Seminario : comunicaciones vía satélite

Texto completo

(1)

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

S E M I N A R I O

Comunicaciones Vía Satélite

ING. FERNANDO ESTRADA SAIAZAR

ING. JOSE D. RIVERA MARTINEZ

(2)
(3)
(4)

, I N D I C E

r

'

I INTRODUCCION I I SATELITES INTELSAT

I I I CONCEPTOS FUNDATIENTALES DE UN SISTEMA GLOBAL DE COMUNICACION CON SATELITES GEOESTACIONARIOS

IV CONFIGURACION DE LOS CIRCUITOS DE SATELITE

V DESCRIPCION A CUADROS DE UN SATELITE

TIPICO

V I ACCESO MULTIPLE

V I I ESTACIONES TERRENAS

V I I I NORMAS

(5)

I INTRODUCCION

1 . 1 . TERMINOLOGIA

Antes de e n t r a r de l l e n o a l tema, hemos c o n s i d e r a d o de -i n t e r é s p r e s e n t a r l a t e r m -i n o l o g í a c l á s -i c a u t -i l -i z a d a en l a t é c n i c a de l a s comunicaciones p o r s a t é l i t e p a r a f a c i -l i t a r su i n t e r p r e t a c i ó n .

a) S e r v i c i ó E s p a c i a l

Entre E s t a c i o n e s T e r r e n a s , cuando se u t i l i z a n s a t é l i t e s a c t i v o s o p a s i v o s p a r a e l i n t e r c a m b i o de comunicaciones en l o s s e r v i c i o s f i j o o m ó v i l , o e n t r e a l g u n a e s t a c i ó n -t e r r e n a y e s -t a c i o n e s s i -t u a d a s en s a -t é l i -t e s a c -t i v o s , p a r a e l i n t e r c a m b i o de comunicaciones d e l s e r v i c i o m ó v i l .

b) Telemedida E s p a c i a l

Telemedida usada p a r a l a t r a n s m i s i ó n , desde una e s t a c i ó n e s p a c i a l , de r e s u l t a d o s de mediciones e f e c t u a d a s en un -v e h í c u l o e s p a c i a l . i n c l u y e n d o l a s r e l a t i -v a s a J ^ f ^ p i o n a miento d e l v e h í c u l o e s p a c i a l .

c) Telemando E s p a c i a l

Transmisión de s e ñ a l e s r a d i o e l e c t r i c a s a una e s t a c i ó n es p a c i a l , p a r a i n d i c a r , m o d i f i c a r o i n t e r r u m p i r e l f u n c i o

(6)

<3) S e g u i m i e n t o E s p a c i a l

e ) S a t é l i t e A c t i v o

S a t é l i t e de l a t i e r r a p r o v i s t o d e m a

- a e m i t i r o r e t r an s mi t i r s e ñ a l e s d e r a d i o c o m u ^ ^ n

f ) S a t é l i t e P a s i v o

~ * t ™ »

g ) S i s t e m a de S a t é l i t e s

: i : r : ;

r ^ *

«

-i

h) E s t a c i ó n T e r r e n a

i ) E s t a c i ó n E s p a c i a l

f u e r a de l a í a r t l d e s t l n a d* * - o que y a estubo

-p a r t e -p r . n c i -p a l de la a t m 3 s f e r a d e l a fcie__

j ) Sistema E s p a c i a l

C u a l q u i e r c o n j u n t o coordinado de e s t a c i o n e s t e r r e n a s y -e s p a c i a l -e s qu-e p r o p o r c i o n a n un s -e r v i c i o -e s p a c i a l d-et-ermi nado pudiendo i n c l u i r , en c i e r t o s c a s o s , o b j e t o s e s p a c i a

l e s que r e f l e j e n l a s s e ñ a l e s de r a d i o c o m u n i c a c i ó n .

k) O r b i t a

T r a y e c t o r i a d e s c r i t a en e l e s p a c i o por e l c e n t r o de g r a -vedad de un s a t é l i t e u o t r o o b j e t o e s p a c i a l .

1) Angulo de i n c l i n a c i ó n de una ó r b i t a

Angulo agudo e n t r e e l p l a n o que c o n t i e n e una ó r b i t a y e l plano d e l ecuador t e r r e s t r e .

m) P e r í o d o de un o b j e t o e s p a c i a l

E l tiempo comprendido e n t r e dos p a s a j e s c o n s e c u t i v o s de un o b j e t o e s p a c i a l por un mismo punto de su ó r b i t a c e r r a da.

n) A l t i t u d de apogeo

A l t i t u d a p a r t i r de l a s u p e r f i c i e de l a t i e r r a d e l punto de una ó r b i t a c e r r a d a de un s a t é l i t e en que é s t e se e n -cuentra a d i s t a n c i a máxima d e l c e n t r o de l a t i e r r a .

o) A l t i t u d de P e r i g e o

(7)

p) S a t é l i t e E s t a c i o n a r i o

S a t é l i t e cuya ó r b i t a c i r c u l a r se e n c u e n t r a en e l p l a n o -e c u a t o r i a l d-e l a t i -e r r a y qu-e g i r a -en t o r n o a l -e j -e p o l a r de l a misma en e l mismo s e n t i d o y con i g u a l p e r í o d o de -r o t a c i ó n .

1.2 CLASIFICACION DE LAS COMUNICACIONES ESPACIALES

Las r a d i o c o m u n i c a c i o n e s que se e f e c t ú a n por medio de una e s t a c i ó n e s p a c i a l o e s t a c i o n e s e s p a c i a l e s se l e s llama generalmente comunicaciones e s p a c i a l e s , p e r o t i e n e n e l nombre f o r m a l "Comunicaciones r a d i o e s p a c i a l e s " . Se c l a -s i f i c a n p r i n c i p a l m e n t e en t r e -s grupo-s :

a) Entre e s t a c i ó n t e r r e n a y e s t a c i ó n e s p a c i a l .

b) Entre e s t a c i o n e s e s p a c i a l e s .

O Entre e s t a c i o n e s t e r r e n a s p o r r e t r a n s m i s i ó n o r e f l e -x i ó n desde una e s t a c i ó n e s p a c i a l .

1.3 HISTORIA

Las r e f l e x i o n e s en l a luna a p l i c a n d o l a s t é c n i c a s d e l ra dar f u e r o n r e p e t i d a m e n t e demostradas en l o s f i n a l e s de I l o s 40'S e i n i c i o de l o s 5 0 ' s . En J u l i o de 1954, e l p r i mer mensaje de voz f u é t r a n s m i t i d o p o r l a marina de l o s " E . U . , mediante e l t r a y e c t o t i e r r a l u n a . En 1956 un s e r -v i c i o de r e l e -v a d o r l u n a r de l a marina de E.U. f u é e s t a b l e c i d o e n t r e Washington D.C. y Hawai. E l c i r c u i t o o p e

ró h a s t a 1962, o f r e c i e n d o una comunicación de l a r g a d i s -t a n c i a digna de c o n f i a n z a l i m i -t a d a solamen-te p o r l a " d i s p o n i b i l i d a d " de l a luna a e l s i t i o de t r a n s m i s i ó n y r e

-c e p -c i ó n . La p o t e n -c i a usada f u é de 100 Kw., -con antenas de 26 metros de d i á m e t r o a 430 MHz.

Un g l o b o m e t a l i z a d o de dimensiones c o r r e c t a s y p u e s t o en ó r b i t a por un c o h e t e , puede s e r usado como un r e f l e c t o r

de ondas e l e c t r o m a g n é t i c a s generadas p o r un t r a n s m i s o r t e r r e s t r e . P a r t e de l a e n e r g í a puede s e r r e c o g i d a p o r -e s t a c i o n -e s r -e c -e p t o r a s -en algún punto s o b r -e l a t i -e r r a , desde e l c u a l e l g l o b o es v i s i b l e , o b t e n i e n d o de e s t e mo

do un sistema de s a t é l i t e de comunicación p a s i v o .

A t r a v é s de l a a c c i ó n c o n j u n t a de l o s l a b o r a t o r i o s de t e l e f o n í a B e l l , l a NASA y l a J e t P r o p u l s i ó n ; e l p r o y e c t o -"Echo" f u é r e a l i z a d o .

E l s a t é l i t e cuya forma e r a de un g l o b o , t e n í a un d i á m e t r o de 30 metros y e s t a b a c u b i e r t o de nylon con lámina de a l u m i n i o . La ó r b i t a c i r c u l a r t e n í a una a l t u r a de c e r c a de 1,600 Km. En 1960 se l o g r ó l a t r a n s m i s i ó n de -t e l e f o n í a y -t e l e v i s i ó n g r a c i a s a l s i s -t e m a de F.M. en l a banda de r a d i o f r e c u e n c i a s de IGhz y 2.5Ghz, mediante l a c u a l i n v e s t i g a r o n l a s p r o p i e d a d e s de l a t r a n s m i s i ó n .

Aunque l o s s a t é l i t e s a c t i v o t i e n e n c a p a c i d a d i n f i n i t a pa ra comunicaciones de a c c e s o m ú l t i p l e , son gravemente obs t a c u l i z a d a s p o r e l uso i n e f i c i e n t e d e l t r a n s m i s o r de p o -t e n c i a . En e l e x p e r i m e n -t o " E c h o " , p o r e j e m p l o , solamen-t e una p a r solamen-t e en 10 de l a p o solamen-t e n c i a solamen-t r a n s m i solamen-t i d a (lOKw) es r e g r e s a d a a l a antena r e c e p t o r a . P u e s t o que l a s e ñ a l se ve a f e c t a d a p o r e l r u i d o que l l e g a desde v a r i a s f u e n t e s , para compensar é s t o , se u t i l i z a en e l r e c e p t o r un a m p l i

(8)

La v e n t a j a de l o s s a t é l i t e s p a s i v o s , es que no r e q u i e r e n de e q u i p o e l e c t r ó n i c o s o f i s t i c a d o a b o r d o . Se usa para r a s t r e o un t r a n s m i s o r e m i s o r de l u z , p e r o en g e n e r a l no es n e c e s a r i o e l e c t r ó n i c a c o m p l i c a d a , a s í como tampoco es n e c e s a r i a l a e s t a b i l i z a c i ó n de p o s i c i ó n p a r a s a t é l i t e s e s f é r i c o s . T a l s i m p l i c i d a d , más l a c a r e n c i a de e l e c t r ó n i c a e s p a c i a l en l o s f i n e s . d e l o s 5 0 ' s , h i z o i n t e r e -s a n t e e l -s i -s t e m a p a -s i v o en l o -s p r i m e r o -s año-s de l a

comu-n i c a c i ó comu-n p o r s a t é l i t e . ya que en c o r t o tiempo l a e l e c

-t r ó n i c a e s p a c i a l l l e g ó a e s -t a r d i s p o n i b l e , l o s s i s -t e m a s p a s i v o s f u e r o n r e e m p l a z a d o s p o r s a t é l i t e s a c t i v o s .

