Características del satélite

Un satélite de comunicaciones consta de un módulo de servicio, que comprende los aparatos necesarios para el mantenimiento del satélite en órbita, y un paquete de telecomunicaciones específico de la misión a cumplir.

Dentro del módulo de servicio se pueden destacar los subsistemas de energía, estabilización, control de órbita, control térmico, telecontrol y telemedida y estructura mecánica.

La configuración básica de un sistema de comunicaciones consta de los elementos siguientes:

  • Antena de recepción.
  • Receptor/conversor de banda ancha.
  • Múltiplex de entrada.
  • Aplificadores de canal.
  • Amplificadores de potencia.
  • Multiplex de salida.
  • Antena de transmisión.
  • ANTENA DE RECEPCIÓN:

    La ganancia de esta antena está en relación con las dimensiones deseadas de la estación transmisora y el área de cobertura. Si la estación terrena transmisora está situada en la Península será suficiente con un solo haz de recepción. Una solución es disponer de una antena en el satélite formada por un reflector circular de diámetro comprendido entre 1,2 y 2 m que permita cubrir todo o la mayor parte del territorio peninsular.

    RECEPTOR DE BAJO RUIDO Y CONVERSOR:

    Dada la distancia a la que se encuentra el satélite, la señal enviada por la estación se recibe muy débil, por lo que se debe utilizar un receptor cuyo ruido interno sea muy inferior a la señal recibida con objeto de que la calidad no se deteriore. Las señales emitidas desde el satélite a tierra utilizan la banda de 12 Ghz, mientras que la recepción es en la banda de 17 Ghz, por lo que es necesaria una conversión de frecuencia.

    Los problemas que podrían presentarse en el diseño del receptor para satélites de radiodifusión trabajando en la banda de los 17 Ghz se derivan de la disponibilidad y factibilidad de los componentes en esta gama de frecuencias. Un solución podría ser el receptor de doble conversión que evite el uso de etapas de ganancia en 17 Ghz.

    MÚLTIPLEX DE ENTRADA:

    Se encuentra a continuación de la unidad de recepción. Su función es extraer de la banda de 400 Mhz, amplificada y trasladada en frecuencia por el receptor, los canales asignados a nuestro país. Cada una de las salidas del multiplexor será conectada a un canal formado por una etapa amplificadora y el tubo de potencia.

    AMPLIFICADOR DE CANAL:

    Forma parte de la unidad de canal precediendo al amplificador de potencia y su misión es proporcionar parte de la ganancia de la cadena repetidora y el nivel de ataque que ha de llevar al amplificador de potencia a su punto óptimo de trabajo. Para realizar ésto, el amplificador de canal lleva incorporado un atenuador, variable en etapas, telecomandado desde tierra, que permite ajustar el punto de trabajo del repetidor al valor deseado. Para asegurar una potencia de salida constante, esta unidad de canal puede estar equipada con un contro automático de nivel.

    ETAPA DE POTENCIA:

    La parte de la cadena repetidora encargada de suministrar la potencia a transmitir es sin duda la más crítica en la concepción de un sistema vía satélite. Consta de un amplificador de ondas progresivas (TWT) de elevada potencia y del equipo auxiliar encargado de suministrar la adecuada alimentación de potencia eléctrica a sus electrodos.

    La potencia transmitida por un satélite está estrechamente relacionada con las dimensiones de las estaciones terrenas receptoras de los usuarios. Para este tipo de satélites la potencia requerida es muy elevada.

    En el caso de recepción individual, en un sistema de radiodifusión español, obtener -103 dBW/m2 de flujo en el borde de la cobertura exigiría a los TWT del satélite una potencia de 355W en la emisión hacia la Península y de 103 en las Islas Canarias. Potencias demasiado elevadas.

    MULTIPLEXOR DE SALIDA:

    El multiplexor de salida es una unidad cuya función es inversa a la realizada por el multiplexor de entrada, ya que su misión es reunir en una misma salida las señales procedentes de cada unidad de canal y encaminarlas a la antena emisora. Debe soportar altas potencias, lo que produce elevadas temperaturas en su interior y debe presentar bajas pérdidas.

    ANTENA DE TRANSMISIÓN:

    Debe ser la antena que se encargue de apuntar hacia la zona de cobertura a la que se desea dar servicio.Dadas las características geográficas en el caso del territorio español,Península e Islas Baleares por un lado, e Islas Canarias por otro, el satélite de radiodifusión deberá establecer en transmisión dos haces que cubran estas dos zonas por separado, con arreglo a las dimensiones (anchura de haz) fijadas por la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones de 1977.

    CONFIGURACIÓN Y REDUNDANCIA:

    Dada la inaccesibilidad del satélite una vez puesto en órbita, es necesario asegurar su pleno funcionamiento ante la posibilidad de fallos en los equipos de sus subsistemas. Esto obliga a que las partes más críticas del satélite tengan un determinado nivel de redundancia en función del grado de fiabilidad que se quiera alcanzar. Existe un compromiso entre redundancia, peso, complejidad y coste del satélite.

    En el subsistema de comunicaciones los elementos más críticos son los amplificadores de potencia y el receptor de banda ancha.

    OTRAS CARACTERÍSTICAS:

    Es conveniente reseñar que la vida útil de un satélite depende del combustible almacenado para el control de órbita, de la degradación de las células solares y del grado de redundancia y fiabilidad del módulo de comunicaciones. Algunas características importantes son:

    Posición orbital

    31ºW

    Control de órbita

    +- 0.1º

    Vida media

    7 años

    Fiabilidad(después de 7 años)

    0.75

    Estabilización

    3 ejes

    Masa

    2100-2200 Kg

    Potencia primaria

    3500 W

    Lanzador

    Ariane II o III, STS

    Otros datos de interés son:

      Recepción:

    Banda de frecuencias

    Polarización

    Anchura haz

    Ganancia Antena

    Densidad flujo Potencia

    Factor de Mérito

    17.3 - 18.1 GHz

    circular-derecha

    1º - 0.6º

    44 - 48 dB

    -76 .. -94 dBW/m2

    7 - 11 dB

    Transmisión:

    Polarización

    Ancho de banda por canal

    circular-derecha

    27 Mhz

    Anchura haz:

    Península

    Canarias

    2.10º x 1.14º

    1.54º x 0.6º

    Ganancia antena:

    Península

    Canarias

    40.6 dB

    44.7 dB

    Potencia emisión:

    Península

    Canarias

    61.2 dBW

    60 dBW