Diapos Cap 5

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  • CARACTERISTICAS Y

    EFECTOS DEL MEDIO DE

    PROPAGACION

    Grupo 9CM1

    Ingeniera en Comunicaciones y Electrnica

    ESIME Zacatenco.

  • 5.1 ANGULO DE ELEVACION Y AZIMUT

    Angulo de elevacin :

    Angulo formado entre el plano horizontal local y la lnea de vista entre la

    estacin terrena y la posicin del satlite.

    Angulo de Azimut :

    Es el ngulo medido en el sentido de las manecillas del reloj entre la linea que

    une la estacin terrena con el norte geogrfico y la proyeccin horizontal local

    de la lnea de mxima radiacin de la antena

  • Para el ngulo de elevacin:

    En donde: l = Latitud de la estacin terrena L= | Longitud del satlite - Longitud de la estacin

    terrena |

    Re=radio de la Tierra= 6378Km h= radio de la orbita= 42164Km

  • Para el ngulo de azimut:

    Dependiendo de la localizacin de la estacin terrena es la relacin al satlite el anglo de azimut es:

    =180- Estacin en el hemisferio norte y al oeste del satlite

    =180+ Estacin en el hemisferio norte y al este del satlite

    = Estacin en el hemisferio sur y al oeste del satlite

    =360- Estacin en el hemisferio norte y al este del satlite

  • Los contornos de los ngulos de azimut haciendo constante ahora :

    Si L estacion=L satelite=116.8 =0 y =180

    Si L estacionL satelite =180-

  • 5.2 RANGO

    Es la distancia que hay entre una estacin terrena y un satlite.

    El ngulo de cobertura :

    Donde l es la latitud de la estacin terrena y L es el valor absoluto de la diferencia de longitudes del satlite y la estacin terrena.

  • 5.3 EFECTO DOPPLER

    Nombre puesto en honor al fsico austriaco Christian Doppler

    Es explotado tcnicamente por los sistemas satelitales de navegacin y

    localizacin, como el GPS (Global Positioning System), que es una

    constelacin de 24 satlites distribuidos en 6 orbitas intermedias.

  • La ecuacin q relaciona a la frecuencia original del transmisor, con la

    frecuencia detectada por un receptor, en funcin de la velocidad a la que

    el transmisor se acerca o aleja del receptor:

    Donde Vt es la que corresponde de la velocidad de transmisor en la direccin hacia el receptor y c es la velocidad de la luz

  • En funcin de las variaciones temporales del rango S o distancia a la que

    esta un satlite de un receptor fijo es:

    Donde la derivada del rango S con relacin al tiempo t es igual a la

    componente radial Vt .

  • 5.4 ABSORCIN ATMOSFRICAFigura1) Prdidas por absorcin atmosfrica

  • La absorcin atmosfrica de la figura 1 est con respecto al cenit(=90),

    ver figura 2. Para entre 10 y 90, es decir, L a.a , se tiene:

  • 5.5 ATENUACIN POR LLUVIA

    Cenit

    Figura 2) Enlace a travs de lluvia

  • ZONAS GEOGRFICAS

    Figura 3) reas e intensidad de lluvia

  • NOMOGRAMA DEL CCIR

    Figura 4) Nomograma del CCIR

  • De las figuras 3 y 4, se puede obtener intensidad de lluvia (R0.01 en mm/Hr) y el coeficiente de atenuacin por lluvia.

    Por lo tanto, la atenuacin L por lluvia buscada est dada por:

    Donde:

  • 5.6 EFECTO FARADAY

    Consiste en la desviacin indeseable de la direccin del vector campo

    elctrico de una seal de microondas.

    Figura 5) Efecto faraday

  • La prdida en la seal copolarizada est dada por:

    F

    Figura 6) Rotacin del campo elctrico

  • 5.7 DESPOLARIZACIN CAUSADA POR

    LLUVIACuando llueve en la troposfera, las seales que pasan a travs de ella sondespolarizadas. El grado de despolarizacin es funcin de la forma oblata y la

    orientacin de las gotas de lluvia, de la frecuencia y polarizacin de la onda, y

    de la intensidad de la lluvia o nmero de gotas en el trayecto de propagacin.

  • La formula emprica ms reciente recomendada por la CCIR (Reporte 564-4,

    1990) para calcular la magnitud de la discriminacin de polarizacin cruzada,

    DPX, es:

    = log

    Donde es la atenuacin copolar en db, calculada como se vioanteriormente, y las constantes U y V son:

  • = 30 log 40 log cos 20 log (2) = 20, 8 < < 15 ( ) = 23 15 < < 35

    En donde f es la frecuencia de la seal en GHz, es el ngulo de elevacin dela estacin terrena y es el ngulo de inclinacin del plano de polarizacincon relacin al plano horizontal local; este ngulo se toma igual a 45 para

    polarizacin circular.