E l p r i m e r s a t é l i t e a c t i v o de l o s E . ü . f u é e l s a t é l i t e -t r a n s m i s o r " S c o r e " , l a n z a d o e l 18 de D i c i e m b r e de 1958 E l " S c o r e " f u é un s a t é l i t e r e p e t i d o r con r e t a r d o , r e c i b i e n d o s e ñ a l e s desde e s t a c i o n e s t e r r e n a s a 150 MHz• e l mensaje e r a almacenado en una c i n t a y después r e t r a n s m i -t i d o . Los 68 K g s . de c a r g a ú -t i l f u e r o n s i -t u a d o s en una ó r b i t a b a j a con u n p e r i g e o de 182 Kms. y un apogeo de -1,048 Kms.

E l e q u i p o de comunicaciones e s t u b o e n e r g i z a d o con b a t e r í a s , que después de 12 d í a s de o p e r a c i ó n e s t a b a c o m p l e -tamente d e s c a r g a d a y se detubo l a t r a n s m i s i ó n .

Después de i n d a g a r p o r p r i m e r a v e z en e l e s p a c i o con l o s s a t é l i t e s " S p u t n i k , E x p l o r a d o r y V a n g u a r d i a " , i n c l u y e n d o

l o s p r o y e c t o s " S c o r e " y " C o u r i e r " , e l mayor paso e x p e r i mental en t e c n o l o g í a de s a t é l i t e s de comunicación a c t i -v o s , se r e a l i z ó con l o s p r o y e c t o s " T e l s t a r , R e l a y y Syn-com".

E l p r o y e c t o " T e l s t a r " es e l más c o n o c i d o , p r o b a b l e m e n t e porque f u é e l ü n i c o capaz de r e t r a n s m i t i r programas de

-t e l e v i s i ó n a -t r a v é s d e l a -t l á n -t i c o . E l p r iH er " T e l e s t a r "

-f u é l a n z a d o desde Cabo C a ñ a b e r a l e l 10 de J u l i o de 1962. En una e s f e r a de aproximadamente 85 cms. de d i á m e t r o , pe sando 80 K g s . E l v e h í c u l o de l a n z a m i e n t o f u é un c o h e t e T h o r D e l t a e l c u a l s i t ú a s a t é l i t e s en una ó r b i t a e l í p t i -ca con un apogeo de 5.600 Kms. en un p e r í o d o de 2 h o r a s y media.

E l " T e l e s t a r I I " se c o n s t r u y ó con mayor r e s i s t e n c i a a l a r a d i a c i ó n , p e r o p o r l o demás f u é i d é n t i c o a su p r e d e c e -s o r . Fué l a n z a d o en Mayo de 196 3.

La p o t e n c i a de l o s " T e l e s t a r I y I I " f u é de 2.25 Watts -p r o -p o r c i o n a d a -p o r un t u b o de ondas -p r o g r e s i v a s (TWT) con un ancho de banda de 50 MHz a 6 y 4 GHz. Ambos f u e r o n -de g i r o e s t a b i l i z a d o . La c a p a c i d a d -de comunicación e r a de 600 c a n a l e s t e l e f ó n i c o s o un c a n a l de t e l e v i s i ó n .

E l " T e l e s t a r " f u é d i s e ñ a d o como un e x p e r i m e n t o y no f u é d e s t i n a d o para o p e r a c i ó n c o m e r c i a l . E n t r e o t r a s c o s a s , l a ó r b i t a usada h i z o a é s t e v i s i b l e s o l a m e n t e p o r p e r í o -dos b r e v e s . Un p r o y e c t o con o b j e t i v o s s i m i l a r e s , e l p r o y e c t o " R e l a y " , f u é d e s a r r o l l a d o p o r l a R a d i o c o r p o r a c i ó n de A m é r i c a , b a j o c o n t r a t o con la NASA, s i e n d o i g u a l m e n t e e x c i t o s o .

Los E . U . han desempeñado un papel' muy i m p o r t a n t e desde -e l p r i n c i p i o -en cuanto s-e r -e f i -e r -e a l campo d-e l a comuni-c a comuni-c i ó n p o r s a t é l i t e , p e r o l a URSS también l a n z ó en Mayo de 19 65 su p r i m e r s a t é l i t e de c o m u n i c a c i ó n , Molnya de una ó r b i t a e l í p t i c a con una apogeo e n t r e 39,152 Kms y un p e r í o d o de 11 horas con 38 m i n u t o s . Los d a t o s p r i n c i p a

(9)

o u Tí (O O) u Û4 X > w i

I w

:, 0 VI) II co a) ü •H •H CO U (tí (1) 5-1 rH H 0 ti ^ -P 0) S «tí \0 0 ^ TS —• 0 Ití T3 (tí fe w « m «ö •H ü -H W <ü O) o Ût M -o

0 (tí

>1 X} (tí

0 (tí

> U Di

•H O

en S en 0 0

H -n u « £ £ co • H O C

O <D e o en ' W O O )

m H -c M «ö Öi iö tí vu a) \o «H CO -H

0 cn

-p <D .H

's e >1 CO

tí g N VD (tí O -H M > u -p

•H . co ü £ &< O N -p o o > m 0 0 rH T* 0 -P a) N «tí ü -P x:

VD 0

ID CO tí rH 0 a) VD NO M 4-» « g, o a) m CN ro CTi co ir» Oí <X> . ü •H co

<

vo "31 o u o co

<

H 0 O O ffl I H 0 U K> en O -H (tí co

& £

vu M «o CD

> > «

CO I «tí O pq SH -H »H CO >i

31 I >i \0

a •H -H (tí «tí

U g co U lo CO

4-1 (tí -H VI) «tí -P D

>i CO o »o Öi 0 CO fçj -H VU

-H CO D (U CO «tí

3 -P >i CO rH W O ** ü &q i—1 N tí eö (tí O -H en -P -P

O CO

' H J) « VD -P (U -H CO •H

CO MH •H 0 G O > rH (y

eu a) a)

0 co a -p

>i £ a) o <u

co ro KO in in CT\ CM CN -51« co ro ro cr> VJD m CN CN ro CN V£> CTi o CN ko en ro ro KO en ro 0 •H H 0 H >1

«

H Ü CO •H CO ro co «tí CN ro vo <7>

W (fl H O O «tí -P rH 4J

O tí m-) 0 0)

0 ^

0 -P -H tí Ü 0 Ü

>1 CO O

co H

«tí

0 (tí tí O. o o o •P ~ *«H M

«tí CO 3 •O "H H

Ä >i

0 «tí

fe S

co m «o co

J-j »o = M P

öi c

f0 \0 0 ÍD rH S

M 0 -H CO U «tí

H CO m co CN CT> m ro ro KO CTl V£> CN H Ü tí >i CO CO

3 »Ö •H

* rH (tí lin N U 4J < O a C0 > -H H >i

H 0 pu «o to ro o CN ro CN KO O CN W H H «tí rH 0 « Ü g «d o tí -rj g C0 0 6 u «tí a) M H EH -P en •h o

£ n ^ p

0 s ÍÜ NO H H •H •0 H +J -H •a E4 o o u VD o H a H O H U S M o Ü >, en D H M w

(10)

I I "SATELITES INTELSAT"

2 . 1 INTELSAT I

Fué p u e s t o en s e r v i c i o en Junio de 19 65 . C o n o c i d o m u n -d i a l m e n t e como e l " E a r l y B i r -d " ( P á j a r o Ma-druga-dor ) , t e n í a una c a p a c i d a d de 2 40 c a n a l e s de voz o un c a n a l de

t e l e v i s i ó n f s e r v í a únicamente para comunicación e n t r e Eu

ropa y N o r t e A m é r i c a . No t e n í a p o s i b i l i d a d de a c c e s o -m ú l t i p l e . E s t e s a t é l i t e e r a una v e r s i ó n -m o d i f i c a d a d e l

"Syncom". H i z o p o s i b l e por v e z p r i m e r a l a t r a n s m i s i ó n de t e l e v i s i ó n c o m e r c i a l en forma d i r e c t a a t r a v é s d e l -Océano A t l á n t i c o .

2.2 INTELSAT I I

E l I n t e l s a t I f u é s e g u i d o p o r e l e x i t o s o l a n z a m i e n t o de 3 s a t é l i t e s de l a s e r i e I n t e l s a t I I en e l año de 1967, uno de é l l o s f u é s i t u a d o s o b r e e l Océano A t l á n t i c o y 2 sobre e l P a c í f i c o , e x t e n d i e n d o e l a l c a n c e de l o s s a t é l i -t e s de comunicación a más de dos -t e r c e r a s p a r -t e s d e l raun do. Aún y cuando e l I n t e l s a t I I t e n í a l a misma c a p a c i dad que e l a n t e r i o r , e s t a b a d i s e ñ a d o para o p e r a r en v a r i a s e s t a c i o n e s de t i e r r a a l a v e z y no únicamente con -dos como e l I n t e l s a t I .

2.3 INTELSAT I I I

Los S a t é l i t e s I n t e l s a t I I I de mayor p o t e n c i a y c a p a c i d a d f u e r o n c o l o c a d o s s o b r e e l Océano I n d i c o , P a c í f i c o y

A t l á n t i c o , durante e l p e r í o d o de 1968 a 1970. E l s a t é l i t e d e l Océano I n d i c o v i n o a c o m p l e t a r l a c o b e r t u r a m u n -d i a l -de l o s s a t é l i t e s -de c o m u n i c a c i ó n .

Los I n t e l s a t I I I , t e n í a n una c a p a c i d a d de 1.200 c a n a l e s de voz o c u a t r o c a n a l e s de t e l e v i s i ó n y un tiempo de vi_ da c a l c u l a d o de 5 años.

