UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO

208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN ING. HAROLD ESNEIDER PEREZ WALTERO (Director Nacional)

Acreditador ING. REMBERTO CARLOS MORENO HERAZO

IBAGUE Febrero de 2012

1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

La presente guía fue diseñado en el año 2012 por el Ingeniero Harold Esneider Pérez Waltero tutor de la UNAD-Zona Sur, CEAD de Ibagué. El material ha sido revisado por el Ingeniero Remberto Carlos Moreno Herazo quien actualmente se desempeña como Docente Ocasional MT en la UNAD CEAD Corozal.

2

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

3. INDICE DE CONTENIDO

TEMA

Pág.

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….. 4 OBJETIVOS…………………………………………………………………………..

5

LISTADO DE TABLAS……………………………………………………………… 6 LISTADO DE GRAFICAS Y FIGURAS……………………………………………. 6 CARACTERISTICAS GENERALES………………………………………………. 7 DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS…………………………………………………..

9

PRACTICA No 1…………………………………………………………………….

9

PRACTICA No 2…………………………………………………………………….. 15 PRÁCTICA No 3…………………………………………………………………….. 20 ANEXOS………………………………………………………………………………. 24 FUENTES DOCUMENTALES……………………………………………………… 25

3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

INTRODUCCIÓN El curso de 208019 – Antenas y Propagación es la plataforma para ingresar al mundo de las Comunicaciones Inalámbricas, hoy por hoy uno de los mecanismos de transmisión de datos mas eficiente y pertinente acorde al proceso de globalización que vivimos actualmente. Desde esta óptica es pertinente involucrar al estudiante en todos aquellos aspectos que le permitan identificar los diferentes contextos de aplicación de la temática o contenidos teóricos del curso, de esta forma habrá una mejor apropiación de los conceptos más elementales como la naturaleza de la radiación Electromagnética, los parámetros básico de Antenas como: impedancia característica (Zo), altura o longitud efectiva, coeficiente de Onda (β), longitud eléctrica, factor de atenuación (α), Resistencia de radiación (Rr), Inductancia (La), Capacidad (Ca), Q y ancho de banda, reactancia (Xa), impedancia de entrada (Ze), Directividad y área efectiva; además los tipos de antenas hasta el diseño e implementación de enlaces de comunicación utilizando los diferentes tipos de antenas.

4

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA:  Identificar el comportamiento de la radiación Electromagnética.  Identificar los parámetros a considerar en una línea de transmisión .  Interpretar el decibel dB como la unidad utilizada para expresar la magnitud de una modificación en un nivel, eléctrico o electromagnético.  Identificar los parámetros fundamentales en el momento de diseñar e implementar una antena.  Diseñar e implementar una antena dipolo para banda HF.  Diseñar una antena Parabólica.

5

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

4. LISTADO DE TABLAS Pág. Tabla 1: El Decibel

10

Tabla 2: Rúbrica practica No 1

14

Tabla 3: Rúbrica práctica No 2

19

Tabla 4: Rúbrica práctica No 3

23

4.1 LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS Figura 1: Corte cable coaxial

11

Figura 2: Dipolo básico

16

Figura 3: Esquema dipolo

17

Figura 4: Diagrama de Radiación Dipolo

17

Figura 5: Patrones de Radiación

24

6

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

5. CARACTERÍSTICAS GENERALES Introducción

Las antenas es un área básica de los Sistemas de Comunicación y le permite al estudiante desarrollar las habilidades y competencias suficientes para ingresar al estudio de los Sistemas de Comunicación inalámbrica..

Justificación

El desarrollo del componente práctico del curso 208019 – Antenas y Propagación permite consolidar la apropiación de los conceptos y teorías de los Sistemas de Comunicación aplicado a contextos reales del área de las Telecomunicaciones.

