MANUAL PARA O MODELO:

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1 MANUAL PARA O MODELO: SAB ANTENAS ADE COM 1,8 METROS PARA COMUNICAÇÃO VIA SATELITE I

2 C o n t e ú d o 1 Geral Especificações Técnicas Especificações do modelo SAB177-18: Composição Estrutural e Princípio de Operação Composição Estrutural do Sistema Estrutura do Refletor da Antena Subrefletor e Mecanismo de Suporte Estrutura do Alimentador Estrutura do Pedestal da Antena Manutenção Operação e Manutenção da Antena I

3 1 Geral As antenas modelo SAB177-18, possuem 1,8 metros de abertura e geometria duplo refletora do tipo ADE (Axially Displaced Ellipse), composta por corneta corrugada de alto desempenho. O desempenho da antena atende às especificações dos padrões ITU-R/ITU-T, INTELSAT IESS-207 e Resolução 572 da Anatel. Ela é não somente dotada de diversas e excelentes funcionalidades elétricas, como alta eficiência, pequeno lóbulo lateral, baixa polarização cruzada, baixa VSWR e alto valor G/T, como também apresenta outras excelentes qualidades como um projeto estrutural apropriado, alta resistência a ventos, boa aparência e uma alta precisão de apontamento. Este manual é aplicável ao seguinte modelo de antena: SAB177-18: Antena ADE de 1,8 metros para banda Ka, Polarização Circular ou Linear; 4

4 2 Especificações Técnicas 2.1 Especificações do modelo SAB177-18: Desempenho Elétrico Faixa de Frequência RX a MHz TX a MHz Polarização Linear ou Circular Ganho RX 49,0 19,85 GHz TX 52,4 29,00 GHz Largura do Feixe de Meia Potência RX 19,85 GHz TX 29,00 GHz Resolução Anatel 572 Envelope do Padrão de Irradiação Regulamentação FCC ITU-RS580 Razão Axial RX 1,09 (0,75 db) (Configuração Circular) TX 1,09 (0,75 db) Discriminação de Polarização Cruzada RX 35 db (Configuração Linear) TX 35 db VSWR (Perda de Retorno) RX 1,30 (17,7dB) TX 1,30 (17,7dB) Isolação Porta-a-Porta TX/RX 75 db RX/TX 75 db Terminação do Alimentador (flange) RX WR 42 TX WR 34 Potência Máxima de Entrada 500 W Diâmetro Geometria da Antena Movimentação Ajustes de Movimento Material do Refletor Material do Pedestal Acabamento Precisão da Superfície Características Mecânicas 1,8 metros ADE Elevação sobre Azimute Azimute ±90º Elevação 5 a 90º Polarização ±50º Alumínio Aço Refletor Pintura branca Pedestal Galvanizado a fogo 0,35 mm (RMS) Vento Operacional Vento de Sobrevivência Choques e Vibrações Atmosfera Características Ambientais 70 km/h 180 km/h Típicos em transportes marítimos, aéreos e terrestres Típica de áreas marítimas e industriais 5

5 3 Composição Estrutural e Princípio de Operação 3.1 Composição Estrutural do Sistema O sistema da antena é composto basicamente do sistema alimentador, do subrefletor, do dispositivo de ajuste de elevação, do dispositivo de ajuste de azimute, pedestal, entre outros itens menores, como mostrado na Figura 1. No sentido de emissão, o sinal de microondas entregue pelo amplificador de potência passa pelo guia de ondas alimentador, filtro rejeitor, diplexador e alimentador, que direciona o sinal para o refletor. O refletor compõe o feixe de ondas, que é radiado para o espaço livre. No sentido de recepção, a onda eletromagnética aplicada ao refletor é concentrada no alimentador e passa pelo diplexador e pelo amplificador FET, sendo finalmente aplicada na entrada do dispositivo receptor. O posicionamento da antena pode ser ajustado pelo dispositivo de ajuste de azimute e pelo dispositivo de ajuste de elevação. Subrefletor e hastes Suporte do alimentador Pedestal Figura 1 - Antena SAB

6 3.1.1 Estrutura do Refletor da Antena Para atender a requisitos de confiabilidade, é necessário que o projeto de antena assegure baixo peso, alta resistência mecânica e facilidade de instalação. Para os painéis de antena é usado plástico reforçado em fibra de carbono (carbon fibre reinforced plastic CFRP). Entre outras qualidades, o CFRP apresenta baixo peso, alto módulo e baixo coeficiente de expansão térmica. Visando a redução do peso da antena, o CFRP é usado no refletor. A estrutura de uma antena com CFRP pode ter diversas variantes. Neste projeto é usada uma estrutura sanduíche na forma de favos de mel em alumínio. Esta implementação é muito usada por possuir características marcantes como alta rigidez, baixo peso e facilidade de manufatura. A fibra de carbono possui condutividade, embora não tão boa quanto os metais. Além disso, contém resina, que a torna a CFRP má condutora. Como resultado, um refletor construído com CFRP geralmente precisa de metalização. Neste projeto é usado o método de transferência de metal para a obtenção da metalização da superfície. O resultado final é mostrado na figura abaixo. Figura 2 Refletor da antena Subrefletor e Mecanismo de Suporte Para a obtenção dos requisitos almejados, o subrefletor é produzido por uma máquinaferramenta de controle numérico. O subrefletor usa quatro hastes de suporte, visando reduzir a influência que seria observada com o uso de haste única. A estrutura do subrefletor é mostrada na figura abaixo. 7

