subsistemas que conforman un satélite

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Subsistemas que conforman un satélite Los satélites pueden dividirse de manera conveniente en dos elementos principales, la carga útil y la plataforma. La carga útil es la razón de ser del satélite, es decir, aquella parte del satélite que recibe, amplifica y retransmite las señales con información útil; pero para que la carga útil realicé su función, la plataforma (arquitectura física) debe proporcionar. Estos subsistemas son (Ver Figura 1): a. Subsistema de Estructura Exterior, se le puede considerar como el cuerpo del satélite, es también conocido como bus ya que mantiene todo el equipo científico y otros componentes necesarios del satélite protegidos. b. Subsistema de Potencia o Fuente de Poder, los satélites usan mucha electricidad por lo que se debe escoger l a fuente de poder adecuada: paneles solares, baterías, energía nuclear o generadores térmicos. c. Subsistema de Comunicación, las antenas son un dispositivo que permite la transmisión y recepción de señales de radio. d. Subsistema de Control de Actitud, los satélites deben tomar medidas precisas de su lugar en la órbita que están siguiendo. La actitud de un satélite es su posición en el espacio, su orientación; determina a donde está viendo el haz del satélite, hacia adónde apuntan sus cámaras y el ángulo que tiene con respecto al objeto que orbita. e. Subsistema de Control de Medio. Provee la temperatura apropiada y la presión atmosférica requerida para la operación de los diferentes subsistemas del satélite. f. Subsistema de Refrigeración g. Subsistema de Propulsión. Compuesto por múltiples motores o impulsores de bajo empuje que sirven al satélite para realizar pequeñas correcciones y cambios de velocidad, controlando su orientación en el espacio y proporcionando el control adecuado de los parámetros de la órbita. h. Subsistema de Telemetría o Computadora Interna (TT&C). Es el encargado de hacer contacto con las estaciones terrenas con el fin de recibir órdenes de ellas y darles seguimiento. Figura 1. Subsistemas que conforman un satélite Subsistemas de un satélite 1. Subsistema de Control Orbital y Posición: a) Conserva apuntadas a las antenas hacia la tierra y los paneles solares al sol b) Mantiene la posición orbital mediante correcciones periódicas 2. Subsistema de Energía: brinda electricidad al satélite 3. Control Térmico: retiene los márgenes de temperatura. 4. Telemando Subsistema de Telemando, Telemetría y Seguimiento (TT&C): Mide los parámetros orbitales. Controla el estado y el funcionamiento del satélite. 5. Subsistema de Comunicaciones (transponders): Recibe, amplifica, procesa y retransmite las señales 6. Antenas: recepcionan y radían las señales desde/hacia la tierra.

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Page 1: Subsistemas que conforman un satélite

Subsistemas que conforman un satélite Los satélites pueden dividirse de manera conveniente en dos elementos principales, la carga útil y la plataforma. La carga útil es la razón de ser del satélite, es decir, aquella parte del satélite que recibe, amplifica y retransmite las señales con información útil; pero para que la carga útil realicé su función, la plataforma (arquitectura física) debe proporcionar. Estos subsistemas son (Ver Figura 1): a. Subsistema de Estructura Exterior, se le puede considerar como el cuerpo del satélite, es también conocido como bus ya que mantiene todo el equipo científico y otros componentes necesarios del satélite protegidos.b. Subsistema de Potencia o Fuente de Poder, los satélites usan mucha electricidad por lo que se debe escoger l a fuente de poder adecuada: paneles solares, baterías, energía nuclear o generadores térmicos.c. Subsistema de Comunicación, las antenas son un dispositivo que permite la transmisión y recepción de señales de radio.d. Subsistema de Control de Actitud, los satélites deben tomar medidas precisas de su lugar en la órbita que están siguiendo. La actitud de un satélite es su posición en el espacio, su orientación; determina a donde está viendo el haz del satélite, hacia adónde apuntan sus cámaras y el ángulo que tiene con respecto al objeto que orbita.e. Subsistema de Control de Medio. Provee la temperatura apropiada y la presión atmosférica requerida para la operación de los diferentes subsistemas del satélite.f. Subsistema de Refrigeracióng. Subsistema de Propulsión. Compuesto por múltiples motores o impulsores de bajo empuje que sirven al satélite para realizar pequeñas correcciones y cambios de velocidad, controlando su orientación en el espacio y proporcionando el control adecuado de los parámetros de la órbita.h. Subsistema de Telemetría o Computadora Interna (TT&C). Es el encargado de hacer contacto con las estaciones terrenas con el fin de recibir órdenes de ellas y darles seguimiento.

Figura 1. Subsistemas que conforman un satéliteSubsistemas de un satélite 1. Subsistema de Control Orbital y Posición: a) Conserva apuntadas a las antenas hacia la tierra y los paneles solares al sol b) Mantiene la posición orbital mediante correcciones periódicas 2. Subsistema de Energía: brinda electricidad al satélite 3. Control Térmico: retiene los márgenes de temperatura. 4. Telemando Subsistema de Telemando, Telemetría y Seguimiento (TT&C): Mide los parámetros orbitales. Controla el estado y el funcionamiento del satélite. 5. Subsistema de Comunicaciones (transponders): Recibe, amplifica, procesa y retransmite las señales 6. Antenas: recepcionan y radían las señales desde/hacia la tierra.

Subsistema de TT&C (Telemetry, Tracking, Command) Telemedida: • Aproximadamente 100 sensores: energía, combustible, voltajes críticos, temperatura, apuntamiento antena, etc. • Transmisión a baja velocidad (150 - 1000 bps) Seguimiento: • Determinación de posición del satélite • Sensores de velocidad y aceleración • Distancia (Doppler de la portadora de telemedida) • Precisión menor de 100 metros. Telemando:• Número reducido de acciones: en la fase de lanzamiento (AKM – Apogee Kick Motor, despliegue de antenas, paneles solares), corrección de órbita, conmutación a equipo de respaldo (switch a backup). Alta fiabilidad: • Reconocimiento antes de ejecución • Transmisión protegida frente a interferencias (banda estrecha o espectro ensanchado) *-Subsistema de Comunicaciones