Intencionalidades formativas

Propósitos: Complementar el desarrollo tematico del curso 208019 – antenas y Propagación. Objetivos: Lograr que el estudiante se apropie e interprete los conceptos teoricos del curso. Metas: Lograr que los estudiantes del curso Antenas y Propagación interpreten los criterios basicos en el diseño e implemetación de antenas para el enlace inalambrico en Sistemas de Telecomunicaciones. Competencias: El estudiante adquiere la formación para identificar, interpretar, argumentar y resolver problemas del contexto de aplicación de enlaces de Telecomunicaciones con diferentes tipos de antenas con idoneidad y compromiso ético, articulando el saber ser, el saber hacer y el

7

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

saber conocer. Denominación de practicas

Práctica 1: Fundamentos de las Líneas de Transmisión para hacer acoplamiento en las Antenas. Practica 2: Propagación de Ondas Electromagnéticas. Práctica 3: Diseño de una Antena Parabólica.

Número de horas Porcentaje

Tres 3 (tres) horas en la primera práctica, 3 (tres) horas en la segunda práctica y 6 (seis) horas en la tercera práctica. 33% del 60% de la Nota definitiva, o su equivalente en puntos es 100.

Curso Evaluado por proyecto

SI___

Seguridad industrial

Las prácticas son desarrolladas en forma teórica con un complemento de trabajo físico que se puede desarrollar en forma independiente donde no se requiere manejar niveles altos de potencia eléctrica; por lo tanto no existen riesgos significativos.

8

NO X

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

6. DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS PRACTICA No. 01 Fundamentos de las Líneas de Transmisión para hacer acoplamiento en las Antenas Tipo de practica Presencial X Autodirigida Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas

X Remota

10% del 60% de la nota definitiva. Tres (3) horas. Unidad Uno, Capitulo 1, Capitulo 2 y Capitulo 3 del Modulo del Curso Propósito: Complementar el desarrollo tematico de la Unidad Uno del curso. Objetivo: Lograr que el estudiante se apropie, desde la perspectiva de la aplicación de los conceptos teoricos de la Unidad Uno. Meta: Lograr que el estudiante interprete el concepto de dB en la aplicación con Sistemas de Telecomunicaciones, ademas se pondran en práctica los fundamentos de las lineas de Transmisión en el acoplamiento con la etapa de radiación Electromagnetica para evitar perdidas. Competencia: El estudiante adquiere la formación para identificar, interpretar, argumentar y decidir en el momento de analizar, planear, diseñar e implementar un enlace de comunicación con diferentes tipos de antenas de acuerdo a las características topográficas y ambientales del contexto, así como los requerimientos del enlace de comunicaciones; con idoneidad y compromiso ético, articulando el saber ser, el saber hacer y el saber conocer.

9

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

Fundamentación Teórica Toda la temática planteada de la Unidad Uno del modulo del curso y los aspectos teóricos vistos en el curso de Sistemas Dinámicos. Descripción de la practica:

PROCEDIMIENTO: 1. Se tiene una antena parabólica transmisora con un diámetro de la boca del reflector parabólico de 0,5 m, se desea transmitir una señal con una frecuencia de 10 MHz y tiene una eficiencia del η=55%. Calcule la ganancia de la antena con respecto a una antena isotrópica en dB y en valor absoluto. a. Ahora, mantenido fijo el diámetro de la boca del reflector parabólico, varié la frecuencia de 10 MHz a 100 MHz y a 1000 MHz y calcule nuevamente la ganancia de la antena con respecto a una antena isotrópica en dB y en valor absoluto. b. Ahora, mantenido fija la frecuencia, varié el diámetro de la boca del reflector parabólico de 0,5 m a 1 m y a 1,5 m y calcule nuevamente la ganancia de la antena con respecto a una antena isotrópica en dB y en valor absoluto. c. Tabule la información en el siguiente grafico pero debe dejar la evidencia del calculo, de lo contrario no tiene sentido el resultado: η

F

D

Ap(dB)

Ap(Valor Absoluto)

(Eficiencia)

(Frecuencia)

(Diámetro)

(Ganancia en dB)

(Ganancia en Valor Absoluto)

0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55

Tabla 1- El Decibel (dB) 10

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

Ahora continuamos con la siguiente parte del análisis: Disponemos de la misma antena anterior y se sabe que con una frecuencia F1 se tiene una ganancia Ap =100, con una frecuencia F2 se tiene una ganancia de Ap =10 y con una frecuencia F3 se tiene una ganacia e Ap = 0,1. Calcule las anteriores ganancias en dB, ahora responda las preguntas: I. II. III.

