subsistema de comunicaciones. carga útil de … · – se implementa un amplificador de bajo nivel...

CSAT 1

Comunicaciones por SatComunicaciones por SatééliteliteCurso 2008Curso 2008--0909

Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo

Subsistema de comunicaciones.Subsistema de comunicaciones.Carga Carga úútil de comunicacionestil de comunicaciones

Ramón MartínezMiguel Calvo

CSAT 2Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo

ObjetivosObjetivos• Conocer la estructura de una carga útil de un satélite

comunicaciones• Familiarizarse con el concepto de transpondedor, sus

tipos y principales características• Identificar los principales componentes del sistema de

comunicaciones (transpondedor) y sus características• Conocer los tipos de antenas que se integran en un

satélite de comunicaciones• Comprender el efecto del diagrama de la antena a bordo

de un satélite GEO sobre la zona de cobertura• Conocer los efectos a tener en cuenta a la hora de

diseñar componentes de microondas para espacio (MULCOPIM)


ÍÍndicendice

• Tipos de cargas útiles• Concepto de transpondedor• Subsistema de comunicaciones

– Multiplexores de entrada (IMUX) y salida (OMUX)– Amplificadores– Filtros de entrada y salida– Conversores de frecuencia– Switches de radiofrecuencia

• Antenas– Tipos de antenas de comunicaciones a bordo– Zona de cobertura y visibilidad. Tipos de cobertura– Ejemplos

• Efecto a tener en cuenta en el diseño de RF embarcado


Cargas Cargas úútiles segtiles segúún la misin la misióónn• Comunicaciones

– Transpondedores (transparentes o regenerativos)• Exploración/Observación

– Sensores en visible e infrarrojo– Radiometría de microondas– Radar

• Científicas– Espectrógrafos– Análisis de radiación gamma– Experimentos en microgravedad– Radiotelescopios (Hubble) y cámaras– Instrumentos para analizar la atmósfera de otros planetas, toma de

muestras de polvo estelar, etc.• Otras:

– Navegación (GPS, GLONASS, EGNOS, Galileo)– Rescate (COSPAS-SARSAT)– Etc.


Subsistema de ComunicacionesSubsistema de Comunicaciones• Funciones principales

– Conversión de frecuencia de las señales– Amplificación de las señales

• Conversión de frecuencia– Se realiza en un mezclador “conversor reductor de frecuencias”– La frecuencia del oscilador local es la diferencia entre la de entrada y

la de salida– La figura de ruido alta de los mezcladores limita la calidad del receptor– Se implementa un Amplificador de Bajo Nivel de Ruido LNA previo.– Para frecuencias altas (Banda Ka), doble conversión de frecuencia

• Amplificación– Para obtener rendimiento elevado se usan amplificadores no lineales

en las etapas de potencia.– Para mejorar la eficiencia y disminuir el ruido de intermodulación se

subdivide la banda de frecuencias en canales (Transpondedores) mediante un Filtro Multiplexor de Entrada ó IMUX

– Después de amplificar se recombinan las señales en un OMUX.


Concepto de Concepto de transpondedortranspondedor

• Repetidor• Unidad básica de amplificación y cambio (transposición)

de frecuencia a bordo de un satélite• Reemisor embarcado a bordo de los satélites, …

– cuya función es retransmitir las señales recibidas desde la estación de subida hacia un lugar de la Tierra.

• Se le asocia a una o varias antenas de emisión, que determinan, por su forma y orientación, la potencia y la zona de cobertura del haz emitido

• Se caracterizan por un determinado ancho de banda (valores típicos son 36 MHz y 54 MHz)

• Un satélite tiene varios transpondedores• Permiten aumentar la capacidad de la carga útil


Ejemplo de Ejemplo de transpondedortranspondedor. . TVoSatTVoSat


Ejemplo de Ejemplo de transpondedortranspondedor. Canales HD. Canales HD


Arquitecturas de Arquitecturas de transpondedorestranspondedores

ANTENA Rx ANTENA TxBPF BPFTWTA

Transpondedores Transparentes

BPF PSKDEMOD

PSKMOD BPF BPFTWTA

ANTENA Rx ANTENA Tx

Transpondedores Regenerativos


Subsistema de Comunicaciones (Arquitectura)Subsistema de Comunicaciones (Arquitectura)

