frecuencias y caracteristicas de algunos satelites

FRECUENCIAS Y CARACTERISTICAS DE ALGUNOS SATELITES
 Las frecuencias de la portadora más comunes, usadas para las comunicaciones por satélite, son las
bandas 6/4 y 14/12 GHz. El primer número es la frecuencia de subida (ascendente) (estación terrena a
transponder) y el segundo numero es la frecuencia de bajada (descendente) (transponder a estación
terrena). Diferentes frecuencias de subida y de bajada se usan para prevenir que ocurra repetición. Entre
más alta sea la frecuencia de portadora, más pequeño es el diámetro requerido de la antena para una
ganancia específica. La mayoría de los satélites domésticos utilizan la banda de 6/4 GHz.
Desafortunadamente esta banda se utiliza para los sistemas de microondas terrestres. Se debe tener
cuidado cuando se diseña una red satelital para evitar interferencia con enlaces de microondas.
Por razones prácticas, a las bandas de frecuencias más comunes para el servicio por satélite se les
designa por fabricantes de equipos, operadores de satélites y usuarios por medio de letras empleadas
originalmente para radar, aunque no son utilizadas oficialmente por la UIT. Las principales bandas para
los servicios por satélite son:
Banda
Ejemplos de atribución (GHz)*
Designación alternativa
L
1.525 - 1.71
Banda de 1.5 GHZ
1.99 - 2.20**
Banda de 2 GHz
2.5 - 2.69
Banda de 2.5 GHz
3.4 - 4.2, 4.5 - 4.8,
Banda de 4/6 GHz
5.15 - 5.25, 5.85 - 7.075
Banda de 5/7 GHz
S
C
X
7.2 - 8.4
Banda de 7/8 GHz
Ku
10.7 - 13.25, 13.75 - 14.8
Banda de 11/14 GHz
Ka
27.0 - 31.0
Banda de 30 GHz
V
50 - 51
Banda de 50 GHz
*A frecuencias más bajas se utiliza otra forma de designaciones y abreviatura
** A partir del 1º de Enero del 2000
Patrones de radiación
El área de la Tierra cubierta por un satélite depende de la ubicación del satélite en su órbita geosíncrona,
su frecuencia de portadora y la ganancia de sus antenas. Los ingenieros satelitales seleccionan la
frecuencia de portadora y la antena para un satélite, en particular, para concentrar la potencia transmitida
limitada en un área específica de la superficie de la tierra. La representación geográfica del patrón de
radiación de la antena de un satélite se llama huella. Las líneas de contorno representan los límites de la
densidad de potencia de igual recepción.
El patrón de radiación de una antena de satélite se puede catalogar como de punto, zonal o tierra. Los
patrones de radiación de las antenas de cobertura de Tierra tienen un ancho de haz de casi 17º e incluyen
la cobertura de aproximadamente un tercio de la superficie de la tierra. La cobertura zonal incluye un área
de menor a un tercio de la superficie de la Tierra. Los haces de puntos concentran la potencia radiada en
un área geográfica muy pequeña.
Reutilizar
Cuando se llena una banda de frecuencia asignada, se puede lograr la capacidad adicional para reutilizar
el espectro de la frecuencia. Incrementando la ganancia de una antena, el ancho del haz de la antena
también se reduce. Por lo tanto, diferentes rayos de la misma frecuencia pueden ser dirigidos a diferentes
áreas geográficas de la Tierra. Esto se llama reutilizar la frecuencia. Otro método para reutilizar la
frecuencia es usar la polarización dual. Diferentes señales de información se pueden transmitir a
diferentes receptores de estaciones terrestres utilizando la misma banda de frecuencias, simplemente
orientando sus polarizaciones electromagnéticas de una manera ortogonal (90º fuera de fase).
MODELOS DE ENLACE DEL SISTEMA SATELITAL
Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres secciones básicas: una subida, un transponder
satelital y una bajada.
