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blog:2015:1201_bocina_para_nanowaves

Bocina para NANOWAVES

Antena de bocina para NANOWAVES “banda ancha”

En una primera fase de pruebas con nanoondas realizadas este verano del 2015, hemos probado el alcance de los sistemas ópticos sencillos con láseres pequeña potencia. Aquí hemos visto los primeros problemas que nos podríamos encontrar. Como parte de la segunda fase de la “operación”, aquí tenemos una pequeña solución para el apuntamiento de receptores de nanowaves láser en el que con este pequeño proyecto, ya no prima una precision tan exacta o crítica en el apuntado(según resultados con estas longitudes de onda tan pequeñas).

En otros sistemas, el sistema óptico de recepción es muy crítico, deben de ponerse directamente emisor modulado y receptor frontalmente con precision y con coherencia en los ejes entre la cavidad laser de tx y sensor de rx dentro del estrecho campo de captación.

En este caso, vamos a poner difícil el enlace entre un Tx y Rx para investigar el tema.Tenemos un emisor modulado y un receptor que necesita de sincronizarse con éste digitalmente para que “enganche” al 100% la señal del emisor de luz, atacándola con una señal digital pcm a través de un convertidor A/D modulado con una señal de audio de morse Cw a modo baliza.Una exigente “situación” para la sincronía.

Con este sistema, y a diferencia de otros sistemas modulados de luz en amplitud, el sistema “engancha” o “no engancha”, (algo parecido al TDT de tv domestico). Este sistema exige que el apunte sea asimismo muy exigente, simulando una situación crítica en campo real en exteriores, en la que se transmite una señal a una frecuencia de reloj de 48 khz y un total de 3,1 Mbit de datos, que serán lanzados “al aire” concentrados en el haz de luz por el emisor para ser captados.

Esta señal es adecuada para transmitir audio de alta calidad o imagen en tiempo real de baja resolución. En este caso, no tendremos el problema de interacciones de campos electromagnéticos o ruídos en nuestra transmisión.Siempre que sincronice el enlace óptico, la recepción sera impecable.

Para mejorar el efecto del apunte de precisión, he realizado un pequeño invento con elementos de “alta tecnología” y un presupuesto de un par de euros: un reflector de linterna de los chinos y una “antena” de “látigo” de fibra óptica de 2 cm para colocar delante del fototransistor del receptor como guia de onda. Esta fibra va colocada sobre un conector Toslink comunmente utilizado en audio digital: ”Recycling tech”.

Estos son los componentes, sin más. El reflector de linterna tiene una “cavidad” cilíndrica interior extrayendo la bombilla original (esta hará de “espejo multirebote” para incidir la luz alrededor de ella), un papel de aluminio, para recubrir las zonas “de sombra” de la cavidad. Prescindimos de costosas lentes que aunque ayudarían a “amplificar” la señal recibida, en este caso, vamos a crear este sistema para “tener margen” de apunte.

Aquí vemos una prueba de la señal transmitida y sincronizada en el receptor via “directa” sin antena.Aunque funciona, no podemos desplazar el receptor ni un par de milímetros porque se desincronizaría de inmediato:

Y en esta otra foto, el efecto de utilizar la bocina.Nada más y nada menos que hemos ganado unos generosos grados de apertura, muy útil para sintonizar un receptor en un monte remoto al tener un margen más amplio de recepción:

El ajuste de esta antena de “bocina” para concentrar las “nanowaves” es sencillo. Sólo te hará falta una bombilla,un flexo de baja potencia o un led, y taparlo por completo, dejando un pequeño agujero en donde ubicaremos el latiguillo de fibra óptica.

Debes de poner un extremo sobre la luz y de inmediato podrás ver la luz a través de ella con un simple punto en la superficie frontal de la fibra.

Buscaremos la ubicación exacta del extremo de la fibra óptica introduciendo la bocina poco a poco hasta que veamos esa luz “de fondo” en “fase” recubriendo de luz toda la superficie del reflector.Listo.Ya tenemos nuestra antena “nanowaves” de gran ángulo de apertura.