OLOL

LNALNAIMUXIMUXAMPAMP DRVDRV HPAHPA

OMUXOMUX

OLOL

LNALNAIMUXIMUXAMPAMP DRVDRV HPAHPA

OMUXOMUX

OLOL

fu

fu fd

fd

LNA Low Noise Amplifier (amplificador bajo nivel de ruido)DRV Amplificadores previosHPA High Power Amplifier (amplificador de potencia TWTA)IMUX Multiplexor de entradaOMUX Multiplexor de salida


ReducciReduccióón de n de intermodulaciintermodulacióónn mediante canalizacimediante canalizacióónn

Pout

Pin

12

K-1

KK´

1 2 K

(a) Con muchas portadoras

1 2

IMU

X

K´

(b) Con número reducido de portadorasNIM

12

K-1

K

K´

ab

Potencia del ruido de intermodulación(por portadora)

Pin


RedundanciaRedundancia

Fuente: Maral

Redundancia 2/3:


ParParáámetros de la carga metros de la carga úútiltil• Figura de ruido: pérdidas entre la antena, y los parámetros del

LNA (figura de ruido y ganancia)• Ganancia: depende de la señal a la entrada y la requerida a la

salida– Ganancia del transpondedor

• Selectividad: capacidad de rechazo a interferencias y selectividad de los filtros de los multiplexores

• Distorsión lineal en banda: respuesta en frecuencia constante en amplitud y retardo de grupo – Filtros de los multiplexores

• Espúreos: señales no deseadas generadas en los diferentes subsistemas– Deben filtrarse sin incrementar excesivamente la complejidad

• Potencia de salida: evitar la distorsión no lineal de la señal en los amplificadores (back off)

• No linealidades: productos de intermodulación, saturación de etapas de potencia, conversión AM/PM


FiguraFigura de mde mééritorito

PIRE (W)

G/T (K-1)

↓(C/No)T

↑(C/No)T


Filtro de entradaFiltro de entrada• Filtrar a señal captada por la antena en

recepción, eliminando señales no deseadas– Rechazo crítico de la frecuencias

transmitidas

• Protección del amplificador de entrada• Sus pérdidas se añaden al factor de ruido• Tecnologías: cavidades rectangulares en

guía de ondaAPSTAR 5B

C and Ku Band Input Filters

Filtro en banda Ku

Fuente: F. Alessandri, M. Comparini, F. Vitulli, Low-loss filtersin rectangular waveguide with rigorous control of spuriousresponses through a smart modal filter, 2001 IEEE MTT-S Intl.


LNALNA• Determina la figura de ruido del receptor• Suelen incorporar varias etapas (50-60 dB)• Pueden incorporar la etapa de conversión de frecuencia y

amplificación posterior, o una placa de recepción de telecomandos

C, X, Ku, K (18 GHz) bandsSecondary power voltages interfacesFixed gain (30 to 50 dB range)HEMT + MMIC chipsAvailable options:· ON/OFF TM/TC· Separate DC/DC converter with ON/OFF TM/TC· Compatibility with most bus interfaces (DC power, command & telemetry formats)


Convertidor de frecuenciaConvertidor de frecuencia• Realiza el cambio de frecuencia de uplink a downlink

(downconverter)• Puede hacerse en una o dos etapas

Ka/Ka, Ka/Ku, Ku/Ka, Ka/C, C/Ka conv.Noise Figure: < 2.7 dB @ 65°CFrequency translation stability: ±5ppmdown to ±2.ppmQualification Tª range: -20/+65°C