Modelo de subida
El principal elemento dentro de esta sección es el transmisor de la estación terrena. Un típico transmisor
de la estación terrena consiste de un modulador de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un
amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del último espectro de salida (por
ejemplo, un filtro pasa-bandas de salida).
El modulador de IF convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia
modulada en FM, en PSK o en QAM. El convertidor (mezclador y filtro pasa-bandas) convierte la IF a una
frecuencia de portadora de RF apropiada. El HPA proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y
potencia de salida para propagar la señal al transponder del satélite. Los HPA comúnmente usados son
klystons y tubos de ondas progresiva.
Transponder
Consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BFP), un amplificador de bajo ruido de entrada
(LNA), un traslador de frecuencia, un amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de
salida. El del diagrama es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder son los
repetidores de IF, y de banda base, semejantes alos que se usan en los repetidores de microondas. El
BFP de entrada limita el ruido total aplicado a la entrada del LNA (diodo tunel). La salida del LNA alimenta
a un traslator de frecuencia (un oscilador de desplazamiento y un BFP), que convierte la frecuencia de
subida de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja. El amplificador de potencia de bajo nivel,
que es comúnmente un tubo de ondas progresivas, amplifica la señal de RF para su transmisión por
medio de la bajada a los receptores de la estación terrena. Cada canal de RF del satélite requiere de un
transponder por separado.
Modelo de bajada
Un receptor de estación terrena incluye un BFP de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF.
Nuevamente, el BFP limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente
sensible con poco ruido. El convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador/pasa-bandas
que convierte la señal de RF recibida a una frecuencia de IF.
Enlaces cruzados
Ocasionalmente, hay una aplicación en donde es necesario comunicarse entre satélites. Esto se realiza
usando enlaces cruzados entre satélite o enlaces intersatelitales (ISL). Una desventaja de usar un ISL es
que el transmisor y receptor son enviados ambos al espació. Consecuentemente, la potencia de salida del
transmisor y la sensibilidad de entrada del receptor se limitan.
FUNCIONAMIENTO BASICO DE UN SATELITE
Un satélite puede dividirse en dos partes fundamentales para su operación: el conjunto de equipos y
antenas que procesan las señales de comunicación de los usuarios como función substancial,
denominado carga útil o de comunicaciones, y la estructura de soporte con los elementos de apoyo a
dicha función, denominada plataforma.
La carga útil tiene el amplio campo de acción de la cobertura de la huella del satélite y del empleo de las
ondas de radio en una extensa gama de frecuencias que constituyen la capacidad de comunicación al
servicio de los usuarios, en tanto que la acción de los elementos de la plataforma no se extiende fuera de
los límites del propio satélite, salvo en la comunicación con el centro de control.
La estructura de la plataforma sirve de soporte tanto para sus demás elementos como para la carga útil.
Debe tener la suficiente resistencia para soportar las fuerzas y vibraciones del lanzamiento y a la vez un
peso mínimo conveniente. Está construida con aleaciones metálicas ligeras y con compuestos químicos
de alta rigidez y bajo coeficiente de dilatación térmica.
Los sistemas de propulsión pueden incluir un motor de apogeo que permite al satélite llegar a su orbita
de destino después de ser liberado por el vehículo de lanzamiento si este no lo hace directamente. Los
satélites pueden emplear propulsantes liquidos, gas o iones. En los satélites geoestacionarios típicos los
propulsantes químicos requeridos para conservar su posición durante su vida útil representa el 20 o 40%
de masa adicional a la de nave sin combustible.
El subsistema de control de orientación está constituido por las partes y componentes que permiten
conservar la precisión del apuntamiento de la emisión y recepción de las antenas del satélite dentro de los
límites de diseño, corrigiendo no sólo las desviaciones de estas por dilatación térmica e imprecisión de
montaje, sino de toda la nave en su conjunto.
El subsistema de energía está constituido generalmente por células solares que alimentan los circuitos
eléctricos de la nave, las baterías que aseguran el suministro durante los eclipses y los dispositivos de
regulación.