Que es el Decibel?. Que Relación existe entre el dB y el Valor absoluto correspondiente?. Porque es importante el dB?

Nota de ayuda: Ecuación de la ganancia Ap.

2. Una línea bifilar tiene conductores de cobre con radio igual a 2 mm. La separación entre centros es de 2cm y el material aislante es polietileno. Supóngase que la tangente de perdidas es constante con la frecuencia y encuentre los parámetros L, C, R y G por unidad de longitud, a frecuencias de operación de 1 KHz, 10 KHz y 1 MHz. 3. Se tiene un cable coaxial diseñado para funcionar a muy altas temperaturas, por ejemplo en cohetes, misiles y satélites. Las dimensiones de su corte transversal se muestran en la figura 1. El dieléctrico entre ambos conductores de cobre es teflón y las paredes que hacen contacto con dicho dieléctrico están recubiertas de plata. Por simplicidad, considérese que el teflón esta distribuido uniformemente y que la corriente pelicular solo fluye por las cubiertas de plata. Calcule los parámetros L, C, R y G de esta línea a 100 MHz y a 1 GHZ.

Figura 1. 11

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

4. Determine la longitud física y la impedancia característica para un transformador de un cuarto de longitud de onda que se utiliza para acoplar una sección de RG-8A/U (Z0= 50 Ω) a una carga resistiva de 150 Ω. La frecuencia de Operación es de 150 MHz y el factor de velocidad es de Vf=1. Todos los cálculos deben quedar evidenciados en el informe. CONCLUSIONES: El estudiante debe expresar de manera clara y argumentada 10 (diez) conclusiones de los análisis realizados. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos): Se debe contar con un ordenador o computador con las siguientes características básica: Un Procesador de mínimo 1.6 GHz, una RAM de mínimo 1 GByte, un disco duro de mínimo 260 Gbyte y un tamaño de bus de datos de 64 bits. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de esta primera sección no se requiere ningún software. Seguridad Industrial Las prácticas son desarrolladas sobre software de modelamiento matemático y simuladores, por lo tanto no existen riesgos significativos Metodología: Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: Para el desarrollo de esta práctica el estudiante debe haber leído y aprobado la Unidad Uno del modulo del curso Antenas y Propagación; además es necesario haber visto, aunque no es requisito, los cursos CAD para electrónica, Electrónica Básica, Circuitos Eléctricos DC y AC y el curso Sistemas de Comunicación. Forma de trabajo: El trabajo será desarrollado por grupos de trabajo colaborativo o en caso que cuenten con un tutor en el centro para el desarrollo del componente práctico, se hará por grupos de estudiantes por centro y será asesorado por el tutor designado quien reportara el informe al Director Nacional del Curso. Procedimiento: Cada estudiante miembro del grupo de trabajo colaborativo debe desarrollar parcialmente el trabajo según una distribución previa que se haga en el grupo, posteriormente de forma individual deben socializar las conclusiones y las preguntas

12

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

planteadas en el laboratorio y posteriormente se consolida en un informe final. Sistema de Evaluación En el caso que el CEAD, CERES o CCAV cuente con un tutor designado para el desarrollo del componente práctico del curso, este tutor hará una calificación del informe presentado por los estudiantes del respectivo centro siguiendo de forma estricta la rúbrica de evaluación y enviara un informe o reporte de notas al director Nacional del Curso. En caso que el Centro no disponga de tutor para el desarrollo del componente práctico del curso, en el campus virtual del mencionado curso, el director creara un foro exclusivamente para recibir los informes de la practica y serán calificado siguiendo de forma estricta la rúbrica de calificación por el mismo Director Nacional del Curso. Informe o productos a entregar El informe presentado debe tener los siguientes ítems:  Portada.  Introducción.  Objetivos  Desarrollo de la actividad: En este ítem el estudiante debe presentar los cálculos del desarrollo de los ejercicios con su respectivo análisis.  Conclusiones.  Fuentes documentales. Este informe debe ser presentado en formato PDF. Rúbrica de evaluación ITEM A EVALUAR

VALORACIÓN BAJA

VALORACIÓN MEDIA

Descripción de la práctica.