9341 Ka-Band Docon


CaracterCaracteríísticas de los IMUXsticas de los IMUX• Dividir la señal de entrada en varios canales mediante el uso de

filtros muy selectivos• Permite incrementar la capacidad de la carga útil manteniendo la

calidad del enlace (menor ruido de intermodulación)• Bajo rizado en banda para evitar la conversión AM/PM en el

amplificador no-lineal• Atenuación muy alta fuera de banda (alta pendiente de caída) para

una separación eficaz de los canales (anchos de guarda estrechos)• Retardo de grupo constante dentro de banda (puede requerirse

ecualización)• La función de transferencia óptima es la de un filtro elíptico, aunque

suelen implementarse filtros de Chebychef añadiendo ceros de transmisión para maximizar el rechazo fuera de banda

• Las perdidas de inserción no son críticas (puede amplificarse después)

• Las sucesivas reflexiones producen una atenuación creciente conforme se va avanzando en la cadena de filtros y circuladores


IMUXIMUX

C1 C3 C5

C2 C4 C6 f

Circulador

IMUX

Al TWTA: Canal 1 Canal 3 Canal 5

GuíaondaCoaxial

Filtro paso banda

De receptores (redundantes)

Canales pares


IMUX en banda CIMUX en banda C36 MHz 10 poles SELF EQUALIZED CHANNEL

TYPICAL IMUX PERFORMANCE

BW=36 MHz BW=36 MHz


IMUX en banda X/IMUX en banda X/KuKu/Ka/Ka

Basado en resonadores dieléctricosPoco sensible a la temperaturaBW: <30 MHz y 500 MHz

IMUX autoecualizadoy conmutable (Amazonas)


IMUXIMUX


Amplificador de canalAmplificador de canal


Amplificadores de potenciaAmplificadores de potencia

TWTA: Travelling Wave Tube Amplifier

• Se basan en la interacción de un haz de electrones (cátodo incandescente) y una onda electromagnética lenta.• Requieren un equipo auxiliar (EPC = Electronic Power Conditioner) que genere las tensiones de miles de voltios que se requieren para acelerar el haz.


Amplificadores de potenciaAmplificadores de potencia

SSPA: Solid State Power Amplifier

Entrada RF

Salida RF

Convertidor continua a continua Placa de telemetrías y telecomandos

Bus de alimentación

TM y TC


TWTA TWTA vsvs SSPASSPA

<500>2000Fallos en 109 horas

$$$$$Coste

0.8-1.51.5-2.2Masa (kg)

24.5Conversión AM/PM (º/dB)

14-1810-12(C/N)IM3

70-90~55Ganancia en saturación (dB)

20-4020-200Potencia de salida (W)

L, CC, Ku, KaBanda (GHz)

SSPATWTAParámetro


Amplificadores de potenciaAmplificadores de potenciaSSPA

Power amplification and linearization

PAE: Power Added EfficiencyRepresenta la relación entre la potencia de RF aportada por el amplificador respecto del consumo en DC:

( ) %100% ××−

=IccVccPPPAE inout


Amplificadores de potenciaAmplificadores de potenciaSSPA

Power amplification and linearization

IBO: Input Back-offOLC: Overdrive limitation circuit ALC: Automatic output power limitation controlNPR: Noise Power Ratio


CaracterCaracteríísticas de los OMUXsticas de los OMUX• Combinar las señales amplificadas y dirigirlas todas juntas a la

antena• Bajas pérdidas de inserción porque trabajan a alto nivel de

potencia (evitar la reducción de la potencia transmitida)– Diseño térmico complicado para la disipación de potencia en caso

de pérdidas– Selectividad a cambio de bajas pérdidas

• Deben controlar la dispersión del espectro producida por el amplificador no-lineal

• Se realizan mediante cavidades resonantes multimodo en guías, bien de INVAR o de Fibra de Carbono, metalizadas interiormente con plata u oro para minimizar las pérdidas.