2.4 INTELSAT IV

La s e r i e de s a t é l i t e s I n t e l s a t I V , v i n o a aumentar en forma n o t a b l e l a c a p a c i d a d y f l e x i b i l i d a d g l o b a l de c o -m u n i c a c i o n e s . E l p r i -m e r o de é l l o s f u é l a n z a d o en Enero de 19 71 y empezó a p r e s t a r s e r v i c i o d u r a n t e e l mes de -Marzo d e l mismo año, su c a p a c i d a d de 4,000 c a n a l e s t e l e

f ó n i c o s o 12 c a n a l e s de t e l e v i s i ó n y su t i e m p o de v i d a c a l c u l a d o f u é de 7 años.

2.5 INTELSAT I V - A

E s t a . s e r i e de s a t é l i t e s t i e n e n una c a p a c i d a d promedio -de 6.000 c a n a l e s -de voz más dos c a n a l e s -de t e l e v i s i ó n Fueron l a n z a d o s en forma p r o g r e s i v a a p a r t i r de Enero

-de 19 76. T i e n e 20 t r a n s p o n d e r cada uno con un ancho -de banda de 36 MHz. E s t e s a t é l i t e f u é d i s e ñ a d o para i n c r e mentar e l uso e f e c t i v o d e l e s p e c t r o de f r e c u e n c i a me

-d i a n t e una t é c n i c a llama-da " R e u t i l i z a c i ó n -de f r e c u e n — c i a " .

2.6 INTELSAT V

E s t a s e r i e e s t á d i s e ñ a d a para 12,000 c a n a l e s de v o z más dos Está d i s e ñ a d o para t r a n s m i t i r p o l a r i z a c i o n e s o r t h o g o n a l e s a de r e u t i l i z a c i ó n de c u a t r o en s e i s GH z .

una c a p a c i d a d promedio de c a n a l e s de t e l e v i s i ó n , y r e c i b i r s i m u l t á n t e m e n t e

(11)

-I -I -I CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE UN S-ISTEMA GLOBAL

DE COMUNICACION EN SATELITES GEOESTACIONARIOS

3 . 1 . P e r í o d o o r b i t a l

En e s t e s i s t e m a e l s a t é l i t e c o n s e r v a una ó r b i t a e c u a t o r i a l de aproximadamente 2 4 h o r a s , de p e r í o d o o r b i t a l . E s t e p e r í o d o o r b i t a l , p a r a e l c a s o de una ó r b i t a c i r c u

l a r , se e n c u e n t r a d e f i n i d o p o r l a l e y de K e p p l e r , que e n u n c i a l o s i g u i e n t e :

P 2 = 4 t t2 ( R + h ) 3

y

donde :

Pc = P e r í o d o o r b i t a l ( s e g )

R = R a d i o de l a t i e r r a ( 6 , 3 7 8 Km) h = A l t u r a d e l s a t é l i t e (Km)

U = C o n s t a n t e de K e p p l e r = (399 X 10 3 Km3)

s e g2

E c u a c i ó n d e r i v a d a de l o s c r i t e r i o s de e q u i l i b r i o e n t r e l a s f u e r z a s c e n t r í f u g a s y de a t r a c c i ó n g r a v i t a c i o n a l . Para un p e r í o d o o r b i t a l de a p r o x i m a d a m e n t e 24 h o r a s , e l s a t é l i t e s e e n c u e n t r a a una a l t u r a . a p r o x i m a d a de 35.860 Km, tomando a u t o m á t i c a m e n t e l a c o n d i c i ó n e s t a -c i o n a r i a , p a r a un o b s e r v a d o r desde l a t i e r r a . E s t e pe r í o d o r e l a t i v o se d e t e r m i n a p o r l a r e l a c i ó n s i g u i e n t e :

P = 2 4 po

24 -P 0

Donde P e s d e f i n i d o como un p e r í o d o r e l a t i v o . Se o b s e r va en e s t a e c u a c i ó n que e l p e r í o d o r e l a t i v o de un s a t é

l i t e de p e r í o d o o r b i t a l de 24 h s . e s i n f i n i t o . E l c i e n -t í f i c o i n g l é s A . C . C l a r k e e n u n c i ó , en 1945, una i d e a de l a n z a m i e n t o de un s a t é l i t e f i j o y su uso p a r a c o m u n i c a -c i o n e s i n t e r n a -c i o n a l e s .

3 . 2 . A r e a de C o b e r t u r a

Son t r e s l o s s a t é l i t e s r e q u e r i d o s p a r a e s t a b l e c e r un s i s t e m a de c o m u n i c a c i ó n g l o b a l con e s t e t i p o de s a t é l i -t e s , con un á n g u l o de c o b e r -t u r a s o b r e e l e c u a d o r de l a t i e r r a de 1 6 2 . 6 ° . C o n d i c i ó n máxima p a r a una a n t e n a en t i e r r a con un á n g u l o de e l e v a c i ó n de 5 ° . La f i g u r a 3 . 1 i l u s t r a un p r o c e d i m i e n t o p a r a c a l c u l a r e l á n g u l o de c o b e r t u r a de t i e r r a d e l s a t é l i t e y l a l o c a l i z a c i ó n de -é s t o s .

(12)

s a t é l i t e

b) L o c a l i z a c i ó n de s a t é l i t e s e s t a c i o n a r i o s para un s i s t e m a g l o b a l de c o m u n i c a c i ó n .

F i g u r a No. 3 . 1 14

-a) C a l c u l o d e l á n g u l o de c o b e r t u r a d e l s a t é l i t e

, R , _ eos ( 9 + B ;

/ h o r i z o n t e ^R+h eos 9

e l ángulo de c o b e r t u r a e s de :

2 eos (6+B)

E l a c c e s o m ú l t i p l e , como su nombre l o i n d i c a , p e r m i t e -que en u n r e p e t i d o r común ( s a t é l i t e ) tengan a c c e s o un gran número de p o r t a d o r a s de r a d i o f r e c u e n c i a m e d i a n t e l a s c u a l e s se e s t a b l e c e n comunicación e n t r e t o d a s l a s -e s t a c i o n -e s t r a n s m i s o r a s qu-e t-engan a c c -e s o a -e s t -e r-ep-et^L dor común. Para que una e s t a c i ó n t r a n s m i s o r a ( e s t a c i ó n t e r r e n a ) t e n g a a c c e s o a un s a t é l i t e , s e r á s u f i c i e n t e en c o n t r a r s e d e n t r o d e l ángulo de c o b e r t u r a de e s t e s a t é l i _ t e .

3 . 3 . P é r d i d a s de t r a n s m i s i ó n y a s i g n a c i ó n de f r e c u e n -c i a s .

Los s a t é l i t e s en g e n e r a l , como p a r t e de un s i s t e m a g l o -b a l de comunicación, t i e n e como f i n a l i d a d r e t r a n s m i t i r l a s s e ñ a l e s e n v i a d a s desde t i e r r a . Para e l caso de l o s s a t é l i t e s g e o e s t a c i o n a r i o s , p o r l a gran d i s t a n c i a que conservan r e s p e c t o a la t i e r r a (35,860 Km), r e q u i e r e n -de d i s p o s i t i v o s a d i c i o n a l e s que p e r m i t a n compensar l a s p é r d i d a s o c a c i o n a d a s en e l e s p a c i o l i b r e . Se puede o b s e r v a r en la e c u a c i ó n 3 . 3 . , . l a p o t e n c i a r e c i b i d a d e s de una e s t a c i ó n e s p a c i a l ( s a t é l i t e ) , es i n v e r s a m e n t e -p r o -p o r c i o n a l a l cuadrado de l a d i s t a n c i a o i n v e r s a m e n t e p r o p o r c i o n a l a l a s p é r d i d a s en e l e s p a c i o l i b r e , como -l o i n d i c a -l a e c u a c i ó n 3 . 4 .

Pr = P t . G t . G r ( j ^ ) 2 Ec. 3.3

donde :

P o t e n c i a de t r a n s m i s i ó n

= Ganancia de antena de t r a n s m i s i ó n = Ganancia de antena de r e c e p c i ó n = L o n g i t u d de onda

(13)

donde :

Determina l a s p é r d i d a s en e l e s p a c i o l i b r e .

E s t o s d i s p o s i t i v o s a c t i v o s , como a m p l i f i c a d o r e s a d i o d o t ú n e l y tubos de onda p r o g r e s i v a de a l t o y b a j o n i v e l , -p e r m i t e n com-pensar l a s -p é r d i d a s en e l e s -p a c i o l i b r e men c i o n a d o . Se i n c l u y e n , además en e s t e t i p o de s a t é l i t e s o s c i l a d o r e s y m e z c l a d o r e s para t r a n s p o n e r o a b a t i r l a s f r e c u e n c i a s r e c i b i d a s de l a s t r a n s m i t i d a s , con o b j e t o -de e v i t a r i n t e r f e r e n c i a s s u f r i d a s en e l s a t é l i t e por e l uso de una misma f r e c u e n c i a para t r a n s m i s i ó n y r e c e p -c i ó n . De e s t a forma un s a t é l i t e g e o e s t a -c i o n a r i o , -como p a r t e i n t e g r a l de un s i s t e m a g l o b a l de c o m u n i c a c i ó n , -t i e n e l a s i g u i e n -t e c a r a c -t e r í s -t i c a :

F t Fr Ec. 3.5

donde :

F t = F r e c u e n c i a de t r a n s m i s i ó n Fr = F r e c u e n c i a de r e c e p c i ó n

La d e s i g n a c i ó n de e s t a s f r e c u e n c i a s , dadas a c o n o c e r en l a C o n f e r e n c i a E x t r a o r d i n a r i a R a d i o a d m i n i s t r a t i v a , c e l e brada en Génova, en 1963, después de c o n s i d e r a r que en

f r e c u e n c i a s menores de 1GHz e l r u i d o e s t á t i c o y cósmico aumenta y que a f r e c u e n c i a s mayores de 10 GHz l a s ondas son a b s o r v i d a s p o r e l o x í g e n o o e l v a p o r e x i s t e n t e en -e l a i r -e cuando pasan a t r a v é s d-e la zona a t m o s f é r i c a ; y c o n s i d e r a n d o que e s t e r u i d o es un c o e f i c i e n t e que depen de de l a e l e v a c i ó n s o b r e e l p l a n o h o r i z o n t a l , a c o r d ó f i

(14)

IV CONFIGURACION DE LOS CIRCUITOS DE SATELITE

4 . 1 C i r c u i t o H i p o t é t i c o de r e f e r e n c i a .

