lnb
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LOW NOISE BLOCK
ÍNDICE
1. Introducción .............................................................................................................................. 3
2. Bandas de trabajo ..................................................................................................................... 4
3. Descripción de LNB .................................................................................................................... 5
4. Diagrama de bloques y funcionamiento ................................................................................... 8
5. Arquitectura ............................................................................................................................ 11
6. Fichas técnicas ......................................................................................................................... 13
6.1 LNB Universal Simple, Twin, Quad y Quattro .................................................................... 13
6.2 LNB Monobloque .............................................................................................................. 14
7. Mantenimiento preventivo del LNB ........................................................................................ 17
1. Introducción
El Low Noise Block, conocido por sus siglas LNB o "Bloque de Bajo Ruido", es un
dispositivo utilizado en la recepción de señales procedentes de satélites (está situado
en el foco de la antena parabólica).
Tal y como se puede ver en la siguiente figura, las señales del satélite se reflejan en el
reflector del plato de la antena de forma que el haz es dirigido hacia el punto de
ensamblado del LNB.
Figura 1: Representación del LNB.
2. Bandas de trabajo
En la siguiente figura se muestran las b
Figura 2:
Cabe mencionar que la mayoría de satélites europeos trabajan e
Actualmente, todas las plataformas de TV europeas están en banda Ku.
Cada LNB sólo puede usarse para una sola banda de frecuencia
de este trabajo nos centraremos en los LNB de banda Ku aunque en el mercado
podemos encontrar LNBs que trabajen en bandas
ejemplo los LNB de banda C.
Los LNB de banda C (bajada del satélite en 4 GHz) utilizan una conversión de
frecuencias diferente a los de la banda Ku, ya que la frecuencia de su Oscilador Local se
sitúa por encima de la frecuencia de bajada del satélite (y no por debajo, como en los
de banda Ku). En este caso, hay que restar a la frecuencia del O
MHz es la más habitual) la frecuencia de la señal en el aire (banda C), para obtener la
frecuencia de la señal en el cable (banda L). Por lo que la banda de salida resulta
invertida respecto de la original, aspecto que antiguamente había que indicar en el
receptor de satélite para sintonizar cualquiera de las portadoras en banda C, aunque
los receptores modernos lo tienen en cuenta automáticamente.
Banda Ku: fsalida=fentrada-fOL (f
Banda C: fsalida=fOL-fentrada (fentrada
En la siguiente figura se muestran las bandas de frecuencia utilizadas por los satélites:
Figura 2: Frecuencias utilizadas por los satélites.
la mayoría de satélites europeos trabajan e
odas las plataformas de TV europeas están en banda Ku.
Cada LNB sólo puede usarse para una sola banda de frecuencia. Por lo tanto, a lo largo
de este trabajo nos centraremos en los LNB de banda Ku aunque en el mercado
podemos encontrar LNBs que trabajen en bandas de frecuencia diferentes
ejemplo los LNB de banda C.
Los LNB de banda C (bajada del satélite en 4 GHz) utilizan una conversión de
frecuencias diferente a los de la banda Ku, ya que la frecuencia de su Oscilador Local se
sitúa por encima de la frecuencia de bajada del satélite (y no por debajo, como en los
banda Ku). En este caso, hay que restar a la frecuencia del Oscilador Local
MHz es la más habitual) la frecuencia de la señal en el aire (banda C), para obtener la
frecuencia de la señal en el cable (banda L). Por lo que la banda de salida resulta
invertida respecto de la original, aspecto que antiguamente había que indicar en el
receptor de satélite para sintonizar cualquiera de las portadoras en banda C, aunque
los receptores modernos lo tienen en cuenta automáticamente.
(fentrada>fOL)
entrada<fOL)
andas de frecuencia utilizadas por los satélites:
la mayoría de satélites europeos trabajan en banda Ku.
odas las plataformas de TV europeas están en banda Ku.