• Los filtros se montan sobre una guíaonda común cortocircuitada en un extremo (manifold) para minimizar la pérdidas– Diseño cuidadoso de la posición y conexión de los filtros


Estructura de un OMUXEstructura de un OMUX

Filtrode

Canal 2

Filtro de

Canal 4

Filtrode

Canal 1

Filtrode

Canal3

Guíaonda cortocircuitada

Cortocircuito

Salida del OMUX hacia la antena

Red de adaptación

Red de adaptación

De TWTAs

De TWTAs


Filtros: INVAR Filtros: INVAR vsvs Resonador dielResonador dielééctricoctrico

Filtro en banda Ku de aluminio con compensación por temperatura [Lundquist,2002]250 (av)-500 (max) W/canal280 (centro banda)-180 (extremo) W/canal


OMUX en banda OMUX en banda KuKuSelectividad del OMUX.12 canales en banda Ku

Pérdidas de inserción (33 MHz) Retardo de grupo (ns) (33 MHz)

Ku-BAND 5 poles H113 modeOMUX TYPICAL PERFORMANCE


OMUXOMUX

• Wide Band 9 channels• 72 MHz useful channel BW• Frequency band: 3.4-4.2 GHz

15 channels C Band

20 channels Ku band Omuxwith 110W/Ch at 60°C

5 channels Ka band OMUXwith 130W/Ch at 70°C


Otros elementos de RFOtros elementos de RF• Diplexores• Acopladores• Filtros de salida

– Rechazar los armónicos del amplificador y ruido térmico de la banda de recepción

– Bajas pérdidas de inserción– Guía de onda

• Switches de RF– Pasivos y reversibles– Se controlan por telecomando– Anillos de redundancia

MT-SAT Ku-Band Diplexer

TELEDYNE

INVAR: es una aleación de hierro (64%) y níquel (36%) con muy poco carbono y algo de cromo caracterizado por un reducido coeficiente de dilatación.

BOSCH


SwitchesSwitches de RFde RF

• Modificación de la configuración de la carga útil en órbita• Se emplean en los anillos de redundancia• Dispositivos pasivos controlables por tensión• Entradas de tipo coaxial, SMA o guíaonda

SPDT(Single Pole-Dual Throw)

DPDT(Dual Pole-Dual Throw)

Tipo T(Transfer)

1

2

3

4

1

2

3

4

TeravictaTT2214 (68V)

InputOut 1

Out 2

InputOut 1

Out 2

TeravictaTT1214 (68V)

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4


El Proyecto El Proyecto AmerHisAmerHisAdvanced Multimedia Enhanced Regenerative HISPASAT System


El Proyecto El Proyecto AmerHisAmerHis

Dos saltos Un salto (Amerhis)


AmerHisAmerHis. Procesado a bordo. Procesado a bordoAlcatel 9343

DVB On-Board ProcessorDVB-RCS Compatible Regenerative

Two-Way Processor.4-channel baseband processor

• MF-TDMA uplink compatible with DVB-RCS Standard. • Downlink compatible with DVB-S Standard @ 54 Mbps.• 36 MHz processing channels.• Modular Design allowing IF or RF interfaces (Ku or Ka band).• Cross-connection flexibility between input/output channels.• Turbo Decoding for Quasi Error-Free (QEF) Performance.• Real-time Multimedia (voice, data videoconference) with QoS.• Broadcast/Multicast. IP and native MPEG-2 services.• Allows real-time mesh communications in a single hop.• Efficient coverage and bandwidth usage for geographically dispersed users, specially in combination with multi-spot archs.• Operational independence from terrestrial network (e.g. Corporate VSAT networks).• On-board multiplexing and multicast capabilities.


Representación de la intensidad de radiación en cada dirección.

Una antena isótropa radia una onda esférica con una potencia uniformePt/4π en cualquier dirección (θ,ϕ) del espacio.

Pt es la potencia entregada a la antena.

Una antena direccional radia una potencia P(θ,ϕ) en la dirección (θ,ϕ).

GANANCIA

θ = ϕ = 0θ

ϕ

(θ,ϕ)

πPmáx

P

Pt/4π

π

ϕθϕθ

4

4

),(),(

maxmax

t

t

PPG

PPG

=

=

En decibelios: G = 10 log(G) dBi

Diagrama y GananciaDiagrama y Ganancia


θ = ϕ = 0

Diámetro D

La antena capta la potencia contenida en su Área de Apertura Efectiva Ae.