El estudiante no responde las preguntas ni plantea las conclusiones solicitadas.

El estudiante responde las preguntas o plantea las conclusiones solicitadas parcialmente.

0 puntos

VALORACIÓN ALTA

El estudiante responde las preguntas y plantea las conclusiones solicitadas. 15 Puntos.

10 Puntos.

Aspectos del Informe o

13

El estudiante no desarrolla los ítems

El estudiante desarrolla al menos tres (3) de los

El estudiante desarrolla los ítems planteados en

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN producto.

planteados en la guía para el informe final.

ítems en forma correcta planteados en la guía para el informe final.

0 Puntos.

la guía para el informe final de forma correcta. 15 Puntos.

10 Puntos.

TOTAL PUNTOS

30

Tabla 2-Rúbrica practica No 01 Retroalimentación Para los estudiantes que desarrollan la práctica de forma independiente, la realimentación de la actividad se hará por grupos de trabajo colaborativo en el mismo foro en donde se sube el informe o producto final. Quienes desarrollan la práctica en centro con la asesoría de un tutor, el, será el encargado de realizar la realimentación.

14

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

PRACTICA No. 02 Propagación de Ondas Electromagnéticas Tipo de practica Presencial

Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas

X Autodirigida

X Remota

10% del 60% de la nota definitiva. Tres (3) horas. Unidad Dos, Capitulo 4, Capitulo 5 y Capitulo 6 del Modulo del Curso Propósito: Complementar el desarrollo tematico de la Unidad Dos del curso. Objetivo: Lograr que el estudiante se apropie, desde la perspectiva de la aplicación de los conceptos teóricos de la Unidad Dos. Meta: Lograr que el estudiante interprete la aplicación de los conceptos de propagación Electromagnetica a traves del diseño y la implemetación de una antena dipolo para banda HF. Competencia: El estudiante adquiere la formación para identificar, interpretar y argumentar los criterios básicos en el diseño e implementación de una antena dipolo.

Fundamentación Teórica Toda la temática planteada de la Unidad Uno y Unidad Dos del modulo del curso y los aspectos teóricos vistos en el curso de Electrónica Básica, Circuitos Eléctricos DC y AC y Sistemas de Comunicación. Descripción de la practica Desarrollo de las Actividades: El estudiante debe realizar el diseño teórico de la antena, lo cual debe quedar evidenciado en el contenido del informe. Posteriormente se procede a realizar la 15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

implementación de la antena de acuerdo a los requerimientos planteados.  Teniendo en cuenta que queremos transmitir a una frecuencia de 10 MHz, calcular la longitud Física y la longitud Eléctrica de la Antena.  Materiales: 

Dos trozos de varilla de cobre y 2.5 mm de diámetro; la longitud será acorde a los requerimientos del diseño.



Segmento de material semi rigido o cable RG-58 con un conector SMA en un extremo.

 El procedimiento para construir ambos dipolos consiste en soldar un trozo de semiconductor al núcleo del semi rígido y el otro a la cubierta o carcaza del cable semirígido, quedando armadas las antenas. Para proporcionar mayor rigidez a los dipolos se aplicó una capa de silicona sobre la soldadura.

Figura 2. Aspectos Importantes a considerar: Si por casualidad no es posible conseguir un transmisor RF de 10 MHz, puede cambiar acorde a su disponibilidad de recursos las características técnicas de la antena, lo importante es montar una dipolo. Lo que el estudiante debe entregar: Teniendo en cuenta que existen algunos centros que no disponen de al menos un analizador de espectros y que algunos estudiantes no tienen posibilidad de asistir en forma presencial a la práctica, y considerando que los estudiantes que están desarrollando este curso conocen la normatividad básica en cuanto a seguridad en el laboratorio; se solicito que el estudiante entregue la evidencia paso a paso del proceso de construcción de la antena y la evidencia del funcionamiento de la antena, bien sea que la hayan desarrollado en forma independiente o en el centro al cual esta adscrito; tenga en cuenta que la antena puede ponerla a funcionar como transmisor 16

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

o receptor. Las evidencias aquí mencionadas hacen referencias a fotos que se incluirán en el informe.