El subsistema de telemetría permite conocer el estado de todos los demás subsistemas. Utiliza un gran
número de sensores que detectan o miden estados de circuitos y variaciones de temperatura, presión,
voltaje, corriente eléctrica, etc., convierte esa información en datos codificados y los envía en secuencia al
centro de control a través de un canal especial de comunicación, se repite esto en intervalos de tiempo
iguales.
El sistema de telemando permite enviar órdenes al satélite desde el centro de control a través de un
canal de comunicación dedicado que se activa cuando éstas se transmiten. Los comandos pueden tener
efecto tanto sobre la carga útil como sobre la plataforma y solo son admitidos por el satélite mediante
códigos de seguridad que evitan su acceso ilegítimo.
Para evitar variaciones de temperatura extremas en los componentes del satélite, fuera de las toleradas
por el sistema, el subsistema de control térmico emplea conductores de calor y radiadores que lo
disipan fuera de la plataforma. También protege contra el frío intenso por medio de calefactores eléctricos
y emplea materiales aislantes para lograr el equilibrio térmico requerido dentro de la nave.
PARAMETROS DEL SISTEMA SATELITAL
Potencia de transmisión y energía de Bit.
Los amplificadores de alta potencia usados en los transmisores de la estación terrena y los tubos de onda
progresiva usados de manera normal, en el transponder del satélite, son dispositivos no lineales; su
ganancia (potencia de salida contra potencia de entrada) depende del nivel de la señal de entrada. O sea
conforme la potencia de entrada se reduce a 5 dB, la potencia de salida sólo se reduce a 2 dB. Hay una
compresión de potencia obvia. Para reducir la cantidad de distorsión de intermodulación causada por la
amplificación no lineal del HPA, la potencia de entrada debe reducirse (respaldarse) por varios dB. Esto
permite que el HPA funcione en una región más lineal. La cantidad de nivel de salida de respaldo de los
niveles clasificados será equivalente a una pérdida y es apropiadamente llamada pérdida de respaldo
(Lbo).
Para funcionar lo más eficientemente posible, debe operar un amplificador de potencia lo más cercano
posible a la saturación. La potencia de salida saturada es designada Po(sat) o simplemente Pt. La
potencia de salida de un transmisor típico de estación terrena del satélite es mayor que la potencia de
salida de un amplificador de potencia de microondas terrena. Consecuentemente, cuando se trata de
sistemas satelitales, Pt generalmente se expresa en dBW (decibeles con respecto a 1W) en vez de dBm
(decibeles con respecto a 1mW).
La mayoría de los sistemas satelitales modernos usan transmisión por desplazamiento de fase PSK, o
modulación de amplitud en cuadratura QAM, en vez de la modulación en frecuencia convencional FM.
Con PSK o QAM, la banda dase de entrada generalmente es una señal PCM codificada con
multicanalización por división de tiempo, la cual es digital por naturaleza. Además, con PSK o QAM, se
pueden codificar varios bits en un solo elemento de señalización de transmisión. Consecuentemente, un
parámetro más importante que la potencia de la portadora es la enrgía por bit Eb; Eb matemáticamente es
Eb = Pt Tb
En donde Eb = energía de un bit sencillo (julios por bit), pt= potencia total de portadora, y tb= tiempo de
un bit sencillo (segundos).
LAS AGENCIAS ESPACIALES Y LA INDUSTRIA AEROESPACIAL
Las agencias espaciales que desarrollaron los primeros ingenios y los sistemas de lanzamiento nacen
practicamente con la NASA en los EEUU, en 1958. El precursor de los satélites comerciales fue el
proyecto SCORE (comunicación de señales por equipos orbitales), preludio del primer satélite de
comunicaciones Early Bird, lanzado en abril de 1965.
La industria espacial Europea hace su aparición en el mercado mundial en 1962, con ESRO y la ELDO,
alcanzando concertaciones de esfuerzo al crearse en 1975 la AEE, Agencia Espacial Europea.
Actualmente la AEE contribuye a la existencia de una industria aeroespacial que ya es altamente
competitiva frente a la industria norteamericana.