Si la antena fuera perfecta y sin pérdidas Ae = A = πR2 = πD2/4 . En la práctica:

2

22max44

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

===

⋅=

λπη

λπη

λπ

η

DAAG

AA

e

e

donde η es la eficiencia. Valorestípicos son entre 0.5 y 0.8.

η η ηηη

= ⋅≡≡

s a

s

a

Eficiencia de spillover Eficiencia de apertura

Apertura EfectivaApertura Efectiva


E( ),,r ET p 10

ET20 .1 10

ET20 1 r

a

2 p

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.25

0.5

0.75

1

E( ),,r 12 2

E( ),,r 20 2

E( ),,r 12 1

r

El campo linealmente polarizado en la apertura de radio a se distribuye:

ET iluminación borde en dB:

El diagrama de radiación normalizado es:

11

)()!1(2

11)(2

)(1

111

+−

+

++

−+

=+

++

pBB

u

uJp

pB

uuJB

Fp

pp

n θ

)sin(2 θλπ au =

2010ET

B =

Apertura CircularApertura Circular


Aperturas CircularesAperturas Circulares


• Ancho de haz a 3 dB (θ3dB = HPBW)• Nivel de lóbulos secundarios (SLL)• Nivel de polarización cruzada (XP/CP)

0

50

FdB ( )θ

250 θ

-3 dB

θ3dB/2HPBW = θ3dB

SLLCP

XP

CaracterCaracteríísticas del Diagramasticas del Diagrama


El ancho de haz se relaciona con las dimensiones eléctricas de apertura mediante:

La Ganancia en función del ancho de haz y de la eficiencia es:

En las proximidades del máximo la variación de la ganancia se puede aproximar como (aprox. parabólica):

grados703 DdBλθ ≈

23

48360

dBG

θη=

[ ] [ ]2

3

12 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

dBmaxG)(G

θαα

Ancho de Haz y GananciaAncho de Haz y Ganancia


Copolar

Contrapolar

Bocina CBocina Cóónicanica


Tipos de AntenasTipos de Antenas• Antenas de hilo (monopolos, dipolos, hélices)

– Usadas con coberturas omnidireccionales para TTC en bandas de UHF (también se usa banda C y Ku para TTC)

• Antenas de bocina– Alimentadores para reflectores– Antenas de cobertura global (θ3dB ~ 17.4º)

• Antenas reflectoras (simples y múltiples, centradas y descentradas -offset-)– Haces estrechos, múltiples, haces contorneados.

• Arrays de elementos impresos, ranuras o bocinas• Reflectarrays• Otras: antenas activas, lentes, reflectores dicroicos,

despun antennas, inflables, etc.


Se denomina área de cobertura de un satélite al área de la superficie de la Tierra desde la que un satélite se ve con un ángulo de elevación El igual o mayor que un ángulo de elevación mínima Elmin dado.

La geometría del área de cobertura es un casquete de la superficie esférica de la Tierra que viene determinado por el ángulo de elevación mínima.

CoberturaCobertura

Área de Cobertura

ELmin


Cobertura ElCobertura Elíípticaptica

Área de Servicio

Contornode 3 dB

θ1θ2

D1

D2

Bocina(feed)

Reflector

θλ

11

70≅D

θλ

22

70≅D

G D D= ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

=ηπλ

ηθ θ

2

1 21 2

48360

Cobertura de la antena: zona intersectada por el haz a -3 dB

Área de Servicio: zona a la que se quiere dar servicio


Desde un sistema de coordenadas en el satélite la dirección de observación, respecto a la dirección de apuntamiento de la antena, es (θ, ϕ).

El diagrama de radiación genérico es de sección elíptica con semiejes θ1 y θ2 y acimut del eje principal ϕo .