Por lo tanto, a lo largo
de este trabajo nos centraremos en los LNB de banda Ku aunque en el mercado
diferentes, como por
Los LNB de banda C (bajada del satélite en 4 GHz) utilizan una conversión de
frecuencias diferente a los de la banda Ku, ya que la frecuencia de su Oscilador Local se
sitúa por encima de la frecuencia de bajada del satélite (y no por debajo, como en los
scilador Local. (5150
MHz es la más habitual) la frecuencia de la señal en el aire (banda C), para obtener la
frecuencia de la señal en el cable (banda L). Por lo que la banda de salida resulta
invertida respecto de la original, aspecto que antiguamente había que indicar en el
receptor de satélite para sintonizar cualquiera de las portadoras en banda C, aunque
3. Descripción de LNB
Dado que las frecuencias de transmisión del enlace descendente del satélite son muy
elevadas, presentan grandes pérdidas a través del cableado coaxial. Por este motivo,
se hace necesario un dispositivo que convierta la señal de microondas (banda Ku) en
una señal de menor frecuencia, para que sea posible su distribución a través del
cableado coaxial. A esta banda se le denomina Frecuencia Intermedia (FI).
Figura 3: Bandas de frecuencia del LNB.
La banda de FI elegida para el reparto se denomina banda "L" y está comprendida
entre 950 MHz y 2.150 MHz. Dado que la banda Ku tiene 2.05 GHz de ancho de banda
(10,7 a 12,75 GHz) es evidente que no se puede convertir a la banda de 950 a 2.150
MHz (1,2 GHz), por lo que existe una subdivisión de esta en dos sub-bandas,
denominadas Banda Baja (10,7 a 11,7 GHz) y Banda Alta (11,7 a 12,75 GHz).
Los niveles de señal recibidos por las antenas necesitan de dispositivos con factores de
ruido muy bajos.
Normalmente los rangos de factor de ruido que se manejan están comprendidos entre
0,1 dB y 1 dB. Para conseguir estos factores de ruido, el amplificador de entrada del
LNB (el LNA, Low Noise Amplifier), que es el que limita el valor de dicho factor, es
especial y del tipo GaAs HEMT (High Electron Mobility Field Effect Transistor, transistor
tipo FET de Arseniuro de Galio de alta movilidad).
Banda de RF: Banda Ku
Banda de FI: Banda L
Cable coaxial
En la siguiente figura se puede ver un diagrama de bloques simplificado que resume en
cierta medida lo explicado en este apartado.
Figura 4: Diagrama de bloques simplificado.
El primer bloque es un LNA para conseguir la mínima figura de ruido y el segundo es un
Convertidor para convertir la señal de RF (entrada) a FI (salida).
Por último, en la siguiente figura se muestra un esquema de la recepción de señal para
TV satélite, mediante un receptor digital.
Figura 5: Recepción de señal para TV satélite, mediante un receptor digital.
Con este esquema se pretende dejar claro que el LNB se conecta al receptor mediante
el cable coaxial. El cable por consiguiente, no sólo transmite las señales de la recepción de la
antena al receptor, sino que también facilita por el receptor la alimentación requerida al LNB.
4. Diagrama de bloques y funcionamiento
En la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques de un LNB
Figura 6
El LNB está formado por las siguientes etapas:
- Etapa de Amplificación (LNA + Amplificador de Ganancia)
- Etapa de Filtrado
- Etapa de Mezclado
- Etapa de Amplificación (Amplificador de FI)
Aparte de la etapas mencionadas, también existe una Unidad de Control de donde
salen dos señales para controlar los diferentes conmutadores.
El LNA (Low Noise Amplifier) o Bloque de Bajo
importante, ya que es el primero de la cadena
dispositivo es muy débil. Esta debilidad se debe a que e
satélite tiene unas pérdidas
finalidad es amplificar la señal de entrada procedente del satélite con el mínimo factor
de ruido.
Tal y como se ha explicado, la señal de entrada al LNA es muy débil y por otro lado se
necesita una señal potente a la entrada del mezclad
colocar un Amplificador de Ganancia seguido del LNA. Su finalidad será amplificar la
señal procedente del LNA.
Diagrama de bloques y funcionamiento
figura se muestra el diagrama de bloques de un LNB Universal Simple
6: Diagrama de bloques de un LNB Universal Simple.
está formado por las siguientes etapas:
mplificación (LNA + Amplificador de Ganancia)
mplificación (Amplificador de FI)
Aparte de la etapas mencionadas, también existe una Unidad de Control de donde
salen dos señales para controlar los diferentes conmutadores.
