AVANCES DE LAS ANTENAS A LO LARGO DE LA HISTORIA

AVANCES DE ANTENAS A LO LARGO DE LA HISTORIA

Antenas

El período de la postguerra destaca por los desarrollos en las ranuras, espiras

y dipolos. Algunos desarrollos fueron el cilindro ranurado, la antena dipolo-ranura, la espira de cuadro de Orr , la espira resonante de Alford. En los aviones se usaron las ranuras sobre el fuselaje y la antena tipo "notch".En la Unión Soviética se desarrollaron las ranuras circulares. 

Se dedicó un gran esfuerzo a los sistemas de reflectores con barrido mecánico o electrónico. Destaca el reflector de forma tórica, reflectores con láminas polarizadoras ya los arrays retrodirectivos como el de Van Atta.

 John D. Kraus descubrió en 1946, en la Universidad de Ohio State, la antena hélice. Se aplicó a la construcción de un radiotelescopio en 1951. La banda de funcionamiento era de 200 a 300 MHz.

 Uno de los avances más significativos de la época lo constituyó el desarrollo de las antenas independientes de la frecuencia y de banda ancha. Rumsey estableció que la impedancia y diagrama de una antena serán independientes de la frecuencia si la antena está definida solamente por ángulos. John D.Dyson construyó una antena espiral plana y posteriormente una cónica. En la universidad de l1linois Raymond DuHamenl y Dwight Isbell crearon un nuevo tipo de antena con características logoperiódicas. En 1960 D. Isbell construyó el primer array logoperiódico de dipolos. En 1961 Carrel sistematizó los cálculos de dichas antenas.

Radiodifusión y televisión.

Los inicios de la televisión se remontan a los experimentos de John L. Baird, a finales de la década de los 20. Transmitió imágenes de 30 líneas en sistemas de radio de onda media. En 1936 la BBC inició la emisión de TV , utilizando sistemas mecánicos y electrónicos. Pronto se demostró la superioridad de los sistemas electrónicos. Durante la siguiente década se demostraron las ventajas

de aumentar el ancho de banda y la frecuencia (VHF) .A partir de 1946 comenzó la gran expansión de la televisión. También Edwin H. Armstrong demostró la mejora de sonido en las transmisiones de radio, utilizando modulación de frecuencia en la banda de VHF.

Radionavegación.

Los avances en los sistemas de radar durante la segunda guerra mundial permiten que se desarrollen los sistemas para el control del tráfico aéreo. Ya en 1942 se habían puesto en servicio en Inglaterra los sistemas LORAN-A y DECCA. En 1946 se instala el VOR(Very High Frequency Omnidirectional Range.

Radar

Los años de la postguerra marcan una creciente importancia de las técnicas de procesado de señal. En 1947 Marcum y Swerling presentan la teoría estadística de la detección. En 1953 Woodward propone la función de ambigüedad. En 1954 se introduce la técnica M.T.I para la visualización de blancos móviles. En 1963 se publica la teoría del filtro adaptado, que ya se había usado durante el período de la guerra. En la década de los 60 se introducen las técnicas digitales. Las tendencias actuales apuntan a sistemas de radar totalmente adaptativos y reconfigurables.

Radioastronomía

Tras la segunda guerra mundial se produjo un resurgimiento de la radioastronomía. Se construyeron grandes instalaciones de observación. La primera de ellas fue la de Manchester (Jodrell Bank) .En la actualidad destacan varias instalaciones, como el de instituto Max Plan k de radioastronomía, de 100 metros de diámentro y 3200 toneladas. Puede funcionar hasta 30 GHz. 

Otra gran instalación es el reflector esférico fijo de 305 m de diámetro construido en Arecibo, Puerto Rico. El alimentador primario está soportado por cables y tres toues. Es posible un bauido de unos 20 grados desde el cenith. 

En San Agustín, Nuevo México se encuentra el array VLA (very large array),con 27 antenas cassegrain de 25 Km de largo que se pueden desplazar sobre tres ejes (separados 120 grados) de 21 Km de largo. Un radiointerferómetro de 5 km se encuentra en Cambridge.

Telecomunicación espacial

Arthur C. Clarke, el autor de 2001, una odisea en el espacio propuso en 1945 la utilización de los satélites geoestacionarios para los sistemas de comunicaciones de cobertura mundial. Clarke indicó que un satélite en órbita circular ecuatorial de radio 42.242 km tendría una velocidad angular igual a la de la tierra, y por lo tanto se vería desde la tierra siempre en la misma posición. Un satélite cubriría casi un hemisferio y con tres satélites espaciados 120 grados se tendría una cobertura mundial. 

