Parmetros bsicos en un enlace satelital

Ing.Carlos Peafiel MsC.

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Enlace bsico

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Ganancia de la antena parablica

= es el factor de eficiencia de la iluminacin, 0,5< < 0,6

D= dimetro del plato

= 2

4

La ganancia de las antenas se calcula:

A es el rea efectiva de la antena

= 4

2

= 10 log

2[dBi]

=

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Realizar el siguiente cuadro para frecuencias de 4, 12, 30 GHz

Dimetro (mts)

ANTENA PARABLICA

Aeff GdB Aeff GdB Aeff GdB

0,7

0,8

1,3

1,6

1,05

2

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Grfica de la ganancia de la antenna Parablica

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Patrn de radiacin y ancho de un haz

3 = 70

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Patrn de radiacin y ancho de un haz

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Patrn de radiacin y ancho de un haz

3 = 70

() = , 12(/3) [dBi]

Esta expression es valida solo para ngulos suficientemente pequeos( < < /2)

, =

2=

703

2

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Longitudes de onda

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Potencia Isotrpica Radiada Efectiva(PIRE)

El PIRE se utiliza para expresar la potencia transmitida de unaestacin terrena o satlite. El PIRE es simplemente lapotencia generada por un amplificador de alta potenciaconsiderando la ganancia de la antenna y tomando en cuentalas prdidas en la linea de transmission que connecta la salidadel amplificador de alta potencia (HPA) con la antenna de laestacin terrrena o satlite. EL PIRE se puede calcular con laecuacin:

= [Watts]

Donde: es la potencia de transmission [Watts]. es la ganancia de la antenna transmisora [adimensional]

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Formulas para el PIRE

= [Watts]

[]= 10 log + 10 log [dBW]

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Prdidas en el cable

= 10 log 1

Donde: es la prdida en el cable es la longitud de cable resistividad del material

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Huellas del Satlite

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Prdidas en el espacio libre

Son las perdidas incurridas por la onda electromagntica alpropagarse en lnea recta por el vaco, sin energias deabsorcin y reflexin debidas a objetos cercanos, se calculacon la ecuacin.

=4

2

=4

2

Donde: distancia de la estacin terrena al satlite [m] frecuencia [Hz] velocidad de la luz 3x10^8 m/s prdidas de propagacin en el espacio libre [adimensional]

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Prdidas en el espacio libre

=4

2

=4

2

= 10 log4

2

= 20 log4

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Prdidas en el espacio libre

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Densidad de flujo de potencia

Es la potencia distribuida de manera uniforme sobre unaesfera de radio r.

= 10 log

42[/2]

= []

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Densidad de Flujo saturado (SFD)

Suponga que (PIRE) es el valor de potencia transmisora quegarantiza la saturacin de TWTA en la seccin transmisora delsatlite. Entonces la densidad de flujo de potencia para lograrla saturacin (se define como:

=()

42/2

Un tubo de onda progresiva (TWT por Traveling-Wave Tube) es un dispositivo electrnico usado

para amplificar seales de radio frecuencia (RF) mediante un montaje electrnicollamado amplificador de tubo de onda progresiva

Donde d representa la distancia entre la estacin terrenatransmisora y el satlite GEO. Utilizando una escala en dB seobtiene:

( 2) = 10 log (42)

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Problema 1

Un satlite geoestacionario, con un transmisor de 10 w a 12GHz y una antena de 30 dB de ganancia, emite seales haciala tierra. Calcular:(a) la densidad de flujo de potencia en la Tierra.(b) El nivel de potencia de seal a la entrada de un receptorconectado a una antena de foco primario con reflectorparablico de 60 m de dimetro. Se supone, tanto en eltransmisor, como en el receptor, que hay adaptacin deimpedancias y que las lneas o guas de onda entre las antenasy los equipos respectivos, no tienen prdidas.

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Problema 2

Considere una estacin terrena equipada con una antena dedimetro D=4m. La antena es alimentada con una potencia de100W a 14GHz (frecuencia del enlace ascendente) y sueficiencia es del 60%. El satlite(geoestacionario) se encuentraa una distancia aproximada de 40000Km de la antena. Laantena del satlite tiene un ancho de haz a 3dB de 2y unaeficiencia del 55%. La estacin terrena en cuestin est en elcentro de la zona de cobertura. Determine:

a) El flujo de potencia que incide en el satliteb) La potencia total recibida por la antena del satlite

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Problema 3

Considere un enlace descendente (12GHz) para el mismosatlite y estacin terrena del problema 2. La potenciaentregada a la antena del satlite es de 10W. Determine:

a) El flujo de potencia que incide en la antena de la tierra.b) La potencia recibida por la estacin terrena

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Prdidas adicionales

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Rendimiento en cielo despejado de un enlace de bajada

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Frecuencia: = 14Distancia entre la estacin terrena y el satlite: = 40000

Para la estacin terrena (ES): Potencia de amplificador transmitida: = 100 Prdida entre la antena y el amplificador: = 0,5 Dimetro de la antena: D = 4 Eficiencia de la antena: = 0,6 Mximo error de pointing: = 0,1

Para el satlite (SL) Banda angular del haz a potencia media recibida: 3= 2

Eficiencia de la antena: = 0,55 Figura de ruido receptor: F= 3 Prdida entre la entena y el receptor: = 0,5

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Rendimiento en cielo despejado de un enlace de subida

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Frecuencia: = 12 Distancia entre la estacin terrena y el satlite: = 40000

Para el satlite (SL): Potencia de amplificador transmitida: = 10 Prdida entre la antena y el amplificador: = 1 Banda angular del haz a potencia media transmitida: 3= 2

Eficiencia de la antena: = 0,55

Para la estacin terrena (ES) Figura de ruido receptor: F= 1 Prdida entre la entena y el receptor: = 0,5 Dimetro de la antena: D = 4 Eficiencia de la antena: = 0,6 Mximo error de pointing: = 0,1

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Problema

Considere una estacin terrena transmisora ubicada en35, 85 que alimenta 30 programas de audio con calidadCD (128 Kbps) al satlite ubicado 80 utilizando banda C.Si la densidad de flujo de potencia en saturacin requerida esde -80dBW/m2, determinar el dimetro mnimo de la antenatransmisora offset si la potencia de salida TWTA del centrotransmisor es de 5KW, considere 3dB de prdidas de loscircuitos de acople entre el transmisor y la antena.

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Presupuesto del enlace

Representacion de las prdidas del radio enlace