UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Colegiado do Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações -Patos de Minas
Av. João Naves de Ávila, 2121 - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 Telefone: -
PLANO DE ENSINO
1. IDENTIFICAÇÃO
Componente
Curricular: COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITE
Unidade Ofertante: FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Código: GEE541 Período/Série: 8º PERÍODO Turma: U
Carga Horária: Natureza:
Teórica: 45 Prá ca: 15 Total: 60 Obrigatória:( X ) Opta va: ( )
Professor(A): RENAN ALVES DOS SANTOS Ano/Semestre: 2021 - Semestre levo 2020/1
Observações:
2. EMENTA
Projeto e análise de enlaces de comunicação via satélite.
3. JUSTIFICATIVA
Esta disciplina oferece ao aluno os seguintes conhecimentos sobre comunicação via satélite: 1. Estudos sobre órbitas de satélites.
2. Análise de propagação de sinais em diferentes camadas da atmosfera.
3. Aplicações de recomendações União Internacional de Telecomunicações (ITU).
Além de novos conceitos, a disciplina u liza diversos conteúdos já vistos anteriormente no curso, com aplicação direta em comunicação via satélite. Assim, tem-se uma grande contribuição para a formação de engenheiros que irão atuar nos modernos sistemas de telecomunicações.
4. OBJETIVO
Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:
1. Conhecer os aspetos de lançamento e controle orbital de satélites de comunicação. 2. Analisar e dimensionar os componentes básicos de enlaces de comunicação via satélite.
5. PROGRAMA
1. Satélites de comunicação 1.1. O foguete
1.3. Os sensores
1.4. Antenas de satélite 2. Estações terrenas 2.1. Localização
2.2. Orientação da antena
2.3. Componentes da estação terrena 3. Dimensionamento
3.1. Técnicas de múl plo acesso
3.2. Atenuações, degradações e perdas do sistema 3.3. Imperfeições na transmissão
3.4. Cálculo de enlace
6. METODOLOGIA
Disponibilização de materiais e dinâmica da disciplina:
As aulas teóricas e prá cas serão apresentadas de forma síncrona na equipe Comunicações via Satélite do Microso Teams (Código ziu8alf). Todo conteúdo u lizado na disciplina, na forma de slides, será disponibilizado para que o aluno possa ter como fonte de estudos no site h ps://sites.google.com/view/notas-de-aula-professor-renan na aba Ensino ➡ Comunicações via Satélite. As aulas teóricas são compostas de vídeoaulas as segundas-feiras das 14:00 - 16:40.
As aulas prá cas são compostas de vídeoaulas as terças-feiras das 08:50 - 09