Descripción general de la Antena Dipolo

Figura 3.

La antena dipolo es la más sencilla que se puede construir y está derivada de la forma fundamental de antena formada por un solo conductor cuya longitud es igual a la mitad de la longitud de onda de la señal transmitida. Esta antena está formada por dos conductores cuya longitud total es igual a la longitud de media onda de la señal. Los conductores están aislados en los extremos de cualquier superficie conductora y separados en el centro por otro aislador. De estos dos terminales centrales se conecta la línea de transmisión que va al equipo. Diagrama de Radiación Típico de una Antena Dipolo de Media Onda:

Figure 4.

17

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)  Se debe contar con un ordenador o computador con las siguientes características básica: Un Procesador de mínimo 1.6 GHz, una RAM de mínimo 1 GByte, un disco duro de mínimo 260 GByte y un tamaño de bus de datos de 64 bits.  Osciloscopio.  Analizador de Espectros Software a utilizar en la practica

Proteus. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: Para el desarrollo de esta práctica el estudiante debe haber leído y aprobado la Unidad Uno y Dos del modulo del curso Antenas y Propagación; además es necesario haber visto, aunque no es requisito, los cursos CAD para electrónica, CAD Avanzado para Electrónica, Electrónica Básica, Circuitos eléctricos DC y AC y Sistemas de Comunicación. Forma de trabajo: El trabajo será desarrollado por grupos de trabajo colaborativo o en caso que cuenten con un tutor en el centro para el desarrollo del componente práctico, se hará por grupos de estudiantes por centro y será asesorado por el tutor designado quien reportara el informe con la nota al Director Nacional del Curso. Procedimiento: Cada estudiante miembro del grupo de trabajo colaborativo debe desarrollar parcialmente el trabajo según una distribución previa que se haga en el grupo, posteriormente de forma individual deben socializar las conclusiones y las preguntas planteadas en el laboratorio y posteriormente se consolida en un informe final. Sistema de Evaluación En el caso que el CEAD, CERES o CCAV cuente con un tutor designado para el desarrollo del componente práctico del curso, este tutor hará una calificación del informe presentado por los estudiantes del respectivo centro siguiendo de forma estricta la rúbrica de evaluación y enviara un informe o reporte de notas al director Nacional del Curso. En caso que el Centro no disponga de tutor para el desarrollo del componente práctico del curso, en el campus virtual del mencionado curso, el director creara un foro exclusivamente para recibir los informes de la practica y serán calificado siguiendo de forma estricta la rúbrica de calificación por el mismo Director Nacional del Curso. Informe o productos a entregar El informe presentado debe tener los siguientes ítems:

18

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

 Portada.  Introducción.  Objetivos  Desarrollo de la actividad: En este ítem el estudiante debe presentar las fotografías del paso a paso del proceso de construcción de la antena y la evidencia del funcionamiento con su respectivo análisis.  Conclusiones.  Fuentes documentales. Este informe debe ser presentado en formato PDF. Rúbrica de evaluación ITEM A EVALUAR

VALORACIÓN BAJA

VALORACIÓN MEDIA

VALORACIÓN ALTA

Descripción de la práctica.

El estudiante no desarrolla y explica los pasos utilizados para la construcción de la antena

El estudiante desarrolla y explica parcialmente los pasos utilizados para la construcción de la antena dipolo.

El estudiante desarrolla y explica de forma clara los pasos utilizados para la construcción de la antena hasta la puesta en funcionamiento.

0 puntos

15 Puntos. 10 Puntos.

Aspectos del Informe o producto.

El estudiante no desarrolla los ítems planteados en la guía para el informe final.