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Transponder • El amplificador se debe mantener en zona lineal para minimizar los productos de intermodulación. • El grado en que se reduce la potencia de salida respecto a la zona de saturación se conoce como Output Back Off (OBO). • El Input Back Off, o IBO, a la reducción de la potencia de entrada para mantener al amplificador en la zona lineal. • Para un determinado OBO, le corresponde un IBO. • Mientras más portadoras se tenga, mayor debe ser el BO.•La intermodulación es el resultado de dos o más señales en diferentes frecuencias que son mezcladas formando señales adicionales interferentes: • Ruido por intermodulación. – Se genera por la no linealidad de los amplificadores. • Productos de tercer orden son los más problemáticos.*-Subsistema de Comunicaciones - Armónicas Debido al ancho de banda y la gran ganancia del TWT y al hecho que el tubo trabaja como un dispositivo no lineal en saturación, las armónicas se presentarán en el espectro de salida de RF. Típicamente, una saturación para aplicaciones de banda estrecha, la segunda armónica debe estar 8 a 10 dB debajo de la fundamental, pero esto no es importante pues esta fuera de banda.Subsistema de Comunicaciones - Output Backoff [OBO] Si dos ó mas portadoras se transmiten simultáneamente en un amplificador, el punto de operación debe ser retornado (backoff) a una región lineal de la curva de característica de transferencia para reducir los efectos de distorsión de intermodulación. El Output backoff (OBO) de salida es la relación en dB, entre la potencia de salida de saturación y cualquier potencia de salida menor que la de saturación. Este valor es determinado por los requerimientos de intermodulación (IM). Si los niveles máximos de IM, permitidos son de -26 dBc, el valor resultante de Output backoff típico es de 7 dB. *-Subsistema de Comunicaciones- Input Back-Off Es el nivel de una señal a la entrada de un amplificador relativa al nivel que dicha entrada debería tener para causar el máximo nivel de salida*-Subsistema de Comunicaciones - OPBO y IPBO • Los valores de OPBO y IPBO se emplean para determinar los niveles de operación del TWTA de un transpondedor satelital. • El valor de OPBO también se usa al calcular los niveles de distorsión de intermodulación a la salida de los SSPA ó TWTA. • Para los SSPA, el punto de referencia 0BP es el punto de 1 dB de ganancia con compresión de potencia, mientras que para los TWTA es la potencia de salida de saturación. • Las figuras de intermodulación a menudo se plotean en niveles de intermodulación vs OPBO.*-Subsistema de antenas Contorno de cobertura (configuración de haz): Tipos de antenas: • Omnidireccional: Usada para TT&C (durante fase de lanzamiento único medio disponible). Generalmente UHF- 2 GHz • Global ó de bocina: Angulo de apertura típico de 17.4 grados. – Hemisférica/Regional – Uso de reflectores/antenas • Spot beam Uso de reflectores de mayor diámetro: el ángulo de apertura es inversamente proporcional al diámetro de la antena.Tipos de antenas • Conformación de haz (Beam shaping): – Múltiples alimentadores a un solo reflector__Parámetros característicos de las antenas parabólicas El subsistema de antena debe tener: 1. Alta ganancia 2. Alta eficiencia en el uplink y en el downlink 3. Alto aislamiento entre las polarizaciones ortogonales 4. Baja temperatura de ruido 5. Alta directividad en el dirección al satélite y baja directividad respecto a otras direcciones (buena característica de bandas laterales) 6. Excelente funcionamiento de autoseguimiento 7. Limitación del efecto de los condiciones meteorológicas locales tales como viento, hielo, etc. sobre su performance.Tipos de antenas Las antenas satelitales más comunes son las antenas de reflector. Estas antenas se clasifican por su configuración: – Por la simetría con el eje: • Con simetría al eje • Offset – Por el número de reflectores: • Un solo reflector • Dos reflectores

SUBSISTEMA DE SEGUIMIENTO, TELECOMUNICACIONES Y COMANDO Este subsistema provee de un enlace de telemetría con velocidades de hasta 8 kbits por segundo, además del seguimiento y telecomando. Opera en banda X (enlace descendente) y en banda S (enlace ascendente y descendente). El subsistema incluye dos transpondedores redundantes (cada uno consistente en un excitador de banda X, un modulador, un receptor en banda S y un amplificador de potencia en banda S), dos amplificadores de 20 W de tubo de onda progresiva (TWTA) en banda X redundantes, una intefaz TWTA y una unidad de distribución de radio-frecuencia en banda S.     La antena parabólica de alta ganancia (HGA), con capacidad para transmitir tanto en banda X (8.4 GHz), como en banda S (2.3 GHZ), es el elemento principal del enlace de comunicaciones. La telemetría se transmite en banda X, con

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una ancho de haz a -3 dB de 2º; la banda S se usa para seguimiento e investigaciones de radio. Las operaciones de seguimiento pueden ejecutarse con o sin la transmisión de telematría. Ambos transpondedores pueden operar simultaneamente, uno en banda X y otro en banda S.

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES DE UN SATÉLITE. Como todo el mundo puede pensar, un satélite no sólo contiene sistemas dedicados a las comunicaciones, sino todo un conjunto de tecnologías que hacen posible el tener como una torre de 36.000 km. de altura, y que además el esfuerzo económico se vea compensado.

GENERALIDADES. Un satélite de comunicaciones proporciona una plataforma en la órbita geostacionaria para la retransmisión de comunicaciones de voz, vídeo y datos. En el diseño del sistema total el enlace de bajada, satélite a tierra, es normalmente la parte más crítica. Para obtener un buen rendimmiento la relación potencia de señal a potencia de ruido debe ser de unos 5 dB a 25 dB dependiendo de:

Ancho de Banda de la señal transmitida. Tipo de modulación empleada.

CONSIDERACIONES SOBRE EL ANCHO DE BANDA. Generalidades. El ancho de banda es un bien preciado que hay que administrar. Conforme aumentan las necesidades de comunicación y los servicios se hacen más completos, aumenta la complejidad, surgiendo una mayor necesidad de este bien. En general, transmisiones de baja potencia obligan a usar anchos de banda menores, para mantener la relación señal a ruido. Por contra, a mayor potencia transmitida y antenas más directivas es posible aumentar el ancho de banda, con el subsiguiente incremento de la capacidad del enlace.