E l CCIR ha recomendado un c i r c u i t o h i p o t é t i c o de r e f e -r e n c i a de l o s s i t e m a s a c t i v o s de comunicación p o -r s a t e l i t e con e l o b j e t o de o f r e c e r l a g u í a a l o s d i s e ñ a d o r e s de e q u i p o s y de s i s t e m a s para u t i l i z a r s e en l a ' r e d a c -t u a l de -t e l e f o n í a y -t e l e v i s i ó n .

Como se e s t i p u l a en sus r e c o m e n d a c i o n e s (REC352-1), un c i r c u i t o h i p o t é t i c o de r e f e r e n c i a c o n s i s t e de un s a t e l i t e , una e s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i s o r a y una e s t a c i ó n t e

-r -r e n a -r e c e p t o -r a , como se muest-ra en l a f i g u -r a 4. 1

S a t é l i t e

0

u

! \

e n l a c e a s c e n d e n t i ^ /

s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i s o r a

V

e n l a c e d e s c e n d e n t e

MOD

¡

!

u/c HPA !

\£stación t e r r e n a r e c e p t o r

LNA D/C DEM i

i

C i r c u i t o h i p o t é t i c o de r e f e r e n c i a

F i g u r a No. 4 . 1

1 8

-Cada e s t a c i ó n t e r r e n a t i e n e un par de e q u i p o s de modula c i ó n y demodulación para t r a n s l a c i ó n de l a banda base hasta l a p o r t a d o r a de r a d i o f r e c u e n c i a , y de l a p o r t a d o ra de r a d i o f r e c u e n c i a h a s t a l a banda b a s e , r e s p e c t i v a -mente .

E s t e c i r c u i t o se puede c o n s i d e r a r d i v i d i d o en dos p a r -t e s :

Uno se denomina, e n l a c e a s c e n d e n t e ( u p - l i n k ) , y e l o t r o e n l a c e d e s c e n d e n t e ( d o w n - l i n k ) .

E l e n l a c e a s c e n d e n t e i n c l u y e una t r a y e c t o r i a de una e s -t a c i ó n -t e r r e n a -t r a n s m i s o r a h a s -t a un s a -t é l i -t e , y un e n l a ce d e s c e n d e n t e i n c l u y e una t r a y e c t o r i a de un s a t é l i t e -h * « t a una e s t a c i ó n t e r r e n a r e c e p t o r a .

En e l s i s t e m a INTELSAT I V , como e j e m p l o , l a s f r e c u e n c i a s d e l e n l a c e a s c e n d e n t e , e s t á n e n t r e 5,925 MHz y 6,425

MHz, l a s d e l e n l a c e d e s c e n d e n t e e s t á n e n t r e 3f7 0 0 MHz y

4,200 MHz.

Todos l o s s a t é l i t e s INTELSAT, son s a t é l i t e s de t r a s l a c i ó n de f r e c u e n c i a que t i e n e n l a f u n c i ó n de a m p l i f i c a -c i ó n y t r a s l a -c i ó n de f r e -c u e n -c i a .

4.2 ENLACES RADIOELECTRICOS POR SATELITE

Los c i r c u i t o s h i p o t é t i c o s de r e f e r e n c i a se componen de l o s e n l a c e s r a d i o e l é c t r i c o s p o r s a t é l i t e . La c o n f i g u r a c i ó n de e s t o s e n l a c e s , se muestra en l a f i g u r a 4.2 y — l o s términos usados se d e f i n e n como s i g u e :

a) A c c e s o m ú l t i p l e por d i v i s i ó n de f r e c u e n c i a (FDMA)

(15)

-*

Es e l método de combinar en e l de comunicaciones l a s s e ñ a l e s c i ó n t e r r e n a .

r e p e t i d o r d e l s a t é l i t e r e c i b i d a s de cada e s t a

E n l a c e RF

E l e n l a c e RF es e l que se e x t i e n d e de l a s a l i d a d e l c o n v e r t i d o r a s c e n d e n t e de l a e s t a c i ó n t e r r e n a h a s t a l a e n t r a d a d e l c o n v e r t i d o r d e s c e n d e n t e de una o v a -r i a s e s t a c i o n e s -r e c e p t o -r a s t e -r -r e n a s .

E n l a c e FI

Para l a s t r a n s m i s i o n e s m u l t i p l e x a d a s p o r d i v i s i ó n de f r e c u e n c i a y moduladas en f r e c u e n c i a (FDM/FM) de t e -l e f o n í a y -l a s de FM de v i d e o , e -l e n -l a c e de FI se ex t i e n d e de la s a l i d a d e l modulador en l a e s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i s o r a h a s t a l a e n t r a d a d e l demodulador -de una o v a r i a s e s t a c i o n e s r e c e p t o r a s .

E n l a c e por s a t é l i t e

Para l a s t r a n s m i s i o n e s de v i d e o y t e l e f o n í a , e l e n l a ce por s a t é l i t e se e x t i e n d e de l a e n t r a d a de l a b a n da base d e l e q u i p o de r a d i o en l a e s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i s o r a h a s t a l a s a l i d a de l a banda base d e l e -quipo de r a d i o de la - e s t a c i ó n t e r r e n a r e c e p t o r a .

Banda base

E l t é r m i n o banda base i n c l u y e l a banda de f r e c u e n c i a desde 0 Hz h a s t a f sup, en l a que f sup es l a f r e c u e n c i a de modulación más a l t a para l a p o r t a d o r a -que se u t i l i z a .

(16)

t r a v é s de l o s s i s t e m a s de microondas y l o s de l í n e a coa x i a l a l o s c e n t r o s i n t e r n a c i o n a l e s .

Todas l a s t r a n s m i s i o n e s i n t e r a n c i o n a l e s e n t r e d i c h o s — c e n t r o s . s e componen de l o s e n l a c e s d e ' s u p e r g r u p o , e n l a

(17)

y

V DESCRIPCION A CUADROS DE UN SATELITE TIPICO

5 . 1 INTELSAT I I I

La f i g u r a 5 . 1 muestra e l diagrama a cuadros de un s a t é -l i t e de -l a s e r i e I n t e -l s a t I I I . Donde una r u t a de t r a n s m i s i ó n - r e c e p c i ó n se conoce con e l nombre de t r a n s p o n d e r e l c u a l r e c i b e l a s p o r t a d o r a s de r a d i o f r e c u e n c i a (RF) en e l o r f e n de l o s 6 GHz y l a s c o n v i e r t e en 4 GHz, a m p l i f i c a d a s a n t e s de s e r r e t r a n s m i t i d a s , con o b j e t o de -aumentar l a p o t e n c i a de t r a n s m i s i ó n en e l s a t é l i t e por a s i g n a c i ó n a cada t r a n s p o n d e r de una f r a c c i ó n de l a banda t o t a l . En l a f i g u r a 5 . 2 se i n d i c a n l o s e s p e c t r o s de

-f r e c u e n c i a manejados por cada uno de l o s t r a n s p o n d e r i n d i c a d o s en l a f i g u r a 5 . 1

La e v a l u a c i ó n g e n e r a l de f u n c i o n a m i e n t o d e l e a u i p o mon-tado en e l s a t é l i t e , a s í como e l c o n t r o l d e l mismo, son f a c t o r e s i m p o r t a n t e s para p r e d e c i r su t i e m p o de v i d a ú-t i l . E s ú-t o s son c o n o c i d o s desde l a ú-t i e r r a a ú-t r a v é s de una e s t a c i ó n m o n i t o r a denomiunada de t e l e c o m a n d o y con -t r o l , que -t i e n e como f u n c i ó n i n -t e r p r e -t a r l a s s e ñ a l e s de t e l e c o m a n d o y c o n t r o l r e c i b i d a s desde e l s a t é l i t e y -t r a n s f e r i r c o d i f i c a d a s l a s i n s -t r u c c i o n e s n e c e s a r i a s o a r a c o r r e g i r un d e s a r r e g l o p r e v i s t o .

Haciendo r e f e r e n c i a a l a f i g u r a 5 . 1 , e s t a s s e ñ a l e s son r e c i b i d a s por l a antena o m n i d i r e c c i o n a l d e l s a t é l i t e , e l a m p l i f i c a d o r a d i o d o t ú n e l y tubo de ondas p r o g r e s i -vas de b a j a p o t e n c i a , e i n s e r t a d a s a l d e c o d i f i c a d o r de t e l e c o m a n d o , a t r a v é s de un f i l t r o a c o p l a d o r , donde son p r o c e s a d a s a n t e s de a p l i c a r s e a l c i r c u i t o de c o n t r o l que puede s e r e l e n c e n d i d o d e l motor de apogeo o a r a c o -r -r e g i -r l a ó -r b i t a , e n c e n d e -r e l a m p l i f i c a d o -r a tubo de on das p r o g r e s i v a s , e t c . ,

Fuente de alimenta-ción TOP

A m p . a diodo túnel

TOP baja potencia

Filtro acoplador Mezclador

Decoder comando

Oiplóxer de transmisión Salidas de

comando Dipléxer

de recepción

F i g u r a No. 5 . 1 Antena

omnidireccional

Antena contrarrotacionat

Transponder B Transponder A

T L M entradas

5 9 2 6 6 4 2 5

Banda recibida

f0 fo

• k / •

I

TransponderA | ¡ Transponder B Banda transmitida i i

3 7 0 5 3 9 0 0 3 9 7 0

** Frecuencias en M H *

(18)

Haciendo r e f e r e n c i a a l a misma f i g u r a , a c o n t i n u a c i ó n . se d e l i n e a e l f u n c i o n a m i e n t o b á s i c o de l o s componentes u t i l i z a d o s en l a t r a y e c t o r i a de l a s e ñ a l de comunica -c i ó n .