LNA (Low Noise Amplifier) o Bloque de Bajo Ruido, es un amplificador muy
importante, ya que es el primero de la cadena. El nivel de señal de entrada de este
dispositivo es muy débil. Esta debilidad se debe a que el enlace descendente del
satélite tiene unas pérdidas muy elevadas (mayores de 200dB). En definitiva, su
finalidad es amplificar la señal de entrada procedente del satélite con el mínimo factor
Tal y como se ha explicado, la señal de entrada al LNA es muy débil y por otro lado se
necesita una señal potente a la entrada del mezclador, por lo tanto es necesario
colocar un Amplificador de Ganancia seguido del LNA. Su finalidad será amplificar la
Universal Simple:
Aparte de la etapas mencionadas, también existe una Unidad de Control de donde
Ruido, es un amplificador muy
l nivel de señal de entrada de este
l enlace descendente del
En definitiva, su
finalidad es amplificar la señal de entrada procedente del satélite con el mínimo factor
Tal y como se ha explicado, la señal de entrada al LNA es muy débil y por otro lado se
or, por lo tanto es necesario
colocar un Amplificador de Ganancia seguido del LNA. Su finalidad será amplificar la
El Filtro Paso Banda permite deshacerse de las frecuencias indeseadas.
El mezclador se utiliza para convertir la señal de entrada (RF) en otra de frecuencia
más baja (FI). Para ello, se combina la señal de entrada con otra procedente de un
oscilador local. Las dos bandas que obtenemos a la salida van desde 0,950 GHz (950
MHz) hasta 1,95 GHz (1.950 MHz) para la banda baja y desde 1,1 GHz (1.100 MHz)
hasta 2,15 GHz (2.150 MHz) para la alta. Así por ejemplo, la frecuencia de oscilación es
de 9,75 GHz para la banda baja y 10,6 GHz para la alta.
En la siguiente tabla se muestran las bandas de frecuencia de la señal de entrada, la
señal procedente del oscilador local y la señal de salida del mezclador (del LNB).
Señal de Entrada
Banda Baja
10,7 - 11,7 GHz
Banda Alta
11,7 - 12,75 GHz
Oscilador Local
Banda Baja
9,75 GHz
Banda Alta
10,6 GHz
Señal de Salida
Banda Baja
950 - 1.950 MHz
Banda Alta
1.100 - 2.150 MHz
Figura 7: Bandas de Frecuencia de la señal de entrada y salida del mezclador y la señal del OL .
Por último, el amplificador de FI (banda L) tiene como función la amplificación y
ecualización de la señal de salida del mezclador para llevarla hacia el cable. De este
modo, pueden hacerse instalaciones con cable de recorrido largo.
El primer conmutador denominado conmutador de polarización recibe una
polarización u otra dependiendo de la alimentación proporcionada por el receptor y se
transmite hacia el LNB por el cable. Esta tensión es necesaria para alimentar a los
dispositivos activos que integran el LNB.
Las señales de radiodifusión procedentes de los satélites utilizan dos tipos de
polarización simultáneamente. La polarización LINEAL (VERTICAL / HORIZONTAL) o la
CIRCULAR (DERECHA / IZQUIERDA) dependiendo del tipo de antena de transmisión que
emplee el satélite. Las frecuencias del transpondedor para cada polarización son
cuidadosamente seleccionadas con el fin de evitar las interferencias sobre otras
polarizaciones, lo que se conoce como polarización cruzada.
La mayor parte de los modernos LNB universales utilizan polarización lineal y tienen
también la capacidad para seleccionar un margen diferente de la frecuencia de
entrada dependiendo de una señal de control conocida como tono de conmutación de
22 kHz que se superpone con la tensión de entrada.
ALIMENTACIÓN POLARIZACIÓN BANDA
13 V VERTICAL BAJA
18 V HORIZONTAL BAJA
13 V + 22 kHz VERTICAL ALTA
18 V + 22 kHz HORIZONTAL ALTA
Figura 8: Alimentación del LNB.