Frecuencias y Bandas. En comunicaciones por satélite se utilizan principalmente dos bandas: Banda C: frecuencias entre 6/4 GHz. Banda Ku: frecuencias entre 14/11 GHz. En ambas se utilizan unos 500 MHz, y la elección entre una y otra viene dada por sus diferentes características, las cuales afectarán a la decisión respecto el tipo de antena y, una vez conocido el tipo adecuado, a su diseño. Por ejemplo: la Banda C es más popular debido a que presenta menos problemas de propagación que la Ku ante lluvia densa, aunque las antenas de ésta última pueden poseer haces más estrechos y mayor control sobre el patrón de cobertura. Ese ancho de 500 MHz satisface unas necesidades de capacidad que, como se ha comentado, son crecientes. Por ello, para poder satisfacerlas, la tendencia es aumentar ese ancho de bada de alguna forma o reutilizar frecuencias. En este segundo aspecto existen dos técnicas que son la Reutilización Espacial de Frecuencias o la reutilización basada en Polarizaciones Ortogonales a las misma frecuencia. En las siguientes tablas se observan las frecuencias asignadas a Servicios Fijos de Satélite y a Satélites de Broadcast, y las asignadas a para Servicios Móviles por Satélite.

TRANSPONDEDORES. Descripción, configuraciones e intermodulación. El anteriormente mencionado ancho de banda de 500 MHz se suele dividir en canales de unos 36 a 40 MHz, cada uno de los cuales es manejado por un transpondedor. Un transpondedor está formado por un filtro paso banda para la selección del canal en particular, un convertidor de frecuencias, para cambiar de la del enlace ascendente a la del descendente, y un amplificador. En los primeros satélites se solía usar uno o dos transpondedores de unos 250 MHz, pero esto no resultaba bien debido a la no linealidad del tubo de onda progresiva, usado como amplificador en su zona de saturación, que resultaba en la aparición de productos de intermodulación de las diferentes portadoras. Por ello, es mejor usar transpondedores con poco ancho de banda, aunque se necesiten más, se reducen los efectos de la distorsión por intermodulación. Una configuración típica es la que consiste en tomar canales de unos 36 MHz, para lo cual, en el ancho de banda de 500 MHz, se necesitan 12 transpondedores. Sin embargo, se puede aumentar la capacidad al doble si se utilizan polarizaciones ortogonales, siendo entonces 24 los transpondedores embarcados en el satélite para los mismos 500 MHz.

Ancho de Banda. La elección del ancho banda, como ya se comentó, tiene mucho que ver con la técnica de modulación que se emplee, además de con la naturaleza de la señal transportada. Esto influirá en las antenas también, dado que deberán mantener sus características en dicho ancho de banda. Para modulaciones digitales TDMA en cada instante de tiempo hay sólo una portadora en el transpondedor, por lo que el amplificador puede trabajar en zona no lineal y obtenerse mayor eficiencia en la transformación de potencia DC a potencia RF.

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Cuando la modulación es analógica, FM por ejemplo, o incluso FDMA, el amplificador se debe mantener en zona lineal para minimizar los productos de intermodulación. El grado en que se reduce la potencia de salida respecto a la zona de saturación se conoce como output backoff. Esto repercute en la relación portadora a ruido, que se ve disminuida, por lo que se puede transmitir menos información con FDMA que con TDMA, es decir, señales con menor ancho de banda.

Transpondedores de 6/4 GHz. Para enlaces descendentes de 4 GHz hay disponibles amplificadores basados en transistores, con potencias de salida de más de 20 W, por lo tanto, se pueden reemplazar los tubos de onda progresiva en estos transpondedores. En figura se muestra un transpondedor para esta banda, la C.

Destacar que se puede controlar la ganancia a través del sistema de comandos y que se provee de otro amplificador como redundancia al de alta ganancia (HPA).

Transpondedores de 14/11 GHz. En cuanto a los enlaces de 11 GHz existen amplificadores de estado sólido, cuyas potencias de salida pueden exceder los 45 W, que solucionan el problema de los tubos de onda progresiva. El siguiente esquema es el de un transpondedor de la banda Ku.

Tecnología de Haz Conmutado (Switched-Beam Technology) Combinando esta técnica con procesado de la señal a bordo se puede aumentar considerablemente la capacidad del satélite. Consiste en que el satélite genere un haz estrecho para cada una de las estaciones terrestres con las que se comunica, y a las cuales transmite secuencialmente usando división por multiplexación en el tiempo de las señales. El haz debe cubrir solamente una estación terrena, lo cual permite tener a la antena una gran ganancia comparado con las antenas de cobertura zonal. En los satélites que emplean esta técnica se requiere almacenamiento de datos ya que la comunicación es con una estación terrestre cada vez. El uso de antenas de alta ganancia permite incrementar la PIRE del transmisor del satélite, con lo que se aumenta la capacidad del enlace descendente.

SUBSISTEMAS DE UN SATÉLITEUn satélite de comunicaciones comprende un conjunto de tecnologías que se agrupan para un fin: proporcionar una plataforma de retransmisión, normalmente en la órbita geostacionaria. Cada tecnología, o varias de ellas, constituye un subsistema, y la conjunción de subsistemas formará el satélite. En la siguiente tabla se presentan los subsistemas de un satélite típico de comunicaciones, con su función y principales características cuantitativas.

Subsistemas de Satélite

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Subsistema FunciónPrincipales

CaracterísticasCuantitativas

Comunicaciones Transpondedores

Antenas

Recibir, amplificar, procesar,y retransmitir señales;capturar y radiar señales.

Potencia del Transmisor,ancho de banda, G/T,ancho de haz, orientación,ganancia, saturación de densidadde flujo de portadora

EstructuraSostiene al satélitedurante el lanzamientoy el entorno orbital

Frecuencias de resonancia,fuerzas estructurales

Control de AtitudMantiene las antenas apuntadasa las estaciones terrestres y lascélulas solares al sol

Tolerancias de role, pitch y yaw

Control TérmicoMantiene los rangos detemperatura adecuados durantela vida del satélite, con y sin eclipses

Rango de temperatura mediadel satélite y rangos paracomponentes críticos

Propulsión

Mantiene la posición orbital,controla las correcciones de atitud,cambios orbitales y despliegue enla órbita inicial

Impulso específico, masa depropelente y aceleración

TT&CMonitoriza el estado del satélitesus parámetros orbitales, ycontrola sus operaciones

Precisión de medidas de velocidady posición, número de puntosde telemetría y número decomandos

Satélite CompletoProporcionar operaciones decomunicaciones satisfactoriasen la órbita deseada

Masa, potencia primaria, tiempo de vida,fiabilidad, número de canalesy tipos de señales

Al diseñar un satélite es primordial conocer exactamente su peso, pues esto es de gran importancia al ponerlo en órbita. Cada uno de los subsistemas del satélite supone un porcentaje de masa respecto al total. La masa total de transpondedores y antenas se denomina carga útil. Se define el factor u como la relación entre el peso de la carga de comunicaciones y la masa en seco del satélite en órbita. Sus valores varían de 0.25 a0.30, obteniendo mayores valores en satélites estabilizados en Tres Ejes. El porcentaje de masa de cada uno de los subsistemas, y por ello también del de comunicaciones, depende del tipo de estabilización que emplee el satélite, como se puede apreciar en la siguiente tabla.