a) Antena

Las s e ñ a l e s de comunicación e n v i a d a s desde l a e s t a c i ó n t e r r e n a en f r e c u e n c i a s d e l orden de l o s 6 GHz son r e c i -b i d a s p o r l a antena c o n t r a r r o t a c i o n a l ( e s t e s i s t e m a de

antena p e r m i t e mayor e s t a b i l i d a d a l s a t é l i t e ! y pasadas a l d i p l é x e r de r e c e p c i ó n .

b) D i p l é x e r de r e c e p c i ó n

En e l d i p l é x e r de r e c e p c i ó n son s e p a r a d a s l a s bandas al ta y b a j a de c o m u n i c a c i ó n , ( f i g u r a 5 . 2 ) , para s e r a l i -mentadas a su . r e p e c t i v o t r a n s p o n d e r .

c ) A m p l i f i c a d o r a d i o d o t ú n e l

S i g u i e n d o l a t r a y e c t o r i a de l a s e ñ a l a t r a v é s de un — t r a n s p o n d e r , observamos que e s t a es a m p l i f i c a d a en e l -a m p l i f i c -a d o r -a d i o d o t ú n e l que t i e n e -aproxim-ad-amente 31 dB.de g a n a n c i a y una f i g u r a de r u i d o de 5.3 dB.

d) M e z c l a d o r

En e s t a p a r t e son mezcladas l a s s e ñ a l e s de comunicación de 6 GHz, para c o n v e r t i r l a s en s e ñ a l e s d e l órden de l o s 4 GHz ( a b a t i d a s o t r a n s p u e s t a s 2 225 MHz), en e s t a mis-ma p a r t e s e cuenta con f i l t r o s que e l i m i n a n l a s s e ñ a l e s e s p u r i a s i n d e s e a b l e s , p r o d u c t o de l a m e z c l a , p e r m i t i e n do e l a c c e s o a l a m p l i f i c a d o r a tubo de ondas p r o g r e s i -vas a l a s s e ñ a l e s ú t i l e s de c o m u n i c a c i ó n .

e ) Tubo de ondas p r o g r e s i v a s de b a j a p o t e n c i a

Las s e ñ a l e s de comunicación son a m p l i f i c a d a s en e s t a — p a r t e d e l e q u i p o .

f ) Tubo de ondas p r o g r e s i v a s de a l t a p o t e n c i a

Aquí l a s s e ñ a l e s de comunicación son f i n a l m e n t e a m p l i f y cadas a l n i v e l adecuado de t r a n s m i s i ó n .

g) D i p l é x e r de t r a n s m i s i ó n

Las s e ñ a l e s de ambos t r a n s p o n d e r son combinadas para — s e r a l i m e n t a d a s a l a antena de comunicación que se e n -c a r g a r á de t r a n s m i t i r l a i n f o r m a -c i ó n h a -c i a l a t i e r r a .

5.2 TENDENCIAS POSTERIORES

La c a p a c i d a d máxima de un s a t é l i t e como e l r e f e r i d o -( I n t e l s a t I I I ) es de 1,200 c a n a l e s t e l e f ó n i c o s o c u a t r o c a n a l e s de t e l e v i s i ó n , con una p o t e n c i a de 20.3 dBw e n -t r e l o s dos -t r a n s p o n d e r . Sin embargo, e l gran aumen-to de t r á f i c o p r o d u j o una s a t u r a c i ó n d e l s i s t e m a , r e q u i -r i é n d o s e s a t é l i t e s con mayo-res p o s i b i l i d a d e s . Pa-ra cum p l i r con e s t o s o b j e t i v o s , l a t e n d e n c i a f u é r e d u c i r l o s anchos de banda manejados p o r cada t r a n s p o n d e r p a r a me-j o r a r e l r u i d o de i n t e r m o d u l a c i ó n , y e l uso de antenas que p e r m i t i e r o n mayor c o n c e n t r a c i ó n de e n e r g í a r a d i a d a para su m e j o r a p r o v e c h a m i e n t o . En l a f i g u r a 5 . 3 , r e f e

-r i d a a un s a t é l i t e de l a s e -r i e I n t e l s a t I V , s e muest-ran algunos de l o s avances l o g r a d o s en m a t e r i a de s a t é l i t e s

(19)

bnsamble multiplexer de Ensemble multiplexer de Antena receptora

Antenas de ha2 pincel

F i g u r a No. 5.3

Núm. de transponder Capacidad

Ancho de banda

Tipo de antena

Ganancia de antena

e.i.r.p.

G: haz global

S: haz pincel IS-IV

12

G: (900CA o 1TV) x 12 S: (1 800CA o 1TV) x 8 G: 36 MHz x 12 = 432 MHz S: 36 MHz x 8 - 2 8 8 MHz IS-IV

G: Corneta cónica tipo reflector 6 GHz - 2 4 GHz - 2

S: Tipo parabólica 4 GHz - 2 120 cm ¡6 G: 6 GHz 16.7 db

4 GHz 16.4 db S: 4 GHz 28.1 db G: 22.0 dbw

S: 33.7 dbw

IS-lll

2

G: (1 200CA o 2TV) x 2

G: 225 MHz x2 - 450 MHz

IS-lll G: 6 GHz

4 GHz

uso común — 1 Corneta cónica tipo reflector

G: 6 GHz db 4 GHz 13.5 db

G: 22 dbw

(aproximadamente 160w)

T a b l a No. 5 . 1

El I n t e l s a , t V , puede acomodar 13 ,400 c i r c u i t o s t e l e f ó n i eos y dos c a n a l e s de t e l e v i s i ó n . Los s a t é l i t e s I n t e l s a t V, pueden b r i n d a r un s e r v i c i o de a l t a c a p a c i d a d a -l a s r e g i o n e s d e -l océano p a c i f i c o y e -l í n d i c o , a s í como a l a t l á n t i c o . E l i n c r e m e n t o en c a p a c i d a d de I n t e l s a t V comparado con e l I n t e l s a t I V a , es e l r e s u l t a d o d e l i n -g e n i o s o método de r e u s o de f r e c u e n c i a s ; m a t e r i a l e s l i -g e r o s , t a l como una f i b r a de g r a f i t o y p l á s t i c o r e f o r z a d o para l o s a l i m e n t a d o r e s , t o r r e s de a n t e n a , g u í a s de onda y m u l t i p l i c a d o r e s ; y un r e c e p t o r completamente de e s t a -do s o l i d o con c i r c u i t o s i n t e g r a d o s de m i c r o o n d a s .

De l o s c u a t r o r e f l e c t o r e s de a n t e n a , dos operan a 11/14 GHz, uno a 6 GHz y uno a 4 GHz l o s r e f l e c t o r e s de 11/14 GHz e s t á n i l u m i n a d o s p o r a l i m e n t a d o r e s de t i p o c ó n i c o c o r r u g a d o con p o l a r i z a c i ó n ! l i n e a l o r t o g o n a l a 11 y 14 -GHz. Cada uno de l o s r e f l e c t o r e s produce un a n g o s t o — haz p u n t u a l , uno apuntando h a c i a e l o e s t e y e l o t r o h a c i a e l e s t e . Esos haces son para p r o p ó s i t o s de a l t o -t r á f i c o e n -t r e á r e a s g e o g r á f i c a s r e l a -t i v a m e n -t e p e q u e ñ a s .

Los haces separados e s t e y o e s t e p e r m i t e n que l a misma f r e c u e n c i a sea u t i l i z a d a en ambos haces con pequeña o -ninguna i n t e r f e r e n c i a , d e b i d o a que l a s á r e a s de l a t i e r r a c u b i e r t a s e s t á n b a s t a n t e s e p a r a d a s .

Los r e f l e c t o r e s de 4/6 GHz son también i l u m i n a d o s p o r a l i m e n t a d o r e s t i p o c o r n e t a ; s i n embargo en un s i s t e m a mucho más c o m p l e j o , d e b i d o que deben g e n e r a r haces p e r f e c t a m e n t e f o r m a d o s . Las antenas de 4/6 GHz producen -cada una haces " h e m i s f é r i c o s " y pequeños haces " z o n a l e s "

(20)

Los a l i m e n t a d o r e s c o n s i s t e n de a r r e g l o s de 88 c o r n e t a s de g u í a de onda cuadrada, e x c i t a d a s con l a adecuada amp l i t u d y f a s e amp a r a o b t e n e r l a forma d e l haz r e q u e r i d o . Un m u l t i p l e x e r de d i s e ñ o avanzado hace p o s i b l e a l i m e n -t a r -todos l o s c a n a l e s por un r e f l e c -t o r desde un a r r e g l o común en v e z de a r r e g l o s s e p a r a d o s para l o s c a n a l e s p a -r e s e i m p a -r e s , como en e l I n t e l s a t IV y IV a , t a n t o l a s f r e c u e n c i a s de 4 GHz ( d e s c e n d e n t e ) como l a de 6 GHz (as c e n d e n t e ) son p o l a r i z a d a s para c o n s e g u i r e l reuso de -f r e c u e n c i a , e l haz h e m i s -f é r i c o t i e n e p o l a r i z a c i ó n c i r c u l a r en s e n t i d o o p u e s t o a l de l o s h a c e s " z o n a l e s " . Es -d e c i r , en áreas -don-de e s o s haces se t r a s l a p a n , l a misma f r e c u e n c i a puede s e r usada en ambas. La forma d e l haz h e m i s f é r i c o puede s e r a l t e r a d a p o r e l comando de t i e r r a para p r o v e e r c o b e r t u r a g l o b a l de l a p o r c i ó n e n t e r a de

l a t i e r r a v i s t a p o r l a antena.

S I I n t e l s a t V t r a n s p o r t a una m a t r i z de s w i t c h e o para i n t e r c o n e c t a r sus antenas y t r a n s p o n d e r s en v a r i a s combi n a c i o n e s . Además d e l s w i t c h e o e n t r e una c o b e r t u r a g l o -b l y h e m i s f é r i c a , l a m a t r i z puede c o n e c t a r haces

zona-l e s y h e m i s f é r i c o s de t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n , a s í como haces h e m i s f é r i c o s y p u n t a l e s , o p u n t u a l e s y z o n a l e s en v a r i a s c o m b i n a c i o n e s .

V I ACCESO MULTIPLE

6 . 1 G e n e r a l i d a d e s

Se l e llama a c c e s o m ú l t i p l e a l hecho de que numerosas e s t a c i o n e s t e r r e n a s puedan a p r o v e c h a r a l mismo t i e m p o l o s c i r c u i t o s i n d i v i d u a l m e n t e de un s a t é l i t e común.

