Encontrar el Foco de una Antena Parabólica

La posición del foco de una antena parabólica (o reflector parabólico) se puede determinar en términos del diámetro y la profundidad del plato.

Foco de una Parábola

La ecuación de una parábola se puede escribir para mostrar explícitamente la distancia focal \(f\) (distancia del vértice al foco).

Considere una parábola con foco \(F(0,f)\) y directriz \(y=-f\):

Parábola mostrando el foco

Por la definición de una parábola, cualquier punto \(M(x,y)\) en la parábola es equidistante del foco y la directriz:

\[ \sqrt{(x-0)^2 + (y-f)^2} = \sqrt{(x-x)^2 + (y-(-f))^2} \]

Elevando al cuadrado ambos lados y simplificando se obtiene la ecuación estándar en términos de la distancia focal \(f\):

\[ x^2 + y^2 + f^2 - 2yf = y^2 + f^2 + 2yf \quad \Rightarrow \quad y = \frac{x^2}{4f} \]

Encontrar la Distancia Focal a partir de las Dimensiones del Plato

Para un plato parabólico de diámetro \(D\) y profundidad \(d\), la parábola pasa por los puntos \((D/2, d)\) y \((-D/2, d)\). Usando la ecuación de la parábola:

\[ d = \frac{(D/2)^2}{4f} \quad \Rightarrow \quad f = \frac{D^2}{16d} \]
Plato parabólico con diámetro D y profundidad d

Esta fórmula se utiliza para posicionar el alimentador de la antena parabólica. En la práctica, a menudo se necesitan ajustes menores ya que los platos no son perfectamente parabólicos.

Una Calculadora de Foco para Reflector Parabólico está disponible en línea para mayor comodidad.

Ejercicios

  1. Encuentre la distancia focal \(f\) para un plato con diámetro \(D = 80\ \text{cm}\) y profundidad \(d = 25\ \text{cm}\).
  2. Encuentre una relación entre el diámetro \(D\) y la profundidad \(d\) tal que la distancia focal \(f\) sea el doble de la profundidad: \(f = 2d\).
  3. Encuentre una relación entre el diámetro \(D\) y la profundidad \(d\) tal que la distancia focal \(f\) sea mayor que la profundidad: \(f > d\).

Referencias Adicionales