Masas Relativas de los Subsistemas del Satélite

Estabilización Tres Ejes Estabilización Spin

% Total Masa en Seco % Subsistemas % Total Masa en Seco % Subsistemas

Cables-Arneses 4 8.2 4 8.2

TT&C 4 8.2 4 8.2

Estructura 18 36.7 21 41.2

Control de Atitud (ACS) 7 14.3 5 9.8

Propulsión (RCS) 5 10.2 3 5.9

Receptáculo AKM 7 14.3 8 15.7

Térmico 4 8.2 5 9.8

Subsistemas Apoyo 49% 100% 51% 100%

Comunicaciones 28% - 25% -

Energía Primaria 23% - 24% -

TOTAL 100% 100% 100% 100%

En ella se observa que los satélites con estabalización en Spin llevan un tres por ciento menos de carga útil que los estabilizados en Tres Ejes, cosa que en algunos casos se verá compensada por algunas de las características de dicho tipo de estabilización.

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LA ANTENA.Sin sus antenas, cualquier satélite se ve privado de funcionalidad, pues es el instrumento que le permite llevar a cabo su función de radiar información a cualquier punto de la tierra. En las antenas son muchos los factores que influyen en la comunciación en los que hay que poner antención para obtener buenas prestaciones, desde el material de que está fabricada, que influye en su peso, eficiencia de transmisión, y rango de frecuencias en el que puede ser usada, hasta en su forma, que proporciona unos niveles de potencia y unos patrones de cobertura determinados.

TIPOS DE ANTENAS. De hilo. Este tipo de antenas se usa principalmente en las bandas VHF y UHF en los sistemas de Telemetría, Seguimiento y Control, TT&C (Telemetry Tracking and Control). Se sitúan cuidadosamente con el objetivo de proporcionar una cobertura omnidireccional, de forma que la comunicación TT&C no se vea interrumpida sea cual se la posición del satélite, por ejemplo si este gira sobre su eje cuando se encuentra en la órbita de transferencia. Bocinas. Las bocinas se utilizan a frecuencias de micro ondas donde se requieren haces anchos para cobertura global o como alimentadores de reflectores, ya sea una o varias. Son aperturas de varias longitudes de onda de tamaño que presentan un buen acoplo de impedancias entre la guía y el espacio libre. En estas antenas es difícil conseguir ganancias superiores a 23 dB o anchos de haz inferiores a 10º. Desde la órbita geostacionaria son 18º los que se necesitan para una cobertura global, algo que se puede conseguir perfectamente con este tipo de antena. Reflectores. Las antenas de este tipo suelen tener como alimentadores bocinas y proporcionan una mayor apertura que la que puede ser conseguida con una bocina. De estas antenas tenemos muchos tipos que se detallan en la sección segunda de este servidor, Teoría de Antenas.

Subsistema de Comunicaciones Subsistema 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 delreceptor –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 intermodulaciónse subdivide la banda de frecuencias en canales (Transpondedores) mediante un Filtro Multiplexor de EntradaóIMUX –Después de amplificar se recombinan las señales en un OMUX.

Los diferentes tipos de antenas para satélites Cuando uno se adentra como entusiasta al campo de los satélites se van desarrollando unas tendencias adictivas que antes pasábamos por alto sin ningún tipo de importancia en ello. Por eso, les explicaré en una terminología básica como este artefacto, que está ahí, para los que conocen su propósito, y no lo está, para los que desconocen el por qué de su trabajo como tal. En la naturaleza de toda persona, que comienza a gatear en estos caminos, se despierta la curiosidad del descubrimiento hacia lo desconocido, así que una fugaz mirada por cada techo de cada casa, por los edificios a su alrededor en la ciudad, o en el campo, donde jamás pensaría que hubiese alguna antena en su estática posición, delatará mudamente el grado de experiencia del instalador que la sembró ahí. Observamos lo más relevante, pensando que conocemos todos de ella, sus rasgos superficiales, nos fijamos en su tamaño, hacia donde apunta, quizás veamos casos que contienen técnicas más profesionales como, ¿por qué se instalo al revés esa antena?. Pero, entre los fundamentos más importantes, uno que se debe saber es, el tipo de antena que estamos instalando, ¿Cual es el propósito para tener esa forma? ¿Cómo se comportara con ese diseño?. Son muchas interrogantes, por tanto, veamos que podemos aprender.

Existen varios tipos de antenas, podemos mencionar la de Foco primario, “Offset”, “Cassegrain”, Planas, descritas abajo, de los cuales son utilizadas comúnmente en diversos sistemas satelital. Veamos:

Pero definamos con su descripción su uso para tener una noción de lo que se trata cada una.

Foco primario: Las antenas de foco primario son fácilmente identificadas por estás tener el

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LNB en el centro del reflector o sea del plato de por sí. Su rendimiento es aproximadamente de un 60%, lo que quiere decir que toda la energía (señal) que llega a la superficie de la antena, solo el 60% es absorbido por el LNB, el restante de la señal se pierde. Uno de los detalles mayores que es común en este tipo de antena es su enorme tamaño por el cual debemos de reflexionar bien ante de instalar estás en los techos de las casas.

Tipo “offset”: Este tipo de antena son de reducido tamaños si las comparamos contra las de foco primario. Vemos claramente una marcada diferencia, la misma consiste en que su LNB está sujeto al director y esté está colocado en una posición más baja de su centro del plato totalmente contrario a la de la antena de foco primario. A causa de este desplazamiento del LNB, este ayuda a tener un incremento de señal con mas un 70%. Al igual

que la de foco primario, se absorbe la señal hasta su capacidad y el restante se pierde.