7 Subrefletor 2 - Barra de suporte do subrefletor Figura 3 - Estrutura do Subrefletor Estrutura do Alimentador O alimentador é o coração da antena, e seu desempenho afeta diretamente o desempenho de RF da antena como um todo. Devido a isso, deve ser concebido e produzido da forma mais precisa possível. O alimentador é composto da corneta corrugada e da rede de microondas Corneta Corrugada As seções de RX e de TX da antena compartilham a mesma corneta corrugada. Os requisitos da corneta são garantir radiação ideal nas bandas de RX e TX, com simetria de rotação, excelente desempenho de polarização cruzada e excelentes características de VSWR. A corneta corrugada consiste da seção cônica de entrada, seção de conversão de modo, seção de transição e seção afunilada de saída. A seção de transição pode incluir subseções de transição de frequência e de ângulo. Se a banda de frequência é estreita, não há seção de frequência. O diagrama de blocos é mostrado na figura 4. A finalidade da seção de conversão de modo é converter de forma eficiente o modo principal TE11, no guia de ondas circular, para o modo principal HE11 no guia de ondas corrugado, ao mesmo tempo em que mantém um bom casamento de impedâncias e rejeita a geração de modo EH12 indesejado de alta ordem. A seção de transição realiza a transição de frequências e de ângulo entre a seção do conversor de modo e a seção afunilada de saída, ao mesmo tempo em que rejeita a geração de modo EH12 de alta ordem perigosos. A seção afunilada de saída tem a função de gerar o nível de iluminação requerido nas bordas do subrefletor. A seção de conversão de modo é a concepção-chave. As corrugações (ring-loaded slots) na seção de conversão de modo, servem para expandir a banda de frequência. A figura 5 ilustra a estrutura da corneta na banda Ka. 8

8 Seção Afunilada de Saída Seção de Transição Seção de Conversão de Modo Seção Cônica de Entrada Seção de Divisão (Splitting) Figura 4 Diagrama de Blocos da Corneta Corrugada Seção de Conversão de Ângulo Seção Afunilada de Saída Seção de Conversão de Frequência Seção de Conversão de Modo Seção Cônica de Entrada Figura 5 Estrutura da corneta corrugada para banda Ka Estrutura do Pedestal da Antena O pedestal é usado basicamente para prover o suporte da antena e para fazer os movimentos de ajuste de azimute e elevação, bem como para o alinhamento preciso com o satélite. O pedestal é a estrutura principal de suporte da antena, sendo composto pelo dispositivo de ajuste de azimute e pelo dispositivo de ajuste de elevação. O pedestal é composto basicamente de duas partes: azimute e elevação, mostradas nas Figuras 5 e 6. 9

9 Figura 5 - Estrutura do Pedestal Dispositivo de Ajuste de Elevação Dispositivo de Ajuste de Azimute Figura 6 - Estrutura dos Dispositivos de Elevação e Azimute O conjunto de elevação inclui o suporte de elevação, o dispositivo de ajuste de elevação e o dispositivo de trava da elevação. O dispositivo de ajuste de elevação é regulado por um parafuso. A estrutura é simples e compacta, de transmissão suave e de alta eficiência. O conjunto de azimute inclui o suporte de azimute, o dispositivo de ajuste de azimute e o dispositivo de trava do azimute. O dispositivo de ajuste de azimute é regulado por um parafuso. A estrutura é simples e compacta, de transmissão suave e de alta eficiência. 10

10 4 Manutenção Por ser um equipamento de uso externo (outdoor), a antena é exposta à ação de agentes ambientais como sol, chuva e vento. A vida útil do equipamento é bastante ampliada quando corretamente operado e recebe manutenção regular e de boa qualidade. Uma manutenção de qualidade realizada nas épocas corretas é importante para garantir a vida útil esperada. 4.1 Operação e Manutenção da Antena Para garantir esta vida útil esperada, siga as recomendações descritas abaixo, concernentes à operação e manutenção: a) Verifique regularmente a fina película de vedação na superfície da boca da corneta. Caso haja qualquer danificação que possa causar ou que já esteja causando infiltração, substitua prontamente a película para que não haja impactos na operação normal da antena. b) Inspecione e faça manutenção regular no pedestal da antena (a cada três meses é apropriado). i) Verifique regularmente se os parafusos expostos estão bem apertados. Caso haja algum frouxo, aperte-o. ii) Verifique frequentemente todas as partes estruturais e as sujeitas a rotações (rolamento, desacelerator etc.). Caso seja encontrado algum problema, solucione-o imediatamente. iii) As partes rotativas (rolamento, desacelerator etc.) devem ser preenchidas internamente com graxa e óleo lubrificantes. c) Faça uma pintura completa da antena a cada três anos. Antes da pintura, raspe o revestimento original e em seguida aplique uma ou duas demãos (o que for necessário) de primer a base de cromato de zinco e esmalte de poliuretano branco (duas ou três demão, o que for necessário). 11