Tal y como se puede ver en la tabla de arriba a la salida del LNB Universal Simple
podremos conseguir cuatro posibles combinaciones: polarización Vertical banda Baja,
polarización Horizontal banda Baja, polarización Vertical banda Alta o polarización
Horizontal banda Alta.
5. Arquitectura
A continuación se muestran diferentes arquitecturas internas del LNB con líneas
microstrip, en donde se detallan los distintos elementos que lo componen:
Figura 9: Arquitectura de un LNB de una única polarización fija (izquierda) y de dos polarizaciones a elegir (derecha)
Empezando con el LNB de la de la parte izquierda, comentar que recoge la señal vía
satélite por la antena (en la imagen se observa mediante una pista circular). Este tipo
de antenas hacen disipar la potencia de la señal en forma de radiación, de forma que la
señal llega al dispositivo LNA.
El LNA o Amplificador de Bajo Ruido es un amplificador electrónico utilizado para
amplificar señales débiles capturadas por la antena con la mínima figura de ruido.
Seguidamente la señal se dirige al amplificador de ganancia donde se amplifica para
obtener una señal potente a la entrada del mezclador. Antes de llegar al mezclador la
señal pasa por un filtro paso banda para eliminar las frecuencias indeseadas.
Una vez filtrada la señal, llega a la entrada del mezclador siendo parte fundamental
para convertir la señal de RF a FI. Al lado del mezclador también se puede apreciar el
oscilador local (resonador dieléctrico).
Finalmente la señal sale del circuito microstrip para poder ser trasportada al cable
coaxial.
El circuito de la parte derecha de la figura 9 tiene una estructura muy similar al de la
izquierda, con la diferencia de que en este caso permite la elección de dos tipos de
polarización, la vertical o la horizontal. Mientras que la del circuito de la izquierda sólo
permitía un tipo de polarización, únicamente vertical u horizontal.
A continuación se muestran otros tipos de circuitos LNB (ver figura 10). El la figura
superior se muestra un LNB con dos recorridos paralelos, cada uno con su respectiva
etapa de amplificación (LNA+Ampfificador de Ganancia) y filtro paso banda. El circuito
tiene dos salidas.
Figura 10: Arquitectura de otros dos LNB.
El circuito de la parte inferior tiene la diferencia respecto a todos los anteriores de que
en lugar de usar un oscilador local (resonador dieléctrico) utiliza dos tal y como se ha
visto en el apartado "Diagrama de bloques y funcionamiento".
6. Fichas técnicas
En este apartado se detallan dos fichas técnicas.
6.1 LNB Universal Simple, Twin, Quad
Figura 11: Ficha técnica de los LBN Universal Simple, Twin, Quad y Quattro.
En la tabla se aprecia que el modelo Universal
que el Twin dispone de dos. Los modelos
Los LNB Universal Simple son convenientes para la recepción individual.
Los LNB Twin y Quad están pensados para soportar dos
respectivamente. Cada uno de estos receptores se conecta al LNB con una tirada
individual de cable, permitiendo de esta manera re
independientemente. Cada una de estas salidas puede cambiar la polarización o banda
desde el receptor conectado sin interferir en la otra, y así de este modo, podrá
disfrutar de distintos canales y distinta polaridad en todos los rece
Un LNB Quattro separa las cuatro posibles configuraciones de señal
Vertical banda Baja (VL), polarización Horizontal banda Baja (HL), polarización Vertical
banda Alta (VH) y polarización Horizontal banda Alta (HH))
por un cable diferente. Este tipo de LNB es utilizado para instalaciones comunitarias o
En este apartado se detallan dos fichas técnicas.