E l a c c e s o m ú l t i p l e es un s i s t e m a r e a l i z a d o p o r p r i m e r a v e z para l a comunicación p o r s a t é l i t e y es una t é c n i c a a l t a m e n t e d e s a r r o l l a d a . Generalmente hay dos modos de a c c e s o m ú l t i p l e ; uno es e l a c c e s o m ú l t i p l e p o r d i v i -s i ó n de f r e c u e n c i a (FDMA) y e l o t r o e-s e l a c c e -s o múlti_ p i e p o r d i v i s i ó n de tiempo (TDMA).

En e l FDMA, cada p o r t a d o r a de l a s e s t a c i o n e s t e r r e n a s r e q u i e r e una a s i g n a c i ó n p a r t i c u l a r de su f r e c u e n c i a , -y en TDMA, cada e s t a c i ó n t e r r e n a puede usar una misma p o r t a d o r a p o r l a d i v i s i ó n d e l t i e m p o .

E l FDMA, t i e n e l a d e s v e n t a j a de l a g e n e r a c i ó n de i n t e r modulación p o r m u l t i p o r t a d o r a s en e l s a t é l i t e y por l o t a n t o , no se puede u t i l i z a r completamente l a p o t e n c i a de s a l i d a d e l tubo de ondas p r o g r e s i v a s (TWT) d e l s a t é l i t e .

La r e d u c c i ó n de p o t e n c i a de s a l i d a para d i s m i n u i r e l -n i v e l de i -n t e r m o d u l a c i ó -n p o r m u l t i p o r t a d o r a s a l v a l o r d e s e a d o , se llama "back o f f " .

Por o t r o l a d o , e l TDMA e s l i b r e de i n t e r m o d u l a c i ó n p o r m u l t i p o r t a d o r a , y se puede u t i l i z a r completamente l a -p o t e n c i a de s a l i d a d e l s a t é l i t e .

(21)

Los a l i m e n t a d o r e s c o n s i s t e n de a r r e g l o s de 88 c o r n e t a s de g u í a de onda cuadrada, e x c i t a d a s con l a adecuada amp l i t u d y f a s e amp a r a o b t e n e r l a forma d e l haz r e q u e r i d o . Un m u l t i p l e x e r de d i s e ñ o avanzado hace p o s i b l e a l i m e n -t a r -todos l o s c a n a l e s por un r e f l e c -t o r desde un a r r e g l o común en v e z de a r r e g l o s s e p a r a d o s para l o s c a n a l e s p a -r e s e i m p a -r e s , como en e l I n t e l s a t IV y IV a , t a n t o l a s f r e c u e n c i a s de 4 GHz ( d e s c e n d e n t e ) como l a de 6 GHz (as c e n d e n t e ) son p o l a r i z a d a s para c o n s e g u i r e l reuso de -f r e c u e n c i a , e l haz h e m i s -f é r i c o t i e n e p o l a r i z a c i ó n c i r c u l a r en s e n t i d o o p u e s t o a l de l o s h a c e s " z o n a l e s " . Es -d e c i r , en áreas -don-de e s o s haces se t r a s l a p a n , l a misma f r e c u e n c i a puede s e r usada en ambas. La forma d e l haz h e m i s f é r i c o puede s e r a l t e r a d a p o r e l comando de t i e r r a para p r o v e e r c o b e r t u r a g l o b a l de l a p o r c i ó n e n t e r a de

l a t i e r r a v i s t a p o r l a antena.

E l I n t e l s a t V t r a n s p o r t a una m a t r i z de s w i t c h e o para i n t e r c o n e c t a r sus antenas y t r a n s p o n d e r s en v a r i a s combi n a c i o n e s . Además d e l s w i t c h e o e n t r e una c o b e r t u r a g l o -b l y h e m i s f é r i c a , l a m a t r i z puede c o n e c t a r haces

zona-l e s y h e m i s f é r i c o s de t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n , a s í como haces h e m i s f é r i c o s y p u n t a l e s , o p u n t u a l e s y z o n a l e s en v a r i a s c o m b i n a c i o n e s .

V I A C C E S O M U L T I P L E

6 . 1 G e n e r a l i d a d e s

Se l e llama a c c e s o m ú l t i p l e a l hecho de que numerosas e s t a c i o n e s t e r r e n a s puedan a p r o v e c h a r a l mismo t i e m p o l o s c i r c u i t o s i n d i v i d u a l m e n t e de un s a t é l i t e común.

E l a c c e s o m ú l t i p l e es un s i s t e m a r e a l i z a d o p o r p r i m e r a v e z para l a comunicación p o r s a t é l i t e y es una t é c n i c a a l t a m e n t e d e s a r r o l l a d a . Generalmente hay dos modos de a c c e s o m ú l t i p l e ; uno es e l a c c e s o m ú l t i p l e p o r d i v i

-s i ó n de f r e c u e n c i a (FDMA) y e l o t r o es e l a c c e s o múlti_

p i e p o r d i v i s i ó n de tiempo (TDMA).

En e l F D M A , cada p o r t a d o r a de l a s e s t a c i o n e s t e r r e n a s

r e q u i e r e una a s i g n a c i ó n p a r t i c u l a r de su f r e c u e n c i a , -y en T D M A , cada e s t a c i ó n t e r r e n a puede usar una misma

p o r t a d o r a p o r l a d i v i s i ó n d e l t i e m p o .

E l F D M A , t i e n e l a d e s v e n t a j a de l a g e n e r a c i ó n de i n t e r

modulación p o r m u l t i p o r t a d o r a s en e l s a t é l i t e y por l o t a n t o , no se puede u t i l i z a r completamente l a p o t e n c i a de s a l i d a d e l tubo de ondas p r o g r e s i v a s (TWT) d e l s a t é l i t e .

La r e d u c c i ó n de p o t e n c i a de s a l i d a para d i s m i n u i r e l -n i v e l de i -n t e r m o d u l a c i ó -n p o r m u l t i p o r t a d o r a s a l v a l o r d e s e a d o , se llama "back o f f " .

Por o t r o l a d o , e l TDMA e s l i b r e de i n t e r m o d u l a c i ó n p o r m u l t i p o r t a d o r a , y se puede u t i l i z a r completamente l a -p o t e n c i a de s a l i d a d e l s a t é l i t e .

(22)

se t i e n e que c o n s e r v a r l a s i n c r o n i z a c i ó n d e l t i e m p o e -x a c t a m e n t e .

6 . 2 FDM/FM/FDMA

Un método p a r a m u l t i p l e x a r v a r i o s c a n a l e s t e l e f ó n i c o s e s l a a s i g n a c i ó n de c a d a c a n a l a i n t e r v a l o s de f r e c u e n c i a de 4 KHz. E s t e s i s t e m a s e l l a m a M u l t i p l e x p o r d i v i s i ó n de f r e c u e n c i a (FDM). E l método p r á c t i c o s e -m u e s t r a en l a f i g u r a 6 . 1 .

P r i m e r o , doce c a n a l e s t e l e f ó n i c o s s e a r r e g l a n en un — grupo b á s i c o de 6 0 KHz h a s t a 10 8 KHz, y l u e g o l a s f r e -c u e n -c i a s de 5 g r u p o s b á s i -c o s se -c o n v i e r t e n p a r a -c o n s t i t u i r un s u p e r g r u p o b á s i c o de 312 KHz h a s t a 552 KHz.

La f r e c u e n c i a de l o s s u p e r g r u p o s b á s i c o s s e c o n v i e r t e s i g u i e n d o l a misma s e c u e n c i a p a r a f i n a l m e n t e componer l a s e ñ a l de banda b a s e (BB) .

La f r e c u e n c i a p o r t a d o r a de l a e s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i s o r a s e modula p o r e s t a s e ñ a l de banda b a s e de FDM. cada p o r t a d o r a de r a d i o f r e c u e n c i a (RF) r e q u i e r e una a -s i g n a c i d n p a r t i c u l a r de f r e c u e n c i a . Toda-s l a -s p o r t a d o r a s de RF s e a m p l i f i c a n s i m u l t á n e a m e n t e y s e t r a n s f o r -man en nuevas f r e c u e n c i a s en e l s a t é l i t e .

2n l a s e s t a c i o n e s t e r r e n a s r e c e p t o r a s , l a s p r o t a d o r a s de RF se e x t r a e n m e d i a n t e un f i l t r o a n t e s de demodular

s e . E s t e s i s t e m a es l l a m a d o FDM/FM/FDMA.

En e l FDM/FM/FDMA, s e emplean p o r t a d o r a s de d e s t i n o s m ú l t i p l e s p a r a a h o r r a r e l número de p o r t a d o r a s de RF -en e l s i s t e m a de s a t é l i t e . P o r c o n s i g u i e n t e cada una

de l a s e s t a c i o n e s t e r r e n a s r e c e p t o r a s , t i e n e que s a c a r

e l c a n a l que l e c o r r e s p o n d e e n t r e l a s s e ñ a l e s de banda

32

-Canal , - Ü

^

I I I

^

U - 3 3 . 1 ( k H z )

G r u p o básico —

60ch 60 108(kHz)

S u p e r g r u p o b á s i c o

S u p e r g r u p o b á s i c o

F i g u r a No. 6 . 1

(23)

-base de la p o r t a d o r a de r e c e p c i ó n .

Usando p o r t a d o r a s de d e s t i n o s m ú l t i p l e , e l número de p o r t a d o r a s de RF se r e d u c e , y consecuentemente se d i s minuye mucho e l n i v e l de i n t e r m o d u l a c i o n p o r m u l t i p o r -t a d o r a s .

6 . 3 PCM/PSK/TDMA

S I s i s t e m a PCM/TDMA ( a c c e s o m ú l t i p l e p o r d i v i s i ó n de tiempo), es un s i s t e m a de p o r t a d o r a s e n c i l l a y cada e s -t a c i ó n -t e r r e n a puede -t r a n s m i -t i r una s e ñ a l de r a d i o de l a misma f r e c u e n c i a a base de l a d i v i s i ó n d e l t i e m p o .