Tipo Cassegrain: Este tipo de antena es fácilmente identificable, por su particularidad, al tener un segundo reflector cerca del LNB. Con esto podemos entender que hay algo mas de física en este tipo de antena. Las antenas Cassegrain usa el plato principal como superficie tipo espejo cóncavo o parabólico o como un dispositivo encargado de reflejar señales (Luz, energía, sonido, radio etc...), mientras, su segunda superficie es usada tipo espejo convexo o curvo que también reflecta señales gracias a su esférico diseño. Con está combinación de reflejos alineados en armonía hacia un punto en especifico se obtiene el axis óptico. Este

punto se define como la línea imaginaria en que propaga la señal al pasar a lo largo de un sistema. Por lo que podemos entender que la señal del satélite viaja hacia la antena, golpeando la superficie del plato mayor, está señal rebota y

golpea la segunda superficie de plato menor y de está superficie rebota golpeando el LNB que absorberá está señal.

Tipo Gregorian: Muy parecidas en diseño a las Cassegrain a diferencia que puede ser fabricadas con menos dificultad que las Cassegrain porque el reflector cóncavo secundario puede ser probado para ver la forma de este contrario al reflector convexo del Cassegrain. Mas orientadas para radioastronomía.

Antenas Planas: Las antenas planas son usadas para recibir señales de satélites, aunque, mas vistas para propósitos comerciales y privados. Este tipo de antenas puede trabajar en polarización lineal o circular. Pueden ser más económicas y las cuales son capaces de captar ondas de radiofrecuencia y microondas, que son las que ocupan en el espectro electromagnético la televisión, entre otras formas de comunicaciones. Una de las ventajas que cuenta este tipo de antena es que reduce ese impacto visual que tienen las antenas anteriormente mencionadas. Las antenas planas son directivas o isótropas, por lo que presentan las mismas propiedades, independientemente de la dirección en que se midan.

Comportamiento de la señal en los tipos de antenas más comunesTipos básicos de antenas:

a) Foco Primario o Paraboloide

b) Tipo Cassegrain

c) Tipo “off-set” (fuera de foco)

Estructura de un sistema de comunicación vía satélite En un sistema de comunicaciones vía satélite convencional, sin procesado a bordo, las funciones básicas son:

RECEPCION (Banda 1) + AMPLIFICACIÓN + RETRANSMISIÓN (Banda 2)Los sistemas que forman parte de cualquier enlace de comunicaciones vía satélite se dividen en dos segmentos (fig.7): el

segmento espacial y el segmento terreno.

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El segmento espacial está formado por el satélite y la estación del control. El resto de sistemas terrestres forman el segmento terreno. Existe un compromiso entre los tamaños de antena utilizados en ambos segmentos, debido a las elevadas pérdidas de propagación (si reducimos el tamaño de una antena casi seguro que tendremos que aumentar el de la otra). El enlace ascendente (uplink) y el descendente (downlink) utilizan frecuencias separadas.

Fig.7: Segmentos de un sistema de comunicaciones vía satélite.Encontramos varias diferencias con un sistema de comunicaciones terrestre:

El repetidor (satélite) es prácticamente inaccesible para hacer reparaciones. Vanos muy grandes (36000 km en GEO) pérdidas en espacio libre elevadas. No hay fading multitrayecto porque los enlaces son de muy alta directividad (ángulos de radiación típicos

inferiores a 4º) y por tanto no hay reflexiones. La potencia de transmisión del satélite está limitada por el tamaño de los paneles solares. Retardo muy elevado de propagación. Hay que usar canceladores de ecos. Esto hace al satélite poco apropiado

para determinadas aplicaciones como las tipo "polling". Hay que tener en cuenta que el oído humano interpreta ecos con retardos de a partir de 0’1 seg.

En comunicaciones terrestres se trabaja con márgenes de 40dB por la propagación multitrayecto. En satélite el margen es de tan sólo 10 15dB, para protección por atenuación por lluvia.

En lo que a frecuencias se refiere, suele elegirse fD < fU debido a que el enlace descendente es más crítico por la potencia de transmisión limitada en el satélite. A menor frecuencia se tienen menos pérdidas de propagación en espacio libre y la atenuación por lluvia es menor. Por otro lado, la densidad de flujo de potencia sobre la superficie terrestre ha de limitarse para no interferir en las radiocomunicaciones terrestres.Respecto a los instrumentos instalados en el satélite, se distinguen dos subsistemas, que se describirán con mayor profundidad en los siguientes apartados:

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES. Formado por las antenas, los amplificadores, el mezclador, los filtros y en general todos los dispositivos usados para dar el servicio de comunicaciones al que esté destinado el satélite.

SUBSISTEMA DE MISIÓN. Hace que funcione correctamente el subsistema anterior.  Subsistema de comunicacionesEl diagrama de bloques del subsistema de comunicaciones de un satélite tipo se muestra en la fig.8.:

Fig.8: Diagrama de bloques del subsistema de comunicaciones.Básicamente, la señal que llega por el enlace ascendente es filtrada y amplificada por un LNA (Low Noise Amplifier). Después se realiza el cambio de banda con un mezclador (atacado con un oscilador local), se filtra y se pasa por una etapa de amplificación formada por un preamplificador y un amplificador de potencia, para después pasar a la antena del enlace descendente.El hecho de tener que trabajar con niveles de potencia limitados, debido a la utilización de paneles solares, hace que el amplificador de potencia tenga que ser pequeño y lo más eficaz posible, lo cual implica que tendrá que trabajar en zona altamente no lineal.Como se requiere una elevada fiabilidad, se divide el ancho de banda de trabajo en varios segmentos que serán tratados y amplificados por separado por los correspondientes subsistemas del satélite, denominados transpondedores (régimen monoportadora). Así, al tener varios transpondedores se dispone de redundancia en caso de fallos (fiabilidad elevada) y además se evita que un solo amplificador trabajando en zona no lineal genere demasiados productos de intermodulación que interfieran en los canales adyacentes (régimen multiportadora). Por estas razones se trabaja con varias portadoras a la vez multiplexando en frecuencia (FDMA, Frequency Domain Multiple Access), tal y como se indica en el diagrama frecuencial de la fig.9.:

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Fig.9: Acceso múltiple por división en frecuencia (FDMA) con varias portadoras.Cada transpondedor trabaja con anchos de banda muy grandes y por eso requiere igualadores de retardo para conseguir misma respuesta en fase en todo el canal, y de amplitud, para conseguir misma respuesta en amplitud en todo el canal.El último amplificador suele ser un tubo de ondas progresivas (TWT, Traveling Wave Tube), capaz de proporcionar 200W a 4 GHz. Lleva un atenuador delante para controlar la potencia de salida. Este atenuador es controlado desde Tierra y es necesario porque a veces no interesa que el TWT trabaje en zona no lineal, donde genera muchos productos de intermodulación. Existen otros dispositivos empleados como amplificadores, como los amplificadores de potencia de estado sólido (SSPA, Solid State Power Amplifier) y los tubos Klystron o HPA (High Power Amplifier).  Subsistema de misiónTambién conocido como módulo de servicio, se encarga de que el satélite funcione correctamente. A su vez se compone de los siguientes subsistemas:

