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TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES
UNIDAD 3:Comunicaciones por satélite
Ing. Carlos Viteri Chávez, Mgs
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Un satélite es un cuerpo que gira alrededor de otro cuerpo (denominado“principal” o “primario”) de masa preponderante y cuyo movimiento estáprincipalmente determinado, de modo permanente, por la fuerza de atracción deeste último. Es decir, es un cuerpo que orbita alrededor de otro.
Satélites
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Componentes de los satélites
Los componentes de los satélites de comunicaciones están divididos en dosgrandes grupos, de acuerdo a sus funciones principales:
▪ Componentes de funcionamiento del satélite (plataforma):Destinados a mantener al satélite operativo y en órbita.
▪ Componentes de radiocomunicaciones (carga útil):Destinados a prestar algún servicio de radiocomunicación. Comprende elsubsistema de antenas y comunicaciones.
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Componentes de los satélites
Subsistema Función
Antenas y comunicaciones
Recibir las señales de radiofrecuencia, procesarlas, amplificarlas y/o cambiarlas de frecuencia, para entregarlas a las antenas y retransmitirlas.
Energía eléctrica Suministrar electricidad con los niveles adecuados de voltaje y corriente.
Control térmico Regular la temperatura de los componentes del satélite.
Posición y orientación Determinar la posición y orientación del satélite, estabilizar y orientar antenas y células solares.
Propulsión Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir la posición y la orientación.
Telemetría, seguimiento y temando
Intercambiar información con el centro de control en la Tierra para monitorizar y conservar en funcionamiento del satélite y controlarlo de forma remota.
Estructural Alojar todos los equipos y proporcionar robustez y rigidez al satélite.
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Sistemas de satélites
Un sistema de satélites es un sistema espacial que comprende uno o varios satélites artificiales dela Tierra. Así mismo, una red de satélite es un sistema de satélites, o una parte del mismo, queconsta de un solo satélite y de las estaciones terrenas asociadas.
Un enlace por satélite es un enlace radioeléctrico entre una estación terrena transmisora y unaestación terrena receptora por medio de un satélite. Respecto del satélite y el sentido detransmisión, existen dos tipos de enlaces:
▪ Enlace ascendente (Uplink, UL):sentido Tierra – espacio
▪ Enlace descendente (Downlik, DL):sentido espacio - Tierra
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Órbitas satelitales
La órbita es la trayectoria que describe, con relación a un sistema de referencia especificado, encentro de gravedad de un satélite o de otro objeto espacial, por la acción principal de fuerzasnaturales, fundamentalmente las de gravitación.
Así mismo, se define “período orbital” o “de revolución de un satélite” como el intervalo de tiempoque transcurre entre dos pasos consecutivos de un satélite por un punto característico de su órbita.
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Clasificación de las órbitas
▪ Según el centro (cuerpo primario) de la órbita: galactocéntrica (galaxia), heliocéntrica (Sol),geocéntrica (Tierra), areocéntrica (Marte), lunar (Luna).
▪ Según su excentricidad: circular (cerrada), elíptica (cerrada), parabólica (abierta), hiperbólica(abierta), radial (abierta o cerrada).
▪ Según su inclinación: inclinada (por ejemplo, órbita polar, inclinada 90° respecto del planoecuatorial), no inclinada (por ejemplo, órbita ecuatorial, en el plano del ecuador terrestre).
▪ Según la sincronía del período de rotación del satélite respecto del cuerpo primario: síncrona,subsíncrona, supersíncrona.
▪ Según el sentido de rotación: prógrada, retrógrada.
▪ Según la altitud del satélite: bajas, medias, altas, etc.
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Órbita geoestacionaria
Una órbita geosíncrona es una órbita geocéntrica que tiene el mismo período orbital que el período derotación sideral de la Tierra (23h; 56m; 4,01s). Una órbita geoestacionaria es una órbita geosíncrona quees además circular y ecuatorial.Por lo tanto, mantiene su posición relativa respecto a la superficie de la Tierra. Su radio aproximado es de35.788 m sobre el nivel del mar.
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Aplicaciones de los satélites artificiales
▪ Radioenlaces entre estaciones fijas o móviles, a través de repetidoressituados en una órbita alrededor de la Tierra.
▪ Servicio fijo por satélite entre múltiples puntos fijos.▪ Servicio móvil por satélite entre estaciones de base fija y terminales móviles.▪ Servicios de radiodifusión por satélite, de tipo punto a zona.▪ Servicios de meteorología por satélite.▪ Servicio de exploración de la Tierra por satélite.▪ Servicios de investigación del espacio exterior desde telescopios espaciales.▪ Servicios de localización y navegación por satélite.▪ Servicios de telemando y telemedida (mediante terminales VSAT).▪ Servicios de radioaficionados por satélite.
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Número de satélites artificiales.
Según la Orbital Debris Program Office de la NASA, enel año 2016 se alcanzó la cifra de 17817 objetos, decuales 6.354 objetos pertenecían a la Comunidad deEstados Independientes (antigua Unión Soviética),seguida de Estados Unidos con 5.699 y de China con3.782.
El satélite artificial más grande actualmente en órbitaterrestre es la Estación Espacial Internacional. Algunossatélites, los llamados micro, nano o picosatélites,pueden ser tan pequeños como 10 cm de diámetro ypesar poco más 0.1 kg. El satélite operativo másantiguo es el Vanguard 1, puesto en órbita el 17 deMarzo de 1958, y también fue el primer objetoartificial que utilizó la energía solar.
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Coberturas satelitales
La zona de cobertura de una estación espacial o satélite se define como la zona asociada a dicha estaciónpara un servicio dado y una frecuencia específica, en el interior de la cual y en unas condiciones técnicasdeterminadas, se puede establecer una comunicación con otra u otras estaciones terrenas, tanto si setrata de transmisión, recepción o ambas a la vez.
Se distinguen los siguientes tipos de zonas de cobertura:
▪ En ausencia de interferencia: limitada únicamentepor el ruido natural o artificial
▪ Nominal: definida al establecer un plan defrecuencias, basada en los transmisores previstos enel plan.
▪ Real: determinada por los ruidos e interferenciasexistentes en la práctica.
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Ventajas de los satélites
▪ Gran cobertura, alcance del 100% de la población con pocos satélites.
▪ Independencia de fronteras o barreras físicas.
▪ Estabilidad de funcionamiento.
▪ Modo de propagación: espacio libre. Márgenes de desvanecimiento reducidos.
▪ Tantas funcionalidades posibles como servicios de radiocomunicación existen.
▪ Sustitución o complemento de las comunicaciones terrenas, inalámbricas o cableadas.
▪ Gran ancho de banda para cualquier tipo de comunicaciones.