Satelites "Funcionamiento"

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UN SATELITE

1.      INTRODUCCION

1.1.   Estructura

1.1.1.      Carga de comunicaciones: Depende de las necesidades de quien será su dueño(Cobertura, Potencia radiada, Trafico, Bandas de frecuencia, Número de transpondadores, etc)

1.1.1.1. Antenas: Recibir y transmitir las señales de radiofrecuencia desde o hacia las direcciones de cobertura deseadas.

1.1.1.2.Comunicaciones: Amplificar las señales recibidas, cambiar su frecuencia y entregárselas a las antenas para que sean transmitidas hacia la tierra. Posibilidades de conmutación y procesamiento.

1.1.2.      Chasis o Modelo: Fabricados por diversas compañías(Boeigng Aeroespace, Loral Space & Communications) que se adaptan a la antena y el equipo de comunicaciones

1.1.2.1.Energía eléctrica: Suministra electricidad a todos lso equipos, con los niveles de voltaje y corriente adecuados, bajo condiciones normales y en casos de eclipses.

1.1.2.2.Control térmico: Regula la temperatura del conjunto, durante el día y la noche.

1.1.2.3.Posición y orientación: Determinar y mantener la posición y orientación del satélite. Estabilización y orientación correcta de las antenas y paneles de células solares.

1.1.2.4.Propulsión: Proporcionan incremento de velocidad para corregir las desviaciones en posición y orientación. Es la última etapa empleada para la colocación del satélite en la orbita geoestacionaria al inicio de su vida útil

1.1.2.5.Rastreo, telemetría y comando: Intercambia información con el centro de control en tierra para conservar el funcionamiento del satélite. Monitorea su estado de salud.

1.1.2.6.Estructura: Alojar todos los equipos y darle rigidez  al conjunto, tanto durante el lanzamiento como en su medio de trabajo.

1.2.   Necesidades

1.2.1.      Energía eléctrica

1.2.2.      Disipar calor

1.2.3.      Corregir sus movimientos y mantenerse en equilibrio

1.2.4.      Capacidad para regular su temperatura

1.2.5.      Resistencia al medios

1.2.6.      Comunicación con la tierra

2.      SUBSISTEMA DE ANTENAS

2.1.   Utilizadas: Monopolos, dipolos, helicoidales, biconicas, cornetas, platos parabólicos y arreglos (planares, de cornetas, de dipolos, etc.). Las más avanzadas son los platos parabolicos con superficie perfilada o irregular y los arreglos activos con control de fase (Con Tecnología de Circuito Integrado Monolítico MMIC)

Antenas Monopolo

Antenas Dipolo

Antenas Parabólicas en Satelite

Diagrama de radiación de una antena genérica de corneta

2.2.2.      Ancho del haz: Se define como el ángulo subtendido entre los puntos de -3 dB (mitad de potencia) del patrón de radiación, se representa por θ_3dB. Una expresión aproximada que puede utilizarse para calcular el ancho de haz de antenas parabólicas es: 

 

Se suele hacer desde 69 hasta 80 de acuerdo al fabricante)

Ancho de Haz

2.2.3.      Ganancia de antena parabólica dentro del haz principal, pero no la máxima.

 

Valido para los satélites de los años 60,70 y 80

2.2.4.      Ganancia según huellas de PIRE(proporcionadas por el fabricante). Con la ecuación 

 

Huellas del satélite para la banda C

2.2.5.      Un mismo satélite posibilita varios valores de huella de PIRE para una misma zona

2.3.   Los haces globales, por lo general, se obtienen con antenas de corneta(piramidales o cónicas) con ganancia relativamente pequeña, logran polarización lineal o circular

2.4.   Los haces hemisféricos se logran con platos parabólicos pequeños.

2.5.   Los haces puntuales requieren de platos parabólicos grandes(Alta ganancia y gran longitud de onda)

2.6.   Para obtener huellas circulares o elípticas la corneta(alimentadora) debe iluminar al reflector

2.7.   Huellas irregulares (Arreglo de cornetas cercanas al foco geométrico)

3.      SUBSITEMA DE COMUNICACIONES

3.1.   Generalidades

3.1.1.      Enlace entre antenas y sistema de comunicaciones

3.1.1.1.La antena receptora del satélite captura las diversas señales que vienen en a banda de frecuencia deseada.

3.1.1.2.En el interior del satélite las señales son separadas por grupos, amplificadas, procesadas (algunas digitalmente), trasladadas a frecuencias más bajas, se amplifican nuevamente y se reagrupan.

3.1.1.3.La antena transmisora las envía a la tierra.

3.1.2.      Las agrupaciones son canales de banda ancha que agrupan uno, algunos, o cientos de canales de datos, de telefonía o TV, según las tasas de transmisión y las técnicas de modulación, multiplexaje y acceso múltiple. Cada uno de estos canales de banda ancha se llamará Transpondador (Por lo general son 12 por banda de trabajo – C, Ku, etc.)

3.1.3.      Un transpondador es toda la cadena de unidades o equipos interconectados en serie del canal de banda ancha, desde la antena receptora hasta la transmisora.