SISTEMA DE TELEMEDIDA Y TELECOMANDO:Es el encargado de enviar órdenes y recibir datos del satélite: conocer cómo se encuentra operativamente el satélite, envío de órdenes que influyen en el subsistema de comunicaciones (activación de amplificadores de reserva, etc), control del motor de apogeo para paso de órbita de transferencia a geoestacionaria y mantenimiento de la posición orbital (corrección de derivas) mediante motores. Cuando se está agotando el combustible de estos motores, finaliza la vida útil del satélite y se saca a otra órbita de aparcamiento donde no haya peligro de colisión.Utiliza menor ancho de banda que el subsistema de comunicaciones. Las bandas frecuenciales también son distintas (telemedida en 1 1.5 GHz, comunicaciones en 11 14 GHz).El subsistema de comunicaciones comienza a ser operativo tras la fase de inicialización, cuando el satélite ya está situado en su posición orbital definitiva. En cambio, el subsistema de telemedida y telecomando ha de estar operativo desde el primer momento. Utiliza antenas con diagrama de radiación bastante omnidireccional, por el motivo anterior, ya que se utiliza en todo momento.

SISTEMA DE CONTROL DEL SATÉLITE:Tiene dos objetivos fundamentales:

Conseguir el asiento o estabilización: CONTROL DE ACTITUD. Consiste en mantener la orientación adecuada en todo momento, de forma muy precisa, ya que las antenas del satélite tienen un ancho de haz del orden de 1º. Si no existiera el control de asiento, el satélite rotaría de forma anárquica. La exactitud requerida es del orden de 0.1º. CONTROL DE LA POSICION ORBITAL (Station Keeping). La posición orbital del satélite sufre derivas por efecto de la atracción gravitatoria de los cuerpos celestes, lo cual hace necesario hacer correcciones cada 2 ó 4 semanas. Desde la estación terrena se determina la dirección y la velocidad de la deriva y se activan las correcciones en el momento adecuado

El satélite ha de girar sobre un eje perpendicular al plano del Ecuador, con la misma velocidad angular que la Tierra, para presentar siempre la misma cara (fig.10):

Fig.10: Control de actitud del satélite.El satélite cuenta con una serie de sensores que detectan hacia dónde está apuntando en cada momento, tomando como referencia el Sol, por ejemplo, para hacer las correciones oportunas. Otra forma de hacerlo es detectando la temperatura de ruido o la radiación infrarroja (IR) de la Tierra con una antena o con sensores ópticos, respectivamente.La corrección de la posición se hace gracias a unos ejes de referencia fijos proporcionados por un giróscopo. El giróscopo está formado por unos discos de masa muy elevada que giran continuamente con un momento de inercia muy grande. Por el principio de conservación del momento de inercia, dicho momento de inercia será

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dificilmente modificable, es decir, será muy dificil que el eje de referencia perpendicular al disco sufra rotaciones. Existen dos tipos de sistemas de estabilización:

Estabilización por spin (fig.11.):Este tipo de células solares se utilizaban con los primeros satélites. El eje de rotación del satélite ha de estar perpendicular al plano del Ecuador para que los rayos solares incidan en las células por lo menos en los equinoccios, que es cuando el Sol está situado en el plano del Ecuador. El problema es que la antena también gira con el satélite y por tanto ha de ser onmidireccional.

Con esta configuración se evita el problema anterior. Sólo gira el cuerpo exterior a la antena, con los paneles solares, mientras que el cuerpo interior. que sirve de soporte a las antenas, permanece fijo. De esta forma las antenas apuntan siempre en la dirección deseada y se puede incrementar su directividad.

Fig.11: Sistemas de estabilización por spin.Estabilización por tres ejes (fig.12.): Es la más utilizada actualmente. Se utilizan tres giróscopos con sus ejes de rotación perpendiculares entre sí. Permite alcanzar una mayor precisión. Con este sistema sólo giran los giróscopos, no el satélite entero. Esta configuración cuenta con la ventaja adicional de que los paneles solares no rotan.

Fig.12: Sistema de estabilización por tres ejes SISTEMA DE PROPULSIÓN:

Tiene tres objetivos: Paso de órbita de transferencia a órbita geoestacionaria, mantenimiento de la posición orbital y control de asiento (que el satélite tenga la orientación adecuada).Para los motores el combustible utilizado suele ser HIDRACINA, que no proporciona demasiada potencia pero cuenta con la ventaja de pesar poco. Suelen llevarse unos 150 200kg, siendo este factor determinante en la vida útil del satélite.

SISTEMA DE ENERGÍA ELÉCTRICA:Se consigue con los paneles solares. La radiación solar en el espacio es de unos 1390 W/m2, mucho mayor que en la Tierra (unos 70 W/m2 o menos). El límite de la tecnología del silicio está en unos 150 200 W/m2, consiguiéndose actualmente unos 180 W/m2.El rendimiento de los paneles solares disminuye con el tiempo, por efecto de la degradación de las células solares (exposición a la radiación). Puede haber unas pérdidas de hasta el 10%, efecto que habrá que considerar a la hora de diseñar el tamaño de los paneles solares. El rendimiento también es función de la temperatura: a menor temperatura, mayor rendimiento. Esto supone una desventaja para los sistemas de estabilización a 3 ejes, ya que los paneles solares reciben radiación continuamente (temperatura elevada). En cambio, en el sistema de estabilización por spin los paneles sólo reciben radiación el 50% del tiempo.Los paneles solares han de completar una rotación cada 24 horas respecto al cuerpo del satélite, para estar orientados continuamente hacia el Sol. Esta rotación es necesaria porque el satélite también rota, como se puede apreciar en las fig.12.:

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Fig.12: Movimiento de rotación de un satélite.Cuando el Sol se encuentra en los solsticios, los paneles reciben menos radiación, ya que su superficie de cara al sol cambia (es menor). Este efecto podría corregirse haciendo girar al panel respecto a otro eje adicional, pero esta solución no suele implementarse porque sus repercusiones son mínimas y además es complejo.Todos los efectos descritos anteriormente se resumen en la gráfica de la fig.13:

Fig.13: Limitación de la vida útil de un satélite por degradación de los paneles solares.La potencia suministrada por los paneles sufre ciclos debido a los equinoccios y a los solsticios. Además, con el paso del tiempo del rendimiento es cada vez menor (envolvente decreciente). Existe un valor umbral de potencia necesaria para que el satélite funcione, que nos da su vida útil. Además de todos estos efectos, habría que considerar el de los eclipses solares.