En sí, la fibra óptica bien pulida ya recibe señales de luz en cierto ángulo, el reflector “ayuda” a reflejar las señales incidentes laterales y allí en donde el haz desde la distancia viene “dispersado”.La “cavidad” en la que va alojada la fibra refuerza el efecto de las diferentes fases incidentes de la luz proveniente desde distintos puntos de nuestra “super-parábola”.

Aquí lo puedes ver en pleno ajuste. Desde ver un simple punto de luz, a propagarse por todo el área de la bocina.Aplicamos y contamos con el efecto de la “reciprocidad” al igual que las antenas:.En este caso, las nanoondas son propagadas desde atrás hacia adelante,y recíprocamente, también se cumple la ley al revés, al recibir una radiación frontal,también se concentrará en el foco central.

Una curiosidad.Es de apreciar las “bandas interferentes” de luz verticales que aparecieron en la foto de la izquierda.La bocina es capaz de “propagar” y “dar ganancia”a la luz “modulada” proveniente del flexo led voluntario de nuestra prueba para el ajuste, éste, es regulado en intensidad por “pulsos en el tiempo”de corta duración para atenuar la intensidad y son captados por la “lenta” velocidad de muestreo de la cámara con la que he tomado la foto.

Lo curioso es que son verticales. Con probabilidad el ccd de la cámara efectúa un barrido de este modo.Esto es un indicador de que la retina no es capaz de discernir el parpadeo pulsante, y sin embargo el ccd sí. Por supuesto que ese parpadeo se retransmite por la fibra óptica y es captado por la cámara. Y para el resto de transmisión de datos via luz?… buena señal… La respuesta es afirmativa. Demostrémoslo.

Y aquí el resultado final, bocina instalada sobre el receptor directamente al fototransistor.En la foto puedes ver una señal de luz incidente sobre la parte frontal de la fibra y la foto cogida de lado para que la cámara no se sature de luz proveniente del reflector.Apréciese que en el momento de recibir luz enfocada, el frontal de la fibra se ilumina de rojo y le transmite la señal al fototransistor internamente como un guiaonda.

Sincronía perfecta, incluso a distancia. Con la dispersion del haz del emisor en cierto grado siempre y cuando la intensidad recibida por el receptor sea suficiente sincroniza y recibe la señal de emisor a la perfección. Aquí no hay S9+30 o S-5… o “va” o “no va“!!

Seguro que hay sistemas infinitamente mejores. Nosotros vamos paso a paso avanzando con poco presupuesto e imaginación con “cosas de casa”.

73!!

Luis Javier Fitera EA1HBX

Discusión

Luis.Fernándezea5dom, 2015/12/02 09:51

Fantástico trabajo Luis Javier ! =)

Una cosa que no me ha quedado clara es si finalmente para transmitir utilizas el laser. Entiendo que el led en Tx es para ajustes y luego usas un laser ? Es así ?

73 de Luis EA5DOM

Fityea1hbx, 2015/12/02 10:41

Hola Luis! encantado de verte por estos medios de nuevo.

En el sistema de tx se utiliza láser rojo monocromático de los chinos de un euro y pico para “larga distancia” (sólo me está dando problemas el láser verde potente que todavía sigo en pruebas), y por supuesto, cualquier fuente de luz con Led de conmutación rápida, que también probé y furrula en tx-, (como los led de luz blanca, los de mayor “ancho de banda”).El probar con láser cerca es bastante molesto y peligrosillo por las reflexiones y es mejor currar en “QRP” con leds en las pruebas para corta distancia.

Para lo que necesites, Saludos! Javier ea1hbx

Javiereb1hbk, 2015/12/03 16:17

Hola Javier! muy buena idea y muy bien explicado.

Ya está ajustada la entrada para que se muestre correctamente en la portada. ¿Quieres que le añada un dibujo esquemático del montaje del reflector?

73.

Fityea1hbx, 2015/12/03 17:56

ok Javi! eres un crack!!! ahora está bien con lo de “leer más..” Añade sin problema, tienes buena mano!!! Saludos y gracias mashine!!! seventizrí!

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