Sistemas satelitales

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO PARA EL PODER POPULAR DE LA EDUCACION UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA (44)

COMUNICACIONES

SISTEMAS SATELITALES

[pic 1]

Maturín, enero del 2020

Parámetros del sistema satelital

En síntesis, estos parámetros son el conjunto de elementos que conforman el modelo del enlace del sistema satelital. Asimismo, se encuentran en todas las partes del modelo donde se genere pérdida de potencia, las cuales pueden ser causados por la forma del terreno; sin embargo, también puede ser a raíz del desgaste que sufren las señales de radio al cruzarse con los factores del espacio libre, como la atmosfera, generando distorsión de señal por absorción de neblina, lluvia o atmósfera, por ejemplo.

Pérdida por reducción

En los transpondedores satelitales se usan estaciones transmisoras terrestres y tubos de onda progresiva que comúnmente utilizan amplificadores de alta potencia, los cuales son dispositivos no lineales cuya ganancia depende de la potencia de entrada de señal.

La perdida por reducción, en resumen, hace referencia a la perdida generada por la reducción de nivel de salida respecto a los niveles nominales. De este modo, para que el amplificador de alta potencia trabaje de una forma más lineal, y así se reduzca la distorsión que es generada por la intermodulación, se debe reducir la potencia de entrada unos cuantos decibeles.

Potencia efectiva irradiada isotrópicamente

Se define como una potencia de transmisión equivalente con la ganancia de la antena receptora, es decir, mide la fuerza con la cual una señal es radiada hacia un satélite o en su defecto, a una estación terrena. Se expresa matemáticamente como sigue:

[pic 2]

Donde

  = Potencia efectiva irradiada isotrópicamente (watts)[pic 3]

   = Potencia de entrada a la antena (watts)[pic 4]

       = Ganancia de la antena de transmisión (relación adimensional)[pic 5]

Temperatura equivalente de ruido

En los sistemas satelitales es un valor hipotético que puede calcularse, pero no puede medirse. Se refiere al ruido que se genera en la entrada de un dispositivo o un receptor, más el ruido agregado internamente por ese dispositivo. Se expresa de la siguiente manera:

[pic 6]

De esta ecuación despejamos T y nos queda:

[pic 7]

Siendo:

  = Potencia total de ruido (watts)[pic 8]

  = Constante de Boltzmann (joules por kelvin)[pic 9]

 = Ancho de banda (hertz)[pic 10]

  = Temperatura del ambiente (kelvin)[pic 11]

[pic 12]

Despejando la temperatura equivalente  tendremos:[pic 13]

[pic 14]

Densidad de ruido

Básicamente, la densidad de ruido, es la potencia de ruido presente en un ancho de banda de 1 Hz, siendo esta la relación entre la potencia de ruido generada por los amplificadores:

[pic 15]

Donde:

 = Densidad de ruido (watts por hertz).  Se suele expresar simplemente en watts; el hertz recíproco está implícito en la definición de );[pic 16][pic 17][pic 18]

[pic 19]

   = Potencia total de ruido (watts)[pic 20]

   = Ancho de banda (hertz)[pic 21]

   = Constante de Boltzmann (joules por kelvin) [pic 22]

  = Temperatura equivalente de ruido (kelvin)[pic 23]

Potencia de transmisión y energía de bit

Un amplificador de potencia debe trabajar cerca de la saturación para que éste pueda funcionar con la mayor eficiencia posible; sin embargo, la potencia de salida de un transmisor que va de una estación terrestre a un satélite es mucho mayor que la de salida de un amplificador de potencia de transmisor terrestre de microondas. En consecuencia, cuando se manejan sistemas satelitales se expresa, generalmente, en decibelios respecto a 1 W.

La definición de  es:[pic 24]

[pic 25]

Donde

 = Energía de un solo bit (joules por bit)[pic 26]

   = Potencia total saturada de salida (watts, o joules por segundo)[pic 27]

  = Tiempo de un solo bit (segundos)[pic 28]

Relación de portadora a densidad de ruido

Esta relación, es la relación que existe entre la potencia de portadora de banda ancha y la densidad de ruido presente en un ancho de banda de 1hz.

[pic 29]

Donde C es la potencia de la portadora de banda ancha.

Relación de ganancia a temperatura equivalente de ruido

Representa la calidad de un satélite en un receptor de una estación terrena. En síntesis, es una relación entre la ganancia de la antena receptora y la temperatura equivalente de ruido. Matemáticamente se expresa como

[pic 30]

Satélites geoestacionarios

Los satélites geoestacionarios son satélites artificiales que realizan orbitas sobre la línea del Ecuador terrestre en una posición fija, rotando de forma sincronizada con el mismo movimiento de la tierra a su misma velocidad angular.

Cabe decir que, los satélites se mantienen en órbita como resultado del equilibrio entre las fuerzas centrífuga y gravitacional. No obstante, si un satélite viaja a altas velocidades su fuerza centrífuga puede superar la gravedad de la tierra y como consecuencia podría salirse de órbita y perderse en el espacio, lo que acarrea altos costos por el uso de dispositivos de propulsión para mantenerlos dentro de orbita.

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