SISTEMA DE CONTROL TÉRMICO:Si no existiese el control térmico, la temperatura del satélite podría llegar a oscilar entre -150ºC cuando no le da el Sol, y +250ºC cuando le da el Sol. Esto es debido a que en el espacio no existe convección y por tanto no hay disipación térmica.Los equipos electrónicos suelen tener un margen de funcionamiento de 0ºC a 70ºC, así que el control térmico se hace necesario. Se utilizan varias técnicas:

Mantas térmicas. El satélite se envuelve en la manta térmica (suelen ser de color dorado), lo cual proporciona aislamiento del exterior (la radiación externa es reflejada) y a la par evita el enfriamiento del satélite.

Radiadores externos. Resistencias calentadoras. Pinturas negras para evitar gradientes térmicos elevados que producirían dilataciones en la estructura. SISTEMAS PIROTÉCNICOS:

Son los encargados de realizar el despliegue de los paneles solares y de excitar las válvulas del sistema de propulsión. Dada la gran importancia de estas dos operaciones para el éxito de la misión, los pirotécnicos se instalan con alto grado de redundancia.

Subsistemas del Satélite• Subsistemas de Control Orbital y Posición y Propulsión (AOCS) • Subsistema de Energía

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• Subsistema de Control Térmico • Subsistema de procesado de datos (OBDH) • Subsistema de Telemando, Telemetría y Seguimiento (TT&C) • Estructura • Subsistema de Comunicaciones (transpondedores) • Subsistema de Antenas

Subsistema de Comunicaciones Subsistema 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 transpondedor transpondedor• 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

Subsistemas de un satélite• Comunicaciones • Antenas • Rastreo, telemetría, control • Potencia • Propulsión • Orientación • Térmico • EstructuralSubsistemas de un satélite• Rastreo, telemetría, control Estos sistemas se reparten en el satélite y en la estación de control terrestre. La parte de telemetría envía datos de los sensores del satélite y dan cuenta del estado del mismo.La parte de rastreo se localiza en la tierra y provee información de la distancia, azimut y elevación hacia el satélite. Con base en los datos anteriores, la parte de control envía información para corregir la posición y altitud del satélite, y también se encarga de controlar la calidad de las comunicaciones.

• Altitud y control orbital (propulsión) Consiste en una serie de cohetes y motores que se utilizan para mover al satélite a la posición orbital correcta cuando por alguna causa externa (campo gravitacional, luna,…) el satélite pierde su posición, y también chorros de gas o dispositivos inerciales que controlan la altitud del satélite. Para estabilizar el satélite existen dos técnicas:giroEstabilización triaxial

•Potencia Todos los satélites utilizan celdas solares para alimentar sus sistemas eléctricos, en especial los transmisores. Cuando ocurren eclipses se utilizan baterias. • Estructural Se encarga de la parte física del satélite. • Térmico Verifica la temperatura de diferentes partes del satélite y lo trata de mantener constante.

• Comunicaciones Este subsistema es el más importante del satélite.Cuenta con una serie de receptores y transmisores a los cuales se les llama transponders y antenas de transmisión y de recepción. • Antenas A pesar de que son parte del subsistema de comunicaciones, se les con

Subistemas del Satélite

*Subsistema de Antenas *Subsistema de Comunicaciones *Subsistema de Energía Eléctrica*Subsistema de Control Térmico *Subsistema de Posición y Orientación *Subsistema de Propulsión*Subsistema de Rastreo, Telemetría y Comando *Subsistema Estructural

Subsistema de Comunicaciones

   Se encarga de amplificar las señales recibidas, cambia su frecuencia y las entrega a las antenas para que sean retransmitidas hacia la tierra; en esta etapa tienen la posibilidad de realizar conmutación y procesamientos a la señal. Este subsistema se encuentra intimamente relacionado con el subsistema de antenas a que el proceso de comunicación (transmisión y recepción) se realizan a través del grupo de antenas existentes en el satélite.

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Ubicación de paneles de Comunicación en satélite triaxial.

Astra-1m: satélite de Directv, con capacidad de 36 transpondedores,para 3 canales de alta definición cada uno.

Subsistema de Antenas

    Es el encargado de recibir y transmitir las señales de radiofrecuencia desde o hacia las direcciones y zonas de coberturas deseadas. Las antenas más utilizadas en los satélites son monopolos, dipolos, helicoides, biconicas, cornetas, platos parabólicos y arreglos de diversos tipos (planares, de cornetas, etc.)

Satélite Cryosat-2 en Orbita Polar: Monitorea cambios de grosor enlas capas de hielo en los círculos polares de la tierra.

Arreglo de antenas para satelite triaxial.

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Arreglo de antenas en satélite triaxial.

Subsistema de rastreo, telemetría y comando

     Se encuentra encargado del intercambio de información con el centro de control en tierra, para lograr mantener el funcionamiento eficiente del satélite, monitoreando contínuamente el rendimiento de cada una de las partes y procesos que lo componen. En resumen, permite conocer a control remoto la posición y operación del satélite, así como enviarle órdenes para que se ejecute cualquier cambio.

Antena parabólica

La antena parabólica es un tipo de antena que se caracteriza por llevar un reflector parabólico, cuya superficie es en realidad un paraboloide de revolución. Las antenas parabólicas pueden ser transmisoras, receptoras o full duplex, llamadas así cuando pueden trasmitir y recibir simultáneamente. Suelen ser utilizadas a frecuencias altas y tienen una ganancia elevada.En las antenas parabólicas transmisoras, la así llamada parábola refleja las ondas electromagnéticas generadas por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del paraboloide. Los frentes de onda inicialmente esféricos que emite ese dispositivo se convierten en frentes de onda planos al reflejarse en dicha superficie, produciendo ondas más coherentes que otro tipo de antenas.En las antenas receptoras el reflector parabólico se encarga de concentrar en su foco, donde se encuentra un detector, los rayos paralelos de las ondas incidentes

Tipos de antenas parabólicasAtendiendo a la superficie reflectora, pueden diferenciarse varios tipos de antenas parabólicas, los más extendidos son los siguientes:

La antena parabólica de foco centrado o primario, que se caracteriza por tener el reflector parabólico centrado respecto al foco.