Universal Simple, Twin, Quad y Quattro
Ficha técnica de los LBN Universal Simple, Twin, Quad y Quattro.
tabla se aprecia que el modelo Universal Simple tiene una única salida
dispone de dos. Los modelos Quad y Quattro disponen de cuatro salidas.
son convenientes para la recepción individual.
están pensados para soportar dos o cuatro
respectivamente. Cada uno de estos receptores se conecta al LNB con una tirada
individual de cable, permitiendo de esta manera recibir así las señales
independientemente. Cada una de estas salidas puede cambiar la polarización o banda
desde el receptor conectado sin interferir en la otra, y así de este modo, podrá
disfrutar de distintos canales y distinta polaridad en todos los receptores a la vez.
separa las cuatro posibles configuraciones de señal
Vertical banda Baja (VL), polarización Horizontal banda Baja (HL), polarización Vertical
banda Alta (VH) y polarización Horizontal banda Alta (HH)) y envía cada una de ellas
por un cable diferente. Este tipo de LNB es utilizado para instalaciones comunitarias o
Ficha técnica de los LBN Universal Simple, Twin, Quad y Quattro.
tiene una única salida, mientras
disponen de cuatro salidas.
son convenientes para la recepción individual.
o cuatro receptores
respectivamente. Cada uno de estos receptores se conecta al LNB con una tirada
cibir así las señales
independientemente. Cada una de estas salidas puede cambiar la polarización o banda
desde el receptor conectado sin interferir en la otra, y así de este modo, podrá
ptores a la vez.
separa las cuatro posibles configuraciones de señal (polarización
Vertical banda Baja (VL), polarización Horizontal banda Baja (HL), polarización Vertical
y envía cada una de ellas
por un cable diferente. Este tipo de LNB es utilizado para instalaciones comunitarias o
en domicilios con más de ocho tomas
conectado directamente
amplificadores intermedios
sistema.
Los LNB de la tabla destacan por su baja figura de ruido a 20°C, tan s
dB (aunque es importante saber que a m
ruido aumentará). Asimismo,
elevadas, entre 50 y 65 dB. Del mismo modo, también se puede decir que tienen un
gran desacoplo de polaridad cruzada, por lo que no intervienen señales
En definitiva, estos datos hacen de estos LNB buenos dispositivos.
Se puede observar que las tensiones de alimentación varían dependiendo del tipo de
polaridad elegida, siendo de
Horizontal.
En la siguiente figura se representan
técnica de una manera más didáctica:
Figura
Se aprecian perfectamente el número de salidas para cada tipo de LNB.
LNB Quattro se puede ver el
6.2 LNB Monobloque
Los LNB Monobloque son la solución más simple para lograr la recepción
para dos satélites en una sola antena fija
denominada multifeed. Se puede apreciar que en lugar de un capuchón
LNB vistos hasta ahora, estos tienen
(de color blanco). Este diseño consiste en dos LNB independientes en una sola pieza.
en domicilios con más de ocho tomas de señal, por lo tanto no es conveniente
a un receptor. Con la ayuda de m
amplificadores intermedios es posible conectar cualquier número de receptores a este
Los LNB de la tabla destacan por su baja figura de ruido a 20°C, tan sólo tienen de 0,2
(aunque es importante saber que a mayores temperaturas, el valor de la figura de
). Asimismo, tal y como se aprecia en la tabla tienen ganancias
elevadas, entre 50 y 65 dB. Del mismo modo, también se puede decir que tienen un
gran desacoplo de polaridad cruzada, por lo que no intervienen señales
En definitiva, estos datos hacen de estos LNB buenos dispositivos.
Se puede observar que las tensiones de alimentación varían dependiendo del tipo de
polaridad elegida, siendo de 11,5 a 14 V para la Vertical y de 16 a
En la siguiente figura se representan los diferentes LNB que aparecen en la
manera más didáctica:
Figura 12: Salidas de los distintos tipos de LNB.
Se aprecian perfectamente el número de salidas para cada tipo de LNB.
el multiswitch que se ha comentado anteriormente.
.2 LNB Monobloque
son la solución más simple para lograr la recepción
en una sola antena fija. Este tipo de recepci
Se puede apreciar que en lugar de un capuchón
estos tienen dos tal y como se ve en la figura de LNB inferior
. Este diseño consiste en dos LNB independientes en una sola pieza.
de señal, por lo tanto no es conveniente para ser
multiswitches y
es posible conectar cualquier número de receptores a este
ólo tienen de 0,2
el valor de la figura de
tienen ganancias
elevadas, entre 50 y 65 dB. Del mismo modo, también se puede decir que tienen un
gran desacoplo de polaridad cruzada, por lo que no intervienen señales no deseadas.
