elevación

• Equipos de radio definidos por software.

• Error.

• Espectro de frecuencias.

• Foco

• Frecuencia

• Frecuencia de portadora

• Frecuencia Intermedia

• Ganancia

• Horizonte Celeste

• Horizonte Radio

• Horizonte Terrestre

• Impedancia

• Índice de Modulación.

• Interferencia

• Leyes de Maxwell

• Longitud de Onda

• Marcación

• Mezcla

• Modulaciones analógicas y digitales.

• Nadir

• N orte Magnético

• Norte Verdadero

• Órbita

• Oscilador Local

• Pérdidas en los cables coaxiales

• Polarización

• Procesado Digital de la Señal.

• Radio detection and ranking

• Radio direction finding

• Radio Sobre Protocolo Internet

• Radioastronomía

• Radiodemora

• Radiotelescopio

• Realimentación.

• Receptores de radiofrecuencia

• Retardo de propagación

• Rotación terrestre

• Ruido térmico, Johnson y Flicker.

• Satélite

• Seguimiento de Satélites

• Señales IQ.

• Tiempo de Respuesta

• Tiempo de Retardo.

• Tiempo de Subida

• Zenit

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un sistema completo de enseñanza compuesto por:

a) Una plataforma metálica auto soportada que está formada por un soporte de antenas en forma de L, U, u otra forma fisica y sujeto a una superficie vertical o bien un mástil metálico vertical de diámetro adecuado para instalar sobre su cúspide un rotor de antenas y en la parte inferior una base 10 suficientemente consistente como para poder soportar el peso del rotor más sus antenas y el tubo del mástil. Este mástil puede ser intercambiado por un trípode, polín o base adecuada.

b) Una o más antenas o intercambiadores de bajo ruido (LNB) en las principales bandas de frecuencias a estudiar desde el punto de vista de la enseñanza de la fisica, las radiocomunicaciones y la radio astronomía.

Las antenas podrán instalarse de forma individual o grupal, utilizando cavidades resonantes si fuera necesario y una o más polaridades.

c) Un rotor de antenas que disponga de giro para permitir la rotación horizontal de las antenas parabólicas o semicirculares de radio que se instalarán sobre el enganche fabricado a propósito. Este rotor será controlado mediante uno o varios cables eléctricos y dispositivo controlador del rotor, ya sea de forma manual o por ordenador.

d) Un amplificador común o amplificadores de línea para todas las antenas.

e) Uno o varios receptores de diversa tecnología, como pueden ser entre otros:

a. Receptores de radio definidos por software para las frecuencias inferiores a 900 MHz, con integración a ordenador mediante conexión USB.

b. Uno o más receptores de televisión analógica vía satélite y otro

receptor de televisión digital vía satélite por cada antena de Banda

Ancha de 3 a 4 GHz, Banda e

c. Un receptor de televisión analógica vía satélite y

5 d. Uno o más receptores de televisión digital vía satélite por cada

antena de Banda Ancha de 10, 9 a 12, 7 GHz, Banda Ku

e. Uno o más receptores de radio definido por software para las

frecuencias inferiores a 1700 MHz, con integración a ordenador

mediante conexión USB por cada receptor de televisión por

10 satélite.

f) Un receptor de televisión analógica/digital/video/audioNGA por cada

receptor de televisión vía satélite.

g) Un sistema informático de proceso de señales y datos.

h) Un sistema informático de distribución de datos.

15 i) Instrumental de laboratorio de radiotecnia y electrónica, como

osciloscopio, frecuencímetro, analizador de espectros, generador de

radiofrecuencia.

j) Software apropiado para el análisis de señales en los dominios del tiempo

y la frecuencia.

20 k) Un sistema electrónico de referenciación geográfica.

1) Un inyector o diversos inyectores de señal para proporcionar la calibración

de los receptores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS. Figura 1. Diagrama de bloques simplificado de la invención. Figura 2. Sistema de antenas receptoras. Figura 3. Antenas de longitud variable por rosca de las cavidades resonantes. Figura 4. -Disposición de las antenas de polarización vertical y horizontal en la

cavidad resonante. Figura 5. -Cavidad resonante para frecuencias múltiples. Figura 6. Sistema de soporte y sistema de control de apuntamiento y

monitorización local. Figura 7. Sistema de análisis de señales e integración con Internet.

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN.

Los componentes de la invención pueden agruparse en los siguientes sistemas:

a) SISTEMA DE ANTENAS RECEPTORAS. Las antenas receptoras y LNBs se montan sobre una verga metálica que sale del

soporte del reflector parabólico, tubular o cuadrada, utilizando sus propios sistemas de fijación o los sistemas incluidos por el fabricante del mismo. Fundamentalmente se usan una, dos o más antenas parabólicas de foco centrado o descentrado conteniendo cada una uno o más Low Noise Brancher (LNB) que reciben en las bandas de satélites geoestacionarios de televisión en las bandas Ku yc.