Área de Servicio

Contornode 3 dB

2θ12θ2

Ra

θ

ϕ

Dirección de Observación

Ejes deAntena

Cobertura de AntenaCobertura de Antena


ÁÁngulo Central de Coberturangulo Central de CoberturaEs mejor tomar el ángulo central de cobertura γ como parámetro en lugar del ángulo de elevación porque es independiente de la altura de los satélites. Ambos están relacionados mediante:

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛+

−=

γ

γ

senHR

R

El E

Ecosarctan

( ) ( )HR

ElHR

Elsen

Rsen

EEE +=

+

+=

cos2πβ

( )⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

= ElHR

RarcsenE

E cosβ

ElElHR

R

ElElHR

RarcsenEl

E

E

E

E

−⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

=

−⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

−=−−=

cosarccos

cos22πβπγ

Satélite

d

RE

HCírculo de Cobertura

γ

βEl


Cobertura de AntenaCobertura de Antena

Xa

Ya

θ1θ2

Xs

Ys

Aza

Ela

ϕo

La dirección de apuntamiento de la antena es (Aza, Ela) respecto a un sistema de coordenadas del satélite Xs, Ys, Zs.

La ganancia de la antena varía con θ, en cada dirección ϕ, según la aproximación parabólica:

( )2

3max 3 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

dB

GtGtθ

θθ

θ3dB es el semiancho de haz a -3 dB en la dirección ϕ considerada.

φ=Az

θ=π/2-El

El

Ys

Xs

Zs

Aproximamos el seno al ángulo para valores pequeños del mismo.


Global

Hemi-Global

Zonal Zonal

Spot

Spot

Coberturas TCoberturas Tíípicas de INTELSAT Vpicas de INTELSAT V


Diagramas de Antenas de SatDiagramas de Antenas de Satéélitelite

17.4

CoberturaGlobal

Haces Spot(pincel)

Reutilización defrecuencias porseparación espacial

SLL < -33 dB


Diagramas de Antenas de SatDiagramas de Antenas de Satéélitelite

Haces Múltiples

Reuso de frecuenciaspor polarización

Pol. horizontal

Pol. vertical

CP/XP > 33 dB


ComparaciComparacióón entre tipos de coberturan entre tipos de coberturaPlanificación de frecuencias

Haces spot

Haz global


Haces ConformadosHaces Conformados

RedFormadorade Haces

Tx / Rx

Array deAlimentadores

Reflectorparabólico

Reflector Multialimentado

Reflector Conformado


Red Formadora de HacesRed Formadora de Haces

Bocinas

Desfasadores

Acopladores

Cargas

Si algunos elementos sonvariables se puede reconfi-gurar el haz por Telemando.


BFN ClBFN Cláásicosico


Programa ASYRIO. BFN PlanaPrograma ASYRIO. BFN Plana


Modelo experimentalModelo experimental

HISPASAT: Alimentador DBSHISPASAT: Alimentador DBS


Bocinas de iluminación directa:Experimento de propagación bandas 12, 20 y 30 GHz

Antena de TT&C

Antenas del Antenas del OlympusOlympus


ArrayArray de antenas. de antenas. IntelsatIntelsat VI.VI.


Antenas activas. Antenas activas. StentorStentor


Reflector de RejillaReflector de Rejilla

H

V

EV

EH

EV

EH

Separación típica 1 mmDiámetro típico 0.1 mm


Reflector Doble de RejillaReflector Doble de Rejilla


INSATINSAT--4A (834A (83ººEE))Propulsion and Control• 440 Newton Liquid Apogee Motor (LAM) with Mono Methyl Hydrazine (MMH) as fuel and Mixed Oxides of Nitrogen (MON-3) as oxidiser for orbit raising• 3-axis body stabilized in orbit using Earth Sensors, Momentum and Reaction Wheels, Magnetic Torquers and eight 10 Newton and eight 22 Newton bipropellant thrusters

C-band Antenna2.0 m transmit/receive, polarisation sensitivedual grid, shaped beamdeployable reflector designed for offset-fedfeed illumination

Ku-band Antenna2.2 m transmit/receive, polarisation sensitivedual grid, shapedbeam deployablereflector for offset-fedfeed illumination

PowerSolar array providing 5,500W and three 70 Ampere-Hour Nickel-Hydrogen BatteriesMission Life: 12 yearsDimensionsLift-off Mass : 3086 kg Dry mass : 1987 kg Physical : 2.0 x 1.77 x 2.8m cuboid,

15.16m with solar panels deployed


INSATINSAT--4A (834A (83ººEE))Comunication payload• 24 Ku-band 36 MHz bandwidth Transponders employing 140 W TWTAs to provide an EIRP of 52 dBW at Edge of Coverage (EOC) polygon with footprint covering Indian main land

Comunication payload• 12 C-band 36 MHz bandwidth Transponders employing 63 W TWTAs to provide an EIRP of 39 dBW at EOC with Expanded Coverage encompassing Indian geographical boundary, area beyond India in southeast and northwest regions.