El día 4 de Octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el satélite Sputnik I. Los Estados Unidos reaccionaron al reto soviético y se inició una carrera espacial.

El 18 de Diciembre de 1958 se lanzó el SCORE (Signal Communicating by Orbiting Relay Equipment). La órbita era elíptica de baja altitud, con un período de 101 minutos. El satélite grababa el mensaje al pasar por una estación y lo reproducía frente a otra estación receptora. La longitud máxima del mensaje era de 4 minutos, equivalente a un canal vocal o setenta canales de teletipo de 60 palabras por minuto. La frecuencia del enlace ascendente era 150 MHz y el descendente de 132 MHz. Había un radiofaro a 108 MHz. Las baterías del sistema fallaron a los 35 días.

Los primeros satélites de comunicaciones que despertaron un interés generalizado fueron los ECHO I y ECHO II, lanzados el 12 de Agosto de 1960 y el 25 de Enero de 1964. Eran globos de 30 metros de diámetro que se utilizaban como repetidores pasivos, sin ningún tipo de baterías o repetidores. Los períodos de rotación eran de 118 y 108.8 minutos. La órbita era muy baja, por lo que los satélites só10 eran visibles simultáneamente desde dos estaciones unos pocos minutos. La potencia de los transmisores era de 10 kW, las frecuencias de 960 MHz y 2390 MHz, y las antenas de 25 y 18 m de diámetro.

Los primeros satélites con repetidores de banda ancha fueron los TELSTAR I y TELSTAR II, lanzados en 1962 y 1963, con órbitas bajas y trabajando en la banda de 4/6 GHz.

Los satélites SYNCON II, y III fueron los primeros puestos en órbita geoestacionaria, en 1963 y 1964. El primero de la serie fa11ó durante el lanzamiento. La utilización era militar.

El primer satélite comercial en órbita geoestacionaria fue el INTELSAT I, también llamado Early Bird. Fue lanzado el 6 de Abril de 1965 y estuvo en operación hasta 1969. Las comunicaciones se iniciaron de forma operativa el 28 de Junio de 1965. El satélite tenía dos transpondedores de 25 MHz de ancho de banda. Los enlaces ascendentes estaban a 6301 MHz para Europa y 6390 MHz para Estados Unidos. Los enlaces descendentes estaban a las frecuencias de 4081 MHz y 4161 MHz. Con dicho satélite se inicia la actual época de telecomunicación espacial.

La organización INTELSAT inició sus actividades en 1964, con 11 países miembros, en la actualidad tiene 109 miembros y da servicio a 600 estaciones terrenas en 149 países. Los satélites de la organización son el ejemplo más claro de la evolución tecnológica de las radiocomunicaciones. Las series de satélites van desde los INTELSAT I a INTELSAT VII.

El Early Bird podía transmitir 240 canales vocales o un canal de TV. Los satélites de la serie INTELSAT III se empezaron a lanzar en 1968, podían transmitir 1200 circuitos telefónicos y 2 canales de TV .Los de la serie IV se empezaron a lanzar en 1971, con 4000 canales y 2 de TV .La serie V se inicia en 1981, con 12000 canales vocales y 2 de TV. Finalmente los de la serie VI  triplican la capacidad del anterior. Multiplica por 150 la capacidad del primer INTELSAT I. El número de transpondedores es de 38 en la banda C y 10 en la banda Ku.

Otra organización es INMARSAT, creada en 1979, es la organización internacional de satélites marítimos, y permite la comunicación a través de satélite con barcos. Se utilizan satélites MARECS (alquilados a la ESA), o INTELSAT V con el sistema de comunicaciones marítimas MCS.

Otra área en la que se han producido importantes avances y una gran repercusión social ha sido la recepción de TV por satélite.

La mejora de la tecnología en las estaciones terrenas ha permitido que se puedan recibir los satélites de comunicaciones con reflectores parabólicos de diámetro inferior a 1 metro. Dichos satélites distribuían inicialmente la señal a las estaciones locales y redes de cable, pero en la actualidad pueden ser recibidos por usuarios individuales. Destacan los satélites europeos ECS y ASTRA, que trabajan en la banda de 10. 9 a 11.7 GHz y los satélites americanos en la banda de 3.7 a 4.2 GHz.

Los satélites de difusión directa DBS tienen asignadas unas frecuencias diferentes, de 11.7 a 12.5 GHz, y podrán ser recibidos con antenas de diámetro reducido y receptores de bajo coste.