El estudiante desarrolla al menos tres (3) de los ítems en forma correcta planteados en la guía para el informe final.

0 Puntos.

El estudiante desarrolla los ítems planteados en la guía para el informe final de forma correcta. 15 Puntos.

10 Puntos. TOTAL PUNTOS

30

Tabla 3-Rúbrica practica No 2 Retroalimentación Para los estudiantes que desarrollan la práctica de forma independiente, la realimentación de la actividad se hará por grupos de trabajo colaborativo en el mismo foro en donde se sube el informe o producto final. Quienes desarrollan la práctica en el centro con la

19

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

asesoría de un tutor, el, será el encargado de realizar la realimentación.

PRACTICA No. 03 Diseño de una antena Parabólica Tipo de practica Presencial

Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas

X Autodirigida

X Remota

13% del 60% de la nota definitiva. Tres (6) horas. Unidad Dos, Capitulo 7, Capitulo 8 y Capitulo 9 del Modulo del Curso Propósito: Complementar el desarrollo tematico de la Unidad Tres del curso. Objetivo: Lograr que el estudiante se apropie, desde la perspectiva de la aplicación de los conceptos teóricos de la Unidad Tres. Meta: Lograr que el estudiante interprete la aplicación de los conceptos de propagación Electromagnetica a traves del diseño de una antena parabolica en banda C. Competencia: El estudiante adquiere la formación para identificar, interpretar y argumentar los criterios básicos en el diseño de una parabólica.

Fundamentación Teórica Toda la temática planteada de la Unidad Uno, Unidad Dos y Unidad Tres del modulo del curso y los aspectos teóricos vistos en el curso de Electrónica Básica, Circuitos Eléctricos DC y AC y Sistemas de Comunicación. Descripción de la practica Desarrollo de las Actividades: 20

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

El estudiante debe realizar el diseño teórico de la antena, lo cual debe quedar evidenciado en el contenido del informe de manera detallada, según el siguiente planteamiento: “Se necesita enlazar una estación terrena con un satélite en orbita Geoestacionaria, lo haremos utilizando una frecuencia de 10 GHz. Para esto requerimos de una antena parabólica que genere una ganancia de 40 dB (en valor absoluto)”. Bajo estos criterios, realice el diseño de la antena, calculando básicamente los siguientes parámetros:  Ganancia en valores absolutos.  El diámetro de la parábola (abertura.)  Distancia Focal utilizando un ángulo de abertura de 620 .  Anchura del diagrama de Directividad, tanto en el plano vertical (2θE) como en el plano horizontal (2θH). Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)  Se debe contar con un ordenador o computador con las siguientes características básica: Un Procesador de mínimo 1.6 GHz, una RAM de mínimo 1 GByte, un disco duro de mínimo 260 GByte y un tamaño de bus de datos de 64 bits. Software a utilizar en la practica Existen algunos software utilizados para este tipo de diseños, pero la idea de esta práctica es apropiarnos de aspectos básicos del diseño de Antenas Parabólicas, por tanto lo haremos en forma manual. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: Para el desarrollo de esta práctica el estudiante debe haber leído y aprobado la Unidad Uno, Unidad Dos y Unidad Tres del modulo del curso Antenas y Propagación; además es necesario haber visto, aunque no es requisito, los cursos CAD para electrónica, CAD Avanzado para Electrónica, Electrónica Básica, Circuitos eléctricos DC y AC y Sistemas de Comunicación. Forma de trabajo: El trabajo será desarrollado por grupos de trabajo colaborativo o en caso que cuenten con un tutor en el centro para el desarrollo del componente práctico, se hará por grupos de estudiantes por centro y será asesorado por el tutor designado quien reportara el informe con la nota al Director Nacional del Curso. Procedimiento: Cada estudiante miembro del grupo de trabajo colaborativo debe desarrollar parcialmente el trabajo según una distribución previa que se haga en el grupo, posteriormente de forma individual deben socializar las conclusiones y las preguntas 21