Alimentador de Doble Banda y Doble PolarizaciAlimentador de Doble Banda y Doble Polarizacióónn


SubreflectoresSubreflectores dicroicosdicroicos

Alimentador a 20 GHz

Alimentador a 12 GHz

Reflector principal

Superficie dicroica: refleja la banda Ka y es transparente a la banda Ku


LentesLentes• Transformación de una onda esférica en una onda plana

mediante a través de un retardo variable (máximo a lo largo del eje, y mínimo en los extremos)

• Alimentador situado detrás de la apertura (no hay bloqueo)• Posibilidad de generar varios haces y reconfigurar el diagrama• Se usan poco a bordo de satélites por su gran tamaño y peso

Fuente: Maral


InflatableInflatable AntennasAntennas

D=14 mError de superficie (rms)=1 mmReflector: mylar aluminizado


InflatableInflatable AntennasAntennas


MeshMesh reflector reflector deployabledeployable antennaantenna

• Reflector parabólico de 6 a 30 m• Mejora en un 60% la directividad• Material: graphiteepoxi• Puede ser conformada o de múltiples haces• Optimizada para banda L, C y Ku• Haces regionales o globales• Mayor eficiencia y reducción de ganancia en el borde de la cobertura


Ejemplos de uso de Ejemplos de uso de meshmesh reflectorsreflectors

Thuraya 12, banda L, 12.25 m

Inmarsat 4, banda L, 9 m. BGAN (432 kbit/s) compatible con 3G

MBSAT Program SS/L Satellite, banda S, 12 m


Ejemplo. Antena de 10 m del ATSEjemplo. Antena de 10 m del ATS--66

Fuente: NASA

Estructura plegada


• En este caso, la bocina alimenta un array de parches impresos• La fase del campo reflejado se controla con las dimensiones de

los parches para producir un haz colimado o conformado.• Fácil fabricación, plegables, menor contrapolar que reflectores,

pero de más banda estrecha• Puede ser de varias capas para mejorar el ancho de banda

24 GHz

ReflectarraysReflectarrays


Ejemplo. Cobertura de Australia y Nueva ZelandaEjemplo. Cobertura de Australia y Nueva Zelanda

Melbourne

Sydney

Brisbane

Perth

Darwin

Adelaida CANBERRA

Hobart


Ejemplo. Cobertura de Australia y Nueva ZelandaEjemplo. Cobertura de Australia y Nueva Zelanda

Estructura del reflectarray: 13460 parchesTamaño: 1.9×1.8mProfundidad: 6.5 mm


AstraAstra 3A 3A -- 23.523.5ººEE

V

H

MHz

MHz

Potencia salida TWTA : 30 WPIRE: 52 dBWAncho de banda del transpondedor: 36 MHz24 transpondedores (downlink)

Fuente: SES-Astra


Amazonas Amazonas –– 6161ººWWCobertura Amazonas

Brasil Banda KuCobertura Amazonas Banda C

Cobertura Amazonas Europa Banda Ku

Cobertura Sudamérica Banda Ku

Cobertura AmazonasNorteamérica Banda Ku

Fuente: Hispasat


Amazonas Amazonas –– 6161ººWW. Frecuencias en banda . Frecuencias en banda KuKu

Fuente: Hispasat


Amazonas Amazonas –– 6161ººWW. Frecuencias en banda C. Frecuencias en banda C

Fuente: Hispasat


IntelsatIntelsat VV

subsistema de comunicaciones. carga útil de … · – se implementa un amplificador de bajo nivel...

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