En el caso de los dipolos plegados de las frecuencias de UHF estos se sitúan en paralelo con los LNBs dentro del foco de la parábola, con el fin de acumular la máxima radiación emitida desde los satélites.

Para los satélites geoestacionarios que transmiten entre 1500 y 1700 MHz, se utiliza una cavidad resonante cilíndrica dotada de dos zócalos o conectores hembra de chasis de los tipos BNC o N, pudiendo ser de cualquier otro tipo. Estos conectores se situarán a la distancia idónea desde el fondo de la cavidad resonante que permita la mejor recepción de señal. La hembra del conector se situará fuera de la Cavidad y en el otro extremo se le soldará un cilindro de metal hueco y con rosca interior.

Dentro del cilindro de metal con rosca interior se insertará un tornillo con rosca para metales (vulgo rosca-chapa) que permitirá ajustar la longitud del sistema tornillo-cilindro a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia a recibir, formando la antena receptora para dicha banda. Si se gira el tornillo en sentido horario se acortará la antena (se incrementará la frecuencia de recepción) y si se gira en antihorario se alargará la antena (se reducirá la frecuencia de recepción) (Figura 3) .

Para fijar la antena a su longitud idónea y que no se altere la misma con las vibraciones o las diferencias de temperatura, se le dota al tornillo de una tuerca de apriete o fijación que deberá ser apretada contra el extremo del cilindro roscado, impidiendo que se mueva el tornillo interior.

Uno de los zócalos o conectores se ubicará en...

 


Reivindicaciones:

h) Instrumental de laboratorio de radiotecnia y electrónica que comprende al menos un osciloscopio, un frecuencímetro, un analizador de espectros y Un generador de radiofrecuencia.

i) Software para el análisis de señales en los dominios del tiempo y la frecuencia.

j) Un sistema electrónico de referenciación geográfica.

k) Un inyector o diversos inyectores de señal para proporCIOnar la calibración de los receptores.

2. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 1, caracterizado porque las antenas se instalan de forma individual o grupal, utilizando cavidades resonantes y una o más polaridades.

3. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 1, caracterizado porque el rotor será controlado mediante uno o varios cables eléctricos y dispositivo controlador del rotor, ya sea de forma manual o por ordenador.

4. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicaciones 1, caracterizado porque el conjunto de receptores comprende un receptor de televisión analógicaldigital/video/audioNGA por cada receptor de televisión vía satélite.

5. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 2, caracterizado porque cada cavidad resonante está dotada de dos zócalos o conectores.

6. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 5, caracterizado porque la hembra del conector se situará fuera de la cavidad y en el otro extremo se le soldará un cilindro de metal hueco y con rosca interior.

7. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 6, caracterizado porque dentro del cilindro de metal con rosca interior se inserta un tornillo con rosca para metales que permitirá ajustar la longitud del sistema tornillo-cilindro a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia a recibir, formando la antena receptora para dicha banda.

8. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 7, caracterizado porque para fijar la antena a su longitud idónea y que no se altere la misma con las vibraciones

o las diferencias de temperatura, se le dota al tomillo de una tuerca de apriete o fijación que deberá ser apretada contra el extremo del cilindro roscado, impidiendo que se mueva el tomillo interior.

9. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 8, caracterizado porque uno de los zócalos o conectores se ubica en la parte inferior de la cavidad resonante, formando la antena de polaridad vertical, mientras que el otro, al encontrarse a 90°, formará la antena de polaridad horizontal.

10. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 9, caracterizado porque la cavidad resonante contiene dos orificios de ajuste situados justo en la pared contraria del conector que soporta a cada antena.

11. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 10, caracterizado porque cuando se encuentren en situaciones normales de operación los orificios de ajuste se obturarán con sendos tapones de material plástico.

12. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 11, caracterizado porque para ajustar la distancia de la pared reflectora de la cavidad resonante se utilizará un disco metálico, llamado reflector, del tamaño del diámetro interior de la cavidad resonante.

13. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 12, caracterizado porque el centro del reflector se soldará la cabeza de un tomillo roscado para metal y se instalará dentro de un agujero perforado en el eje de la cavidad resonante, al cual se le habrá soldado una tuerca de la misma métrica y paso que el tornillo para poder fijarlo y permitir que se deslice girando sobre sí mismo.

14. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 13, caracterizado porque fuera de la cavidad resonante habrá una palomilla del· mismo paso y métrica que el tomillo que se utilizará para fijar la distancia del reflector a las antenas una

vez que haya sido manipulado el conjunto.

15. Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 1, caracterizado porque para seleccionar la antena se utilizará un selector electrónico digital con una salida y tantas entradas como antenas se deseen utilizar, permitiendo el paso de la señal

recibida hacia los receptores.

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