Las c a r a c t e r í s t i c a s s o b r e s a l i e n t e s d e l TDMA son l a s s i

g u i e n t e s : ~

a) U t i l i z a c i ó n de la p o t e n c i a t o t a l d e l t r a n s p o n d e r -h a s t a e l punto de s a t u r a c i ó n .

b) Menor r e d u c c i ó n de c a p a c i d a d d e l t r a n s p o n d e r por e l a c c e s o m ú l t i p l e en comparación con e l s i s t e m a FM/ -FDMA.

c ) F a c i l i d a d de o p e r a c i ó n e l modo de a s i g n a c i ó n de d e -manda.

d) Implemento económico de i n t e r p o l a c i ó n de c o n v e r s a -c i ó n .

e) Reducción de i n t e r f e r e n c i a de o t r o s i s t e m a s de comu n i c a c i o n p o r s a t é l i t e u o t r o s s i s t e m a s de comunica-c i ó n d o m é s t i comunica-c a en l o s que se a p r o v e comunica-c h a l a misma f r e c u e n c i a .

La composición d e l f o r m a t o de r á f a g a s se muestra en l a

F i g u r a No. 6 . 3

100 n.seg. 60 bitios 20 bitios 4 b i t i o s 48 b i t i o s 68 b i t i o s

Subsistema de comando y control de TDMA b :

c: d: e:

C H :

F i g u r a N o . 6 . 2

Teléfono

T i e m p o de guardia Bitio de s i n c r o n i z a c i ó n

C ó d i g o de i d e n t i f i c a c i ó n de estación Canal de datos de o r d e n

(24)

Las f unciones p r i n c i p a l e s d e l e q u i p o TDMA son l a t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n de r á f a g a s de PSK moduladas p o r c ó d i go de PCM m u l t i p l e x a d o p o r d i v i s i ó n de t i e m p o .

La f i g u r a 6 . 3 muestra e l diagrama t í p i c o d e l e q u i p o de PCM/TDMA. Los s u b s i s t e m a s p r i n c i p a l e s son : e l c o d i f i -c a d o r , e l d e -c o d i f i -c a d o r , -comando, -c o n t r o l , y modulador y demodulador PSK.

Las s e ñ a l e s de v o z de e n t r a d a se c o d i f i c a n a l a s s e ñ a l e s no l i n e a l e s de PCM d e l m u l t i p l e x p o r d i v i s i ó n de -tiempo en e l c o d i f i c a d o r de PCM.

E s t a s s e ñ a l e s de i n f o r m a c i ó n se almacenan en e l comando d e l TDMA y en s u b s i s t e m a de c o n t r o l y se e n v í a n a l modu l a d o r d e l PSK j u n t o con l o s b i t s de p r á r ^ u l o s a d i c i o n a ^ l e s .

Las s e ñ a l e s de PSK de modo de r á f a g a s se c o n v i e r t e n a -una f r e c u e n c i a de microondas de 6 GHz y se e n v í a n de u-na e s t a c i ó n t e r r e n a a un t r a n s p o n d e r de s a t é l i t e .

Las s e ñ a l e s r e c i b i d a s de 4 GHz desde e l s a t é l i t e p o r u-na e s t a c i ó n t e r r e n a se c o n v i e r t e en s e ñ a l e s PSK de F I y se demodulan en e l demodulador d e l PSK.

En l a p a r t e de r e c e p c i ó n , t o d a s l a s r á f a g a s de e s t a c i o -nes t e r r e n a s se almacenan de nuevo.

l a s s e ñ a l e s demoduladas s e e n v í a n a l comando TDM y a l -s u -s b -s i -s t e m a de c o n t r o l , donde -se d e t e c t a l a -s e ñ a l o r i g i n a l de r á f a g a s , y únicamente l a i n f o r m a c i ó n v o c a l a s i g nada se t r a n s f i e r e a l d e c o d i f i c a d o r de PCM. Las s e ñ a l e s de PCM de e n t r a d a d e l m u l t i p l e x p o r d i v i s i ó n de tiempo se c o n v i e r t e n en c a n a l de voz a n a l ó g i c o y se e n

-v í a n a l o s a p a r a t o s t e l e f ó n i c o s .

Las f u n c i o n e s más i m p o r t a n t e s en e l comando TDMA y en — s u b s i s t e m a de c o n t r o l son l a s i n c r o n i z a c i ó n de r á f a g a s -y l a conmutación de c a n a l p a r a e s t a b l e c e r l o s c i r c u i t o s

t e l e f ó n i c o s d e l s a t é l i t e en e l modo de p r e a s i g n a c i ó n o -de a s i g n a c i ó n -de -demanda.

Ya que c u a l q u i e r e s t a c i ó n t e r r e n a t r a n s m i t e su s e ñ a l en e l modo de r á f a g a s con l a misma f r e c u e n c i a p o r t a d o r a , de be e v i t a r s e e s t r i c t a m e n t e l a s u p e r p o s i c i ó n de l o s puntos

de r á f a g a s .

S i no h u b i e r a c o n t r o l de p o s i c i ó n de r á f a g a s , s e s o b r e — p o n d r í a n l a s r á f a g a s d e n t r o de más o menos un segundo. -Para e v i t a r l o , un t i e m p o de guarda s e i n s e r t a e n t r e l a s

dos r á f a g a s , y e l c i r c u i t o de s i n c r o n i z a c i ó n de r á f a g a s c o n t r o l a l a p o s i c i ó n de r á f a g a s d e n t r o de l a p r e s i c i ó n -de e s e t i e m p o -de g u a r d a .

La t e c n o l o g í a en l a a c t u a l i d a d p e r m i t e un t i e m p o de g u a r da de menos de 100 N s e g .

6.4 SPADE

En e l s i s t e m a de Spade CSingle channel p e r PCM M ú l t i p l e A c c e s s Demand Assignment Equipment) cada c a n a l s e c o n e c t a a l s a t é l i t e p o r medio de una p o r t a d o r a a s i g n a d a i n d e p e n d i e n t e m e n t e e n t r e l a a g r u p a c i ó n de l a s f r e c u e n c i a s d i v i d i d a s . Es una e x t e n s i ó n d e l FDMA con o p e r a c i ó n t í p i c a -comp l e t ame n t e v a r i ab l e .

La u t i l i z a c i ó n e f i c i e n t e de l o s c a n a l e s de Spade se b a sa en su modo de a s i g n a c i ó n de demanda, p o r l o que e l -Spade s e r í a más e f i c i e n t e en una r e g i ó n en que haya imr—

(25)

a) Un c a n a l s e n c i l l o PCM/PSK/FDMA con o p e r a c i ó n de modo de a s i g n a c i ó n .

b) A u t o a s i g n a c i ó n de c a n a l e s .

O C o n e c t i v i d a d i l i m i t a d a p a r a e l s i s t e m a de s e ñ a l i z a -c i ó n de l a t e l e f o n í a d o m é s t i -c a .

d) U t i l i z a c i ó n e f i c i e n t e de l a p o t e n c i a d e l t r a n s p o n d e r d e l s a t é l i t e p o r l a e m i s i ó n de l a p o r t a d o r a de voz -a c t i v -a d -a .

La a s i g n a c i ó n de f r e c u e n c i a s de c a n a l de Spade se mués-t r a en l a f i g u r a 6 . 4 .

2n la f i g u r a 6 . 4 , cada c a n a l es de l a onda PCM/PSK d e l c a n a l s e n c i l l o , y CSC (Common S i n g n a l l i n g Channel) es -un c a n a l de s e ñ a l común de TDMA que se emplea comúnmen-t e por muchas e s comúnmen-t a c i o n e s comúnmen-t e r r e n a s .

LHi CSC [ttxu CU!

WLUM j% (¡OU)

CU N CH 399 cwr i««) air

CU 399'

SPACIX^-Ul

97.94 ?SMHt

52MH*

JS-TFNO.LO 6.302MIJI IW.'ISFOUDÍ* 4,077 MI H

70MI1» Í.320MH, <.095MHi

ítat y^m Í.335MH* UPlirn 4. l.'3.Mllr OOVrNIfínt

F i g u r a No. 6.4

7 . 1 COMPOSICION DEL SISTEMA

La c o m p o s i c i ó n de una e s t a c i ó n t e r r e n a p a r a l a comunica c i ó n por s a t é l i t e es como se i n d i c a en l a f i g u r a 7 . 1 y se puede c l a s i f i c a r e l a manera s i g u i e n t e :

a) Sub s i s t e m a de antena de una e s t a c i ó n t e r r e n a

b) Subsistema de comunicación de una e s t a c i ó n t e r r e n a c) Subsistema de m ú l t i p l e s

d) Subsistema de s u m i n i s t r o de e n e r g í a e ) O t r a s f a c i l i d a d e s a s o c i a d a s

7.2 SUBSISTEMA DE ANTENA

La antena de una e s t a c i ó n t e r r e n a se usa comúnmente p a -ra t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n .

La c o n s t r u c c i ó n d e l s u b s i s t e m a de antena c u e s t a un t e r -c i o d e l -c o s t o t o t a l de l a -c o n s t r u -c -c i ó n de una e s t a -c i ó n t e r r e n a . P o r l o t a n t o , es n e c e s a r i o que l a antena sea diseñada para s a t i s g a c e r l o s r e q u i s i t o s e l é c t r i c o s y me c á n i c o s para l a banda de f r e c u e n c i a de t r a n s m i s i ó n y de r e c e p c i ó n . P a r a e s t e s u b s i s t e m a , l a d i r e c c i ó n de l a an tena debe o r i e n t a r s e p r e c i s a m e n t e a l s a t é l i t e . Las c a -r a c t e -r í s t i c a s -r e q u e -r i d a s son l a s s i g u i e n t e s :

a) A l t a ganancia

La g a n a n c i a i n c l u y e n d o e l c i r c u i t o de l í n e a de a l i m e n t a c i ó n se i n d i c a p o r l a e c u a c i ó n s i g u i e n t e :

• : G . - j i

(26)

a) Un c a n a l s e n c i l l o PCM/PSK/FDMA con o p e r a c i ó n de modo de a s i g n a c i ó n .

b) A u t o a s i g n a c i ó n de c a n a l e s .