  • 5.8 OTROS FACTORES DE DETERIORO POR

    PROPAGACIN En la troposfera ocurren los siguientes fenmenos:

    Atenuacin por absorcin atmosfrica

    Atenuacin por lluvia

    Despolarizacin por la lluvia

    Despolarizacin por cristales de hielo en la atmsfera

    Atenuacin adicional por las nubes, la niebla, el granizo y la nieve

    Cambios de amplitud, fase y ngulo de llegada causada por centello

    troposfrico

  • El centelleo consiste en fluctuaciones rpidas de la amplitud, la fase y el

    ngulo de llegada de las microondas.

    Es producido por los cambios que hay en el ndice de refraccin a nivel de

    pequea escala en la tropsfera.

    A veces se le refiere como multi trayectoria atmosfrica, su efecto aumenta o

    disminuye de una manera muy compleja ya que tambin depende de la

    humedad, la velocidad del viento, los cambios de temperatura, el tamao y

    ngulo de elevacin de las antenas terrestres, clima local, estacin del ao,

    etc.

  • En la ionosfera ocurren los siguientes fenmenos:

    Rotacin de Faraday

    Centelleo ionosfrico

    El cual disminuye con el cuadrado de la frecuencia y slo puede ser

    importante a frecuencias menores a las de la banda C

  • 5.9 TIEMPO DE RETARDO O LATENCIA

    Para ciertas aplicaciones (como telefona y sistemas interactivos de alta

    velocidad) es importante el tiempo total que la seal tarda en subir desde la

    tierra hacia el satlite y viceversa. Es el tiempo de retardo t calculado por :

    =

    []

    En donde S es el rango o distancia en km entre la estacin terrena trasmisora

    o receptora y el satlite, y c es la velocidad de la luz (299,792 km/s)

  • El tiempo total transcurrido desde que unapersona A dice algo, una persona B escucha yresponde, y la persona A recibe dicharespuesta, es de cerca de medio segundo.

    A este trayecto que comprende dos enlacesascendentes y descendentes, se le llamasimple salto o salto nico.

  • Los circuitos terrestres entre las estaciones terrenas y sus puntos de origen y

    destino tambin introducen retardo, este retardo adicional puede ser

    calculado con la frmula sugerida por la UIT:

    = 12 + 0.004 []

    En donde un valor tpico promedio es de 30 ms. El coeficiente de 0.004 es

    equivalente a una velocidad de propagacin de slo 250,000 km/s, ya que en

    los cables las seales viajan a menor velocidad que la de la luz.

  • EJEMPLO: Clculo de

    radioenlace satelital

  • Se desea establecer un enlace satelital desde Quito(Ecuador) a Los ngeles (EE.UU.) por medio delINTELSAT VI, para prestar servicios de banda ancha.

    Las portadoras transmiten a (12 GHz/pol. Vertical) para el enlace de Quito, y (14 GHz/pol.Horizontal) para el enlace de L.A.

  • Estacin terrena

    (Quito)

    = [(cos )(cos )

    [ (cos cos )]]

    = [(cos( 0.015))(cos (310 281 30))

    6,37842,164

    [ (cos(0.015) cos(310 281 30) )]]

    = 69.97

    =

    =

    (310 281 30)

    ( 0.015)

    = -89.96

    Ya que Quito est en el hemisferio sur y al este del satlite

    = = .

  • Estacin terrena

    (Los ngeles)

    = [(cos )(cos )

    [ (cos cos )]]

    = [(cos( 34))(cos (310 241 48))

    6,37842,164

    [ (cos(34) cos(310 241 48) )]]

    = 9.34

    =

    =

    (310 241 48)

    ( 34)

    = 77.39

    Ya que L.A. est en el hemisferio norte y al oeste del satlite

    = + = .

  • Rango

  • Corrimiento por efecto Doppler

    Suponiendo una variacin del satlite en la ventana de posicionamiento de

    0.001 km/seg

    Para el enlace Quito-INTELSAT VI

    =12109

    31080.001103 = 40

    Para el enlace L.A.-INTELSAT VI

    =14109

    31080.001103 = 46.6

  • Atenuacin por

    absorcin

    atmosfrica

  • Atenuacin por absorcin atmosfrica

    Para el enlace Quito INTELSAT VI (12 GHz), Lcenit= 0.0636 dB

    Para el enlace L.A. INTELSAT VI (14 GHz), Lcenit= 0.0791 dB

    Sustituyendo en

    siendo el ngulo de elevacin de la antena terrestre

    La.a Quito-INTELSAT VI = (0.0636 ) csc(69.97) = 0.0676

    La.a L.A. - INTELSAT VI = (0.0791) csc( 9.34 ) = 0.4873

  • Atenuacin por

    lluvia

    = 1 dB/km (L.A.)

    = 5 Db/km (Quito)

  • Atenuacin por lluvia

    Sustituyendo en

    [D y r0.01] son valores de tablas

    Para una disponibilidad r=99.99 %

    Prdidas por lluvia (Quito) = ( 1 dB/km)(3.86 km)(0.778) = 3.003 dB

    Prdidas por lluvia ( L.A.) = (5 dB/km)(5.0641 km)(0.8893) = 22.51 dB