Años
1972-79
80-89
9095
Número de satélites
37
99
78
Ingresos (Millones de US$ 1988)
2000
6400
6900
Hughes Aircraft Company
Distribución
GE/RCA Astroelectronics
EEUU
100%
69.7% 59.6%
Ford Aerospace services
Por
TRW
Países
Y
empresas
FRA
Matra Aeroespatiale
-
9.6% 23.8%
RU
British Aerospace
-
8.2%
5.6%
ITAL
Selenia
-
0.9%
4.3%
ALEM
MBB
-
4.8%
2.3%
EURO
(total empresas Europeas)
-
23.5% 36%
-
6.8%
OTRO
LOS PROVEEDORES DE SEGMENTO ESPACIAL
PROVEEDOR
SATELITES
INTELSAT
INTELSAT V, VI
EUTELSAT
EUTELSAT I, II
FRANCE TELECOM
TELECOM 1 A, 1C
S.ES (Luxemburgo)
ASTRA 1 A, 1B
BSB
Marco Polo 1,2
INMARSAT
INMARSAT-2
TELESPAZIO
ITALSAT
HISPASAT
HISPASAT 1 A, B
INTERSPUTNIK
STATSIONAR
4.4%
HISPASAT
Flota de satélites
El sistema de comunicaciones por satélite HISPASAT incluye satélites colocados en
tres posiciones orbitales: una posición transatlántica, 30º Oeste, en la que se ubican
tres satélites, Hispasat 1C, 1D, y Spainsat; una posición americana, 61º Oeste, en la
que se ubica el satélite Amazonas 1, y una posición oriental, 29º Este, en la que se
ubica el satélite Xtar-Eur.
En 2009 se unirá a la flota el satélite Amazonas 2 que actualmente está en
construcción.
La alta potencia de los satélites que componen el sistema HISPASAT permite ofrecer
una óptima cobertura con la máxima flexibilidad a América, Europa y Norte de África,
mostrándose como el vehículo ideal para todo tipo de servicios de comunicaciones por
satélite. HISPASAT se ha consolidado así como el sistema de satélites con mejor
cobertura en España y Portugal y el operador de referencia en Iberoamérica, con una
cobertura excepcional sobre el continente americano. Además, la capacidad
transatlántica de sus satélites ofrece una cobertura simultánea en todos los países del
continente americano.
Cobertura europea
La cobertura europea abarca desde las Islas Canarias hasta gran parte de Rusia y
desde Escandinavia hasta el Norte de África. En esta cobertura, es posible optimizar al
máximo el uso de la capacidad espacial, adaptándola en todo momento a las
necesidades operativas de sus clientes.
Cobertura americana
El mapa de cobertura sobre el continente americano cubre desde Canadá a Tierra del
Fuego. Para esta cobertura, el sistema HISPASAT cuenta con una alta capacidad en
enlaces América-América, ofreciendo además a sus actuales y futuros clientes una
plena conectividad entre Europa y América.
Hispasat 1C
El satélite Hispasat 1C se ubica en la posición orbital 30º Oeste. Tiene 24 transpondedores con la
capacidad de operar de manera flexible tanto en enlaces ascendentes y descendentes en Europa y
en América.
Esta capacidad permite la provisión de servicios de radiodifusión directa, analógica o digital, en
Europa, distribución de canales de televisión analógicos o digitales tanto en Europa como en
América, y otros servicios de telecomunicaciones como redes corporativas, redes VSAT. Scada,
etc, así como las más modernas aplicaciones en banda ancha.
Plan de Frecuencias
Plan de frecuencias Hispasat 1C
Cobertura global Hispasat 1C
Cobertura Global Hispasat 1C
Capacidad Europa
Esta capacidad se refiere al número de transpondedores que cubren la Península Ibérica, Islas
Baleares y Canarias, Azores, Madeira, y la mayor parte del continente europeo, visible desde la
posición orbital de 30º Oeste.
Esta capacidad proporciona hasta 20 canales de transmisión, con un mínimo de 12 de acuerdo al
plan de frecuencias, y la conectividad entre canales.
