Low Noise Block

El Bloque de Bajo Ruido o LNB, por sus siglas inglesas, es un dispositivo utilizado en la recepción de señales procedentes de satélites.

Figura LNB.

Aspecto de un LNB de los utilizados normalmente para la recepción de TV por satélite.

Descripción de LNB

Dado que las frecuencias de transmisión del enlace descendente del satélite (downlink) son imposibles de distribuir por los cables coaxiales, se hace necesario un dispositivo, situado en el foco de la antena parabólica, 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).

La banda de FI elegida para el reparto 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).

El enlace descendente del satélite tiene unas pérdidas muy elevadas mayores de 200 dB y aunque las modulaciones elegidas para este servicio necesitan una relación portadora a interferencia (C/N) muy baja, los niveles de señal recibidos por las antenas con dimensiones de consumo necesitan de dispositivos con factores de ruido muy bajos, de ahí LNB (Low Noise Block down-converter).

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, 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).

Diagrama de bloques y funcionamiento

El LNB consta de los siguientes bloques: en primer lugar, junto con el amplificador HEMT de muy bajo factor de ruido dispone de un resonador discriminador de polaridad, un segundo bloque de filtrado de banda que limita el ruido de entrada al mezclador, un tercer bloque mezclador para convertir la señal de microondas en frecuencia intermedia y un último bloque que es el amplificador de frecuencia intermedia a la salida del mezclador. Para la conversión necesita también un oscilador local con resonador cerámico (microondas).

Para realizar la selección de polaridad se estandarizó para el cambio de discriminación de polaridad un cambio en la tensión de alimentación (10 a 15 V para la vertical y de 16 a 20 V para la horizontal). Para el conmutador de cambio de banda se añadió una segunda variable a la tensión de alimentación que fue superponer o no un tono de 22 KHz.

Las dos sub-bandas que obtenemos van desde 950 hasta 1.950 MHz para la banda baja y desde 1100 hasta 2150 MHz para la banda alta.

Para realizar la conversión se mezcla la banda de entrada seleccionada, mediante la elección del resonador y amplificador, con un oscilador local cuyo valor se ha elegido previamente. En la mezcla se producen batidos entre las dos señales (sumas y restas de frecuencias), de estas, mediante filtrado elegimos la que se encuentra en la banda de FI, así por ejemplo, para la banda baja, la frecuencia del oscilador local es 9,75 GHz, porque (10,7 - 9,75) GHz = 0,950 GHz (950 MHz) y (11,7 - 9,75) GHz = 1,95 GHz (1950 MHz) y para la banda alta el valor del oscilador local es 10,6 GHz.

Otras explicaciones complementarias

C/N (carrier/noise) es la relación entre potencia de la señal portadora de la información de un canal digital, y el ruido de fondo que llega del espacio, o que es añadido por un elemento receptor o amplificador. Viene especificada en dB (decibelios) y es mejor cuanto mayor es su valor.

Realmente la "antena" en este caso son dos antenas, es decir los elementos que convierten la energía electromagnética en tensión eléctrica son los dos pequeños trozos metálicos que están perpendiculares uno a otro, dentro del círculo que se sitúa en el foco del reflector parabólico. Cada uno de ellos resuena en una de las polarizaciones recibidas del satélite (vertical/horizontal). Por ello, durante la instalación, no es indiferente el ángulo que forman con la vertical; pues girando el LNB 90 grados, el receptor recibirá en una polarización lo que normalmente debiera recibirse por la otra. Observando las señales en el analizador de espectro, deberá ajustarse la situación del LNB sobre su soporte para el ángulo en el que sea máxima la señal de la polarización correcta, y desaparezcan las señales de la polarización cruzada.