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

planteadas en el laboratorio y posteriormente se consolida en un informe final. Sistema de Evaluación En el caso que el CEAD, CERES o CCAV cuente con un tutor designado para el desarrollo del componente práctico del curso, este tutor hará una calificación del informe presentado por los estudiantes del respectivo centro siguiendo de forma estricta la rúbrica de evaluación y enviara un informe o reporte de notas al director Nacional del Curso. En caso que el Centro no disponga de tutor para el desarrollo del componente práctico del curso, en el campus virtual del mencionado curso, el director creara un foro exclusivamente para recibir los informes de la practica y serán calificado siguiendo de forma estricta la rúbrica de calificación por el mismo Director Nacional del Curso. Informe o productos a entregar El informe presentado debe tener los siguientes ítems:  Portada.  Introducción.  Objetivos  Desarrollo de la actividad: En este ítem el estudiante debe presentar todos los cálculos de desarrollo que le permitan obtener finalmente los parámetros exigidos, y crear un diagrama donde se observe claramente las dimensiones obtenidas y dibujar el respectivo patrón de radiación.  Conclusiones.  Fuentes documentales. Este informe debe ser presentado en formato PDF.

22

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

Rúbrica de evaluación ITEM A EVALUAR Descripción de la práctica.

VALORACIÓN BAJA

El estudiante no desarrolla y explica los pasos utilizados para el diseño de la antena.

VALORACIÓN MEDIA

VALORACIÓN ALTA

El estudiante desarrolla y explica parcialmente los pasos y los parámetros exigidos en el diseño de la antena parabólica.

El estudiante desarrolla y explica de forma clara los pasos y los parámetros exigidos utilizados para el diseño de la antena parabólica.

0 puntos

15 Puntos. 10 Puntos.

Aspectos del Informe o producto.

El estudiante no desarrolla los ítems planteados en la guía para el informe final.

El estudiante desarrolla al menos tres (3) de los ítems en forma correcta planteados en la guía para el informe final.

0 Puntos.

El estudiante desarrolla los ítems planteados en la guía para el informe final de forma correcta. 15 Puntos.

10 Puntos. TOTAL PUNTOS

30

Tabla 4-Rúbrica practica No 3 Retroalimentación Para los estudiantes que desarrollan la práctica de forma independiente, la realimentación de la actividad se hará por grupos de trabajo colaborativo en el mismo foro en donde se sube el informe o producto final. Quienes desarrollan la práctica en el centro con la asesoría de un tutor, el, será el encargado de realizar la realimentación.

23

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

ANEXOS

Figura 5. Patrones de Radiación

24

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 208019 – ANTENAS Y PROPAGACIÓN

7. FUENTES DOCUMENTALES TOMASI, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. Prentice Hall, 4a Ed. 2003 CARDAMA, Angel. Antenas. AlfaOmega, 2da. Ed. 2003 HAYT, William. Teoría Electromagnética. McGraw-Hill. 2da Ed. 2000 BATALLER, Miguel. Líneas de Transmisión. Paraninfo. 2da. Ed. 1997 A.J. Giger, Low Angle Microwave Propagation: Physics and Modeling, Artech House, Boston, 1991. M.P.M. Hall, Effects of the Troposphere on Radio Communication, Peter Peregrinus, Londres, 1979. J.M. Hernando Rábanos, Transmisión por radio, Centro de Estudios Ramón Areces, Madrid, 1993. A. Ishimaru, Wave Propagation and Scattering in Random Media, Academic Press, Nueva York, 1978. A. Ishimaru, Electromagnetic Wave Propagation, Radiation and Scattering, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1991. W.C. Jakes, Microwave Mobile Communications, IEEE Press, Nueva York, 1974. D.E. Kerr, Propagation of Short Radio Waves, M.I.T. Radiation Laboratory Series, McGraw- Hill, Nueva York,1991. J. Lavergnat, M. Sylvain, Radio Wave Propagation: Principles and Techniques, John Wiley & Sons, Nueva York, 2000. W.C.Y. Lee, Mobile Communications Engineering: Theory and Applications, 2.ª ed., McGraw- Hill, Nueva York, 1998.

25