La antena parabólica de foco desplazado u offset, que se caracteriza por tener el reflector parabólico desplazado respecto al foco. Son más eficientes que las parabólicas de foco centrado, porque el alimentador no hace sombra sobre la superficie reflectora.

La antena parabólica Cassegrain, que se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desde el dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, o refleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector en las antenas receptoras.

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Antenas de foco primarioEstas antenas también son llamadas antenas paraboidales. La superficie de la antena es un paraboloide de revolución con el alimentador en el foco."antenas de conducción radiofónicas de amplitud electromagnética" conocida por sus siglas (CRAMEL) una antena de ese tipo es capaz de irradiar una magnitud de onda de 500khz a través de un satélite guiado y su transmisor parabólico consta de tres reflectores, esta antena apenas fue diseñada en el 2005 por el científico electrónico danés Hamlent.

Sistemas que utilizan antenas parabólicasEntre los sistemas que utilizan antenas parabólicas destacan los siguientes:

Satélite de comunicaciones .

Tipos de antenas parabólicas para la recepción de vía satélite Individual: Direct To Home (DTH). Colectiva: Satellite Master Antenna Television (SMATV).

Dispositivos utilizados para la recepción de TV DigitalPara España suele estar compuesto por un disco de 80 cm offset, LNB universal, conectores F para Cable coaxial T100 (2 unidades) y Receptor de televisión para canales digitales libres, Free to air (FTA). Es muy común ver antenas de marca Televés.Satélites de televisiónSatélites que emiten en abierto (libre) para España

SES Astra . A través del satélite Astra 1G se puede acceder a Internet vía satélite. Eutelsat Hispasat

Antenas parabólicasLas antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélites son las antenas parabólicas, cada vez más frecuentes en las terrazas y tejados de nuestras ciudades. Tienen forma de parábola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola, donde se encuentra el elemento receptor.

Son antenas parabólicas de foco primario. Es importante que la antena esté correctamente orientada hacia el satélite, de forma que las señales lleguen paralelas al eje de la antena. Son muy utilizadas como antenas de instalaciones colectivas.Una variante de este tipo de antena parabólica es la antena offset; este tipo de antena tiene un tamaño más reducido, y obtiene muy buen rendimiento. La forma parabólica de la superficie reflectante hace que las señales, al reflejarse, se concentren en un punto situado por debajo del foco de parábola. Por sus reducidas dimensiones se suelen utilizar en instalaciones individuales de recepción de señales de TV y datos vía satélite.Otro tipo particular es la antena Cassegrain, que aumenta la eficacia y el rendimiento respecto a las anteriores al disponer de dos reflectores: el primario o parábola más grande, donde inciden los haces de señales es un primer contacto, y un reflector secundario (subreflector).El acceso a Internet a través de satélite se consigue con las tarjetas de recepción de datos vía satélite. El sistema de conexión que generalmente se emplea es un híbrido de satélite y teléfono. Hay que tener instalada una antena parabólica digital, un acceso telefónico a Internet (utilizando un módem RTC, RDSI, ADSL o por cable), una tarjeta receptora para PC, un software específico y una suscripción a un proveedor de satélite.

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Utilización de la línea telefónica estándar es necesaria para la emisión de peticiones a Internet ya que el usuario (salvo en instalaciones especiales) no puede hacerlas directamente al satélite.

Antena parabólica de foco primario    La superficie de la antena es un paraboloide de revolución, todas las ondas inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco está centrado en el paraboloide. Tiene un rendimiento máximo del 60% aproximadamente, es decir, de toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde, se suelen ver de tamaño grande, aproximadamente de 1,5 m de diámetro.

Antena parabólica Offset   Se caracteriza por tener el reflector parabólico desplazado respecto del foco. Son más eficientes que las parabólicas de foco primario.

No es de forma parabolica propiamente dicha. Su forma es una sección de un reflector paraboloide de forma oval. La superficie de la antena ya no es redonda, sino oval y asimétrica (elipse). El punto focal no está montado en el centro del plato, sino a un lado del mismo (offset). Así, la ventaja de esta tecnología es que la superficie de la antena ya no estará sombreada por el LNB (desde el punto de vista del satélite).

                               

La antena parabólica CASSEGRAIN           Se caracteriza por llevar un segundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desde el dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, o refleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector en las antenas receptoras.      

     

Subsistemas de comunicaciones

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El subsistema de comunicación desarrolla la función de una estación repetidora. Una estación terrena toma las señales

por transmitirse, llamadas señales de banda base, y modula en frecuencia a una portadora de microondas. Las tres

señales de banda base mas comunes son: voz, datos y video. Estas señales del enlace de subida, se amplifican,

trasladan en frecuencia y se retransmiten en el enlace de bajada a una o mas estaciones terrenas.

El componente que realiza esta función se denomina transpondedor. La mayor parte de los satélites tienen al

menos 12 transpondedores .

Los transpondedores operan en el intervalo de las microondas.

El propósito básico de los transpondedores es rejuvenecer la señal del enlace de subida y retransmitirla

mediante el enlace de bajada.

Los transpondedores hacen la función de un amplificador.

Los transpondedores constan de un receptor y un transmisor que operan a diferentes frecuencias para no causar

interferencias.

Estos tienen numerosos filtros que proporcionan canalización y ayudan a eliminar la interferencia de señales

externas.

Configuraciones multicanal

Hay dos arquitecturas de multicanal básicas en los satélites de comunicaciones:

Sistemas de banda ancha: el espectro de un satélite de comunicaciones general es de 500 MHz este se divide

en 12 canales separados, cada uno con un ancho de banda de 36 MHz

La antena receptora esta conectada a un amplificador de bajo ruido(LNA) que proporciona la ganancia. Un mezclador

traslada todas las señales de llegada a sus frecuencias equivalentes menores del enlace de subida.

El proceso de canalización sucede en el resto del transpondedor, por ejemplo en un satélite de 12 canales se

usan 12 filtros pasabanda para separar todas las señales diversas recibidas y eliminan las señales de salidas no

deseadas del mezclador.

Después de esto se usan amplificadores de alta potencia individuales para incrementar el nivel de la señal. Estos

son por lo regular tubos de ondas de viajeras(TWT, travelling wave tubes). La salida de cada TWT se filtra de

nuevo para reducir interferencias por intermodulación.

Estos filtros son por lo regular parte de un ensamble mayor llamado multiplexor.