Se puede observar que las tensiones de alimentación varían dependiendo del tipo de
11,5 a 14 V para la Vertical y de 16 a 19 V para la
que aparecen en la ficha
Se aprecian perfectamente el número de salidas para cada tipo de LNB. En el caso del
que se ha comentado anteriormente.
son la solución más simple para lograr la recepción simultánea
Este tipo de recepción es también
Se puede apreciar que en lugar de un capuchón como en los
como se ve en la figura de LNB inferior
. Este diseño consiste en dos LNB independientes en una sola pieza.
Multifeed quiere decir que las señales de más de un satélite se envían
simultáneamente a los receptores con una antena fija de satélite. Una solución así nos
da la ventaja de que es muy rápido el cambio de valores entre las tomas de los
satélites. Sin embargo, existen varias desventajas o restricciones que está asociadas
con la recepción multifeed:
• Debido a la reducida eficacia de la recepción es necesario utilizar un plato más
grande.
• No pueden seleccionarse más de cuatro satélites.
• Se requieren ordenes DiSEqC para cambiar entre las señales.
• Puede ser difícil de ajustar la antena apropiadamente.
En esta otra ficha técnica se especifican las características de un LNB Monobloque
Twin (2 salidas, véase indicado en rojo en la figura del LNB monobloque).
Figura 13: Ficha técnica del LNB Monobloque Twin.
De la tabla, cabe destacar la ganancia, donde puede alcanzar un máximo de 60 dB. La
figura de ruido, que si bien es ligeramente superior a la de la ficha técnica anterior,
sigue siendo un valor muy bajo. El desacoplo de polarización cruzada es la misma. De
modo que nos estamos refiriendo a otro buen LNB.
No obstante, los LNB Monobloque sólo están disponible para satélites con una
separación fija de 3 o 6 grados. En Europa, por ejemplo, existen los LNB Monobloque
de Twin y Quad para la banda Ku que tienen un espacio predefinido de 6 grados como
por ejemplo para Astra1 19° y Hotbird 13° respecto al este, tal y como se muestra en la
siguiente imagen:
Figura 14: Separación de 6 grados entre dos satélites.
7. Mantenimiento preventivo del LNB
El mantenimiento preventivo se realiza para evitar posibles daños al LNB, debido a que
es muy sensible al contacto con el medio ambiente, a las variaciones de voltaje y a las
descargas eléctricas (rayos).
Protección al medio ambiente
Las inclemencias del medio ambiente pueden alterar el funcionamiento del LNB,
provocando desde una mala recepción de señal hasta la pérdida total de la misma.
Estas alteraciones pueden ser provocadas por la humedad, el polvo, el calor y la
corrosión. Para evitar esto, se hacen las siguientes recomendaciones.
• Utilizar grasa de silicona que permite proteger de polvo, humedad y corrosión
al LNB y cable coaxial. La grasa de silicona se aplica en la parte interior del
conector en donde se realiza la unión entre los dos conectores tipo “F”
(hembra y macho). Esto ayuda a prevenir la corrosión sin alterar la calidad de la
señal.
• Verificar que el LNB tenga la tapa de protección original, para evitar la
condensación de agua y la acumulación de insectos.
• Proteger el LNB de las inclemencias del tiempo (cálido, frío) se recomienda,
para algunos climas, colocar al LNB un capuchón, pero además se deberá tener
cuidado para que la instalación de éste no afecte la temperatura de ruido de
operación del LNB. No es recomendable instalar el capuchón en zonas de alta
condensación provocadas por el calor o la humedad.
• En las zonas húmedas y de constantes lluvias, para proteger al LNB, será
necesario verificar la oxidación y corrosión de la tornillería, así como la base y
los tirantes de la antena, realizando un mantenimiento periódico,
protegiéndolos con pintura anticorrosiva mate y grasa automotriz.
Limpieza en seco
La limpieza que requiere un LNB es muy sencilla, consiste en eliminar el polvo de sus
partes sin utilizar ningún líquido, por lo que se recomienda el spray de aire comprimido
o bien una franela o brocha limpia y seca.