Cobertura Europa Hispasat 1C
Capacidad América
Esta capacidad se refiere al número de transpondedores que cubren la mayor parte del continente
americano visible desde la posición orbital de 30º Oeste, desde Canadá hasta la Patagonia.
Proporciona un máximo de 12 canales, tanto en transmisión como en recepción, con un mínimo de
4 canales, de acuerdo al plan de frecuencias.
Cobertura Norteamérica Hispasat 1C
Cobertura Sudamérica Hispasat 1C
Plataforma
La plataforma, o módulo de servicios, es la encargada de mantener operativo el satélite en su
posición orbital durante su vida útil.
Las características más destacadas de la plataforma del satélite Hispasat 1C son:
Plataforma
Repetidor
Los datos más relevantes del repetidor del satélite Hispasat 1C son:
Repetidor
Hispasat 1D
El satélite Hispasat 1D se ubica en la ventana orbital 30º Oeste. Incorpora 28 nuevos
transpondedores en banda Ku al sistema de satélites HISPASAT. Su objetivo fundamental es
asegurar la continuidad de las misiones civiles (banda Ku) de los satélites 1A y 1B en la posición
30º Oeste y, por lo tanto, facilitar la continuidad de los servicios prestados a los clientes actuales.
Hispasat 1D aporta una capacidad adicional de crecimiento de 6 transpondedores con conectividad
americana y transatlántica, lo que permitirá atender el segmento de mercado en el que se espera
mayor incremento de la demanda para la posición orbital 30º Oeste.
En esta línea de actuación hay que enmarcar la decisión de incorporar un haz sobre Oriente
Próximo a la cobertura del satélite 1D, lo que permite, mediante un doble salto, el acceso a los
satélites asiáticos a nuestros clientes americanos y europeos (y viceversa), logrando
prácticamente conectividad global.
Plan de Frecuencias
Plan de Frecuencias Hispasat 1D
Cobertura global Hispasat 1D
Cobertura Global Hispasat 1D
Cobertura Europa
Cobertura Europa Hispasat 1D
Cobertura América
Cobertura Norte América Hispasat 1D
Cobertura Sudamérica Hispasat 1D
Plataforma
La plataforma, o módulo de servicios, es la encargada de mantener operativo el satélite en su
posición orbital durante su vida útil.
Las características más destacadas de la plataforma del satélite Hispasat 1D son:
Plataforma
Repetidor
Los datos más relevantes del repetidor del satélite Hispasat 1D son:
Repetidor
Amazonas 1, el mejor satélite para América
HISPASAT cuenta entre su flota de satélites con el mejor satélite de comunicaciones para
América. A través de su filial brasileña HISPAMAR, puso en órbita en agosto de 2004 el satélite
iberoamericano Amazonas 1, en la posición 61º Oeste.
Da cobertura, con capacidades transatlántica y panamericana, a todo el continente americano,
Europa y Norte de África. Asimismo, permite complementar la cobertura del sistema HISPASAT
en el Oeste de Estados Unidos, incluyendo California.
Amazonas 1 se presenta como la piedra angular de HISPASAT en su expansión geográfica hacia
los mercados de Iberoamérica.
El satélite Amazonas 1 tiene una capacidad de 63 transpondedores equivalentes de 36 MHz que
operan en frecuencias en banda Ku y en banda C.
Plan de Frecuencias
Banda C
Banda Ku
Cobertura Global Amazonas 1
Cobertura Global Amazonas 1
Coberturas Banda Ku
Cobertura Europa
Cobertura Norte América
Cobertura Brasil
Cobertura Sudamérica
Coberturas Banda C
Cobertura América
Plataforma
La plataforma, o módulo de servicios, es la encargada de mantener operativo el satélite en su
posición orbital durante su vida útil.
Las características más destacadas de la plataforma del satélite Amazonas 1 son:
Plataforma
Repetidor
Los datos más relevantes del repetidor del satélite Amazonas 1 son:
Repetidor