Comunicaciones satelitales

SISTEMAS DE COMUNICACIONES VIA SATÉLITE
Capítulo III: RADIOENLACE
3.1 Frecuencias empleadas 3.2 Perfil general de potencia y ruido 3.3 Modelos de Antena 3.4 Modelos de propagación 3.5 Modelos de Ruido 3.6 Cálculos de C/N 3.7 Interferencias 3.8 Intermodulación

ATRIBUCIONES PRINCIPALES DE FRECUENCIA
SERVICIO FIJO
Banda C: 6/4 GHz. Sistemas más antiguos Banda X: 8/7 GHz. Uso gubernamentalBanda Ku: 14/12 GHz. Sistemas de desarrollo reciente Banda Ka: 30/20 GHz. Gran interés de futuro

SERVICIO MOVIL
Banda L: 1.6/1.5 GHz Banda S: 2.5/2 GHz

RADIODIFUSIÓN
Banda Ku: 12 GHz (sólo descendente). Televisión

ENLACES INTER-SATÉLITES
Bandas S, Ka y Milimétricas Opticas

ASIGNACIONES DE FRECUENCIA

CADENA DEL RADIOENLACE

Transmisor en Tierra
Amplificador de Potencia Línea deTransmisión Antena Transmisora

Repetidor a bordo
Antenas Línea de Transmisión Transpondedor

Receptor en Tierra
Amplificador de Bajo Ruido Línea de Transmisión Antena Receptora

Pérdidas del enlace radio: L
Atenuación por espacio libre LFS Atenuación atmosférica: LA Desacoplo de polarización: LPOL

PERFIL DE POTENCIA Y RUIDO

PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS
GTU GHP LTU LU LRU LRD TTPTLN LTD GRU GTD TAU GTP LD GRD TAD GLN

PERFIL DE POTENCIA

1

2

3 4

5 6

7

8

9 10

11 12

13

14

PTU

EIRPU ΦU·λ2/4π

PRU

PTD

EIRPD ΦD·λ2/4π

PRD

PUNTOS CRÍTICOS DEL RADIOENLACE

MODELOS DE ANTENA. GANANCIA
Ganancia de antenas de apertura
⎛ D⎞ G = 4π 2 η = ⎜ π ⎟ ⋅η λ ⎝ λ⎠ S
2

Eficiencia de un reflector. Típica entre 55% y 75%
Eficiencia deiluminación Eficiencia de spillover o desbordamiento Eficiencia de polarización Eficiencia de fase
Por rugosidad o deformación de la superficie Por desenfoque o desalineamiento

Pérdidas ohmicas (poco importante)

MODELOS DE DIAGRAMAS DE RADIACIÓN DE ANTENAS.
Ancho de Haz a -3 dB: BW-3dB Relación aproximada entre ganancia y ancho de haz para antenas con un lóbulo principal tipo “pincel”BW−3dB ≈

λ
D

⋅1.22 =

λ
D

⋅ 70°

G≈

4π (BW−3dB )E (BW−3dB )H

Ganancia aproximada del lóbulo principal incluida la pérdida por desapuntamiento (ganancias en dBi)
⎛ θ ⎞ ⎟ G (θ ) ≈ Gmax − 12 ⎜ ⎜ BW ⎟ − 3 dB ⎠ ⎝
2

g (θ ) ≈ g max ⋅10

⎛ θ −1.2 ⎜ ⎜ BW −3 dB ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

2

Nivel de lóbulos secundarios

DESAPUNTAMIENTO DE LAS ANTENAS

Desapuntamiento de la antena a bordoen el borde de la zona de cobertura: 3dB.

θT GT

θR GR
-3dB

⎛ θT ⎞ ⎟ GT ≈ GTmáx − 12 ⎜ ⎜ BW ⎟ − 3 dB ⎠ ⎝

2

⎛ θR ⎞ ⎟ GR ≈ GRmáx − 12 ⎜ ⎜ BW ⎟ − 3 dB ⎠ ⎝

2

EJEMPLO DE DIAGRAMA DE RADIACIÓN DE UNA ANTENA
40 30 20 10 G (dBi) 0 -10 -20 -30 CONTRAPOLAR -40 -10 -5 θ (deg) 0 5 10 COPOLAR

MODELOS DE ANTENA. POLARIZACIÓN
La polarización del enlace puede ser:
Lineal:
HorizontalVertical

Circular
A izquierdas (LHCP) A derechas (RHCP)

La polarización la marca el satélite. Ambas antenas deben estar acopladas en polarización. Teóricamente puede doblarse la capacidad de un enlace por la polarización. Existe un diagrama de radiación de la componente contrapolar del campo (polarización cruzada), que limita la discriminación y el aislamiento de polarización.AISLAMIENTO Y DISCRIMINACIÓN DE POLARIZACIÓN
Una onda con polarización X, incide en una antena con polarización dual. En su canal X recibe la potencia PX y en su canal Y recibirá la potencia PY 40°) ⎩

CÁLCULO DEL TRAYECTO EFECTIVO DE LLUVIA
Se determina multiplicando la longitud el camino recorrido por el enlace dentro de la lluvia (LS) por un factor que tiene en cuenta la inhomogeneidad de lalluvia. En el cálculo intervienen:
Altura del terreno hT Altura de lluvia hR (depende de la latitud) Angulo de elevación Intensidad de lluvia
⎧ ⎪ h −h LS = R T ⎪ sen( E ) ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ 1 ⎪r0.01 = L 1 + S cos( E ) ⎪ ⎪ L0 ⎩

Le = LS ⋅ r0.01

L0 ( Km) = 35 ⋅ exp(−0.015 R0.01 )

ATENUACIÓN POR LLUVIA (p≠0.01%)
La atenuación por lluvia para asegurar una disponibilidad diferente del 99.99% (p=0.01%)...