O C o n e c t i v i d a d i l i m i t a d a p a r a e l s i s t e m a de s e ñ a l i z a -c i ó n de l a t e l e f o n í a d o m é s t i -c a .

d) U t i l i z a c i ó n e f i c i e n t e de l a p o t e n c i a d e l t r a n s p o n d e r d e l s a t é l i t e p o r l a e m i s i ó n de l a p o r t a d o r a de voz -a c t i v -a d -a .

La a s i g n a c i ó n de f r e c u e n c i a s de c a n a l de Spade se mués-t r a en l a f i g u r a 6 . 4 .

2n la f i g u r a 6 . 4 , cada c a n a l es de l a onda PCM/PSK d e l c a n a l s e n c i l l o , y CSC (Common S i n g n a l l i n g Channel) es -un c a n a l de s e ñ a l común de TDMA que se emplea comúnmen-t e por muchas e s comúnmen-t a c i o n e s comúnmen-t e r r e n a s .

LHi CSC [ttxu C U !

WLUm j% (¡OU)

CU N CH 399 cwr i««) cjir

CU 399'

SPACIN^-Ul

97.94 ?SMHt

52MH* IS-r/NO.lO 6,302MUx

IW.'ISfONDÍ* 4,077 MI h

70MI1» Í.320MH, <.095MHi

ítat y^m 88Mf!» STAIKX í,33$M|(x UPlirn 4,1 ¡3-Mlft 00WH UlfK

F i g u r a No. 6.4

7 . 1 COMPOSICION DEL SISTEMA

La c o m p o s i c i ó n de una e s t a c i ó n t e r r e n a p a r a l a comunica c i ó n por s a t é l i t e es como se i n d i c a en l a f i g u r a 7 . 1 y se puede c l a s i f i c a r e l a manera s i g u i e n t e :

a) Sub s i s t e m a de antena de una e s t a c i ó n t e r r e n a

b) Subsistema de comunicación de una e s t a c i ó n t e r r e n a c) Subsistema de m ú l t i p l e s

d) Subsistema de s u m i n i s t r o de e n e r g í a e ) O t r a s f a c i l i d a d e s a s o c i a d a s

7.2 SUBSISTEMA DE ANTENA

La antena de una e s t a c i ó n t e r r e n a se usa comúnmente p a -ra t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n .

La c o n s t r u c c i ó n d e l s u b s i s t e m a de antena c u e s t a un t e r -c i o d e l -c o s t o t o t a l de l a -c o n s t r u -c -c i ó n de una e s t a -c i ó n t e r r e n a . P o r l o t a n t o , es n e c e s a r i o que l a antena sea diseñada para s a t i s g a c e r l o s r e q u i s i t o s e l é c t r i c o s y me c á n i c o s para l a banda de f r e c u e n c i a de t r a n s m i s i ó n y de r e c e p c i ó n . P a r a e s t e s u b s i s t e m a , l a d i r e c c i ó n de l a an tena debe o r i e n t a r s e p r e c i s a m e n t e a l s a t é l i t e . Las c a -r a c t e -r í s t i c a s -r e q u e -r i d a s son l a s s i g u i e n t e s :

a) A l t a ganancia

La g a n a n c i a i n c l u y e n d o e l c i r c u i t o de l í n e a de a l i m e n t a c i ó n se i n d i c a p o r l a e c u a c i ó n s i g u i e n t e :

• . G

(27)

(TUILUJSJ^ 5, UH JTlJJMiJ».!.

H3»MS Pugq auoqdapx M3,!MS P"«9 »"Q Al

•>) JOMjafg

^jOMja^ Sinmqtiio^) fiiuput-jy .-iuoi|d3|ajL

Vd H uoajsA|>|

J l u i p u r q 3 | q r ; )

don de :

G: Ganancia de a n t e n a

D: D i á m e t r o de a n t e n a

A: L o n g i t u d de onda

F : P é r d i d a de c i r c u i t o

n • E f i c i e n c i a

A c t u a l m e n t e en e l s i s t e m a de c o m u n i c a c i o n e s p o r s a t é l i t e , l a g a n a n c i a de a n t e n a c o n t r a t e m p e r a t u r a de r u i d o -debe s a t i s f a c e r :

G/T = 4 0 . 7 dB/k

d o n d e , G/T i n d i c a e l v a l o r de m é r i t o de a n t e n a .

P o r e s o , e s n e c e s a r i o m e j o r a r l a c a r a c t e r í s t i c a de g a -n a -n c i a p a r a o b t e -n e r l a G/T r e q u e r i d a . Co-n e s t e o b j e t o , e l d i á m e t r o de a n t e n a g e n e r a l m e n t e s e c o n s i d e r a s e a de 25 m. Es d e s e a b l e m a n t e n e r e l d i á m e t r o m e n c i o n a d o (D) l o más pequeño p o s i b l e con e l p r o p ó s i t o de a l i v i a r l a -c a r g a de v i e n t o s o b r e l a a n t e n a de r e d u -c i r e l -c o s t o . P o r l o t a n t o , e s n e c e s a r i o que l a e f i c i e n c i a sea l a -más a l t a p o s i b l e , (en c i e r t o s c a s o s , -más de 75%.

b ) T e m p e r a t u r a de b a j o r u i d o .

La t e m p e r a t u r a de r u i d o t o t a l T de l a e s t a c i ó n t e r r e n a se r e f i e r e a l a e n t r a d a d e l r e c e p t o r , y s e i n d i c a p o r -l a e c u a c i ó n s i g u i e n t e :

T = TA + Tr

donde :

"A Temperatura de r u i d o e q u i v a l e n t e de antena

(28)

En l a e c u a c i ó n a n t e r i o r , vemos que es n e c e s a r i o r e d u c i r

Tr y TA p a r a a u m e nt a r G/T.

c) Ancho de banda amplio

Se r e q u i e r e n buenas c a r a c t e r í s t i c a s de l a g a n a n c i a de a n t e n a , a c o p l a m i e n t o de i m p e d a n c i a , p e r d i d a s de c i r c u i -t o , p o l a r i z a c i ó n , e -t c . , s o b r e un ancho de banda de 50 0 ,MHz para t r a n s m i s i ó n y r e c e p c i ó n .

d) P o s i b i l i d a d de r o t a c i ó n

Generalmente s e desea que e l haz de antena pueda g i r a r s e , en t o d a s l a s d i r e c c i o n e s s o b r e e l c i e l o h a s t a que -sea p o s i b l e .

La antena que puede s e g u i r s a t é l i t e s con Ó r b i t a s de c u a l q u i e r c l a s e s e llama antena t o t a l m e n t e o r i e n t a b l e . -A1 c o n t r a r i o , l a antena que puede s e g u i r s o l a m e n t e s a t é l i t e s con Ó r b i t a s l i m i t a d a s se llama antena de o r i e n t a -c i ó n l i m i t a d a .

e ) A l t a p r e c i s i ó n mecánica

Para r e a l i z a r l a d i r e c t i v i d a d d e s e a d a , e s n e c e s a r i o q u e , l o s r e f l e c t o r e s de antena tengan a l t a p r e c i s i ó n en l a -c o n t r u -c -c i ó n de su s u p e r f i -c i e y n e -c e s a i t a una r i g i d é z me c a n i c a en l a e s t r u c t u r a de antena p a r a r e d u c i r a l g r a d o mínimo e l d e s p l a z a m i e n t o y l a d e f o r m a c i ó n d e l s i s t e m a -de r a d i a c i ó n -de a n t e n a . A-demas se r e q u i e r e que e l meca nismo de s e r v o que impulsa e l s i s t e m a se c o n s t r u y a en -una forma e s p e c i a l para que se reduzca l a i n f l u e n c i a de j u e g o e n t r e e n g r a n a j e s .

A l mismo t i e m p o , s i e m p r e es n e c e s a r i o que e l v a l o r de -l a p r e c i s i ó n d e -l mecanismo de d i r e c c i ó n s e mantenga den

42

-t r o de 1/10 d e l ancho d e l haz de a n -t e n a .

7.3 CIRCUITO DE ALIMENTACION

En e l s i s t e m a de c o m u n i c a c i o n e s p o r s a t é l i t e , l a b i f u r c a c i ó n de l a s s e ñ a l e s de t r a n s m i s i ó n y _ r e c e p c i ó n se e -f e c t u a por e l uso de d i -f e r e n t e s -f r e c u e n c i a s y un cambio de l a p o l a r i d a d de l a s dos s e ñ a l e s .

E l c i r c u i t o de l a l í n e a de a l i m e n t a c i ó n se usa para l a b i f u r c a c i ó n de s e ñ a l e s de t r a n s m i s i ó n y de r e c e p c i ó n — p o r cambio de l a p o l a r i d a d de una de é l l a s . P o r e j e m — p í o , l a f i g u r a 7 . 2 muestra l a c o n f i g u r a c i ó n d e l c i r c u i

-t o de l a l í n e a de a l i m e n -t a c i ó n empleado en e l mé-todo — d e l s e g u i m i e n t o d e l modo más a l t o .

E l p o l a r i z a d o r se usa para c o n v e r t i r una onda l i n e a l m e n t e p o l a r i z a d a de una d i r e c c i ó n dada en una anda c i r c u — larmente p o l a r i z a d a a l a i z q u i e r d a para s e ñ a l e s de -

.re-t r a n s m i s i ó n ; y para c o n v e r t i r una onda c i r c u l a r m e n t e po

l a r i z a d a a l a d e r e c h a en una onda l i n e a l m e n t e p o l a r i z a -da p a r a s e ñ a l e s de r e c e p c i ó n .

7.4 SUBSISTEMA DE CONTROL DE ACCIONAMIENTO

Se deben c o n s i d e r a r l o s d e t a l l e s s i g u i e n t e s cuando se -d i s e ñ a n s u b s i s t e m a s -de servomecanismos -de a c c i o n a m i e n t o de a n t e n a s .

a) P r e c i s i ó n en e l a c c i o n a m i e n t o b) V e l o c i d a d de a c c i o n a m i e n t o

c) T o r s i ó n n e c e s a r i a para e l s u b s i s t e m a de a c c i o n a m i e n -t o , c o n s i d e r a n d o l a p r e s i ó n de v i e n -t o .

d) Momento de i n e r c i a de e s t r u c t u r a

e ) R i g i d é z mecánica de l a e s t r u c t u r a c o n s i d e r a n d o l a —

p r e s i ó n de v i e n t o .

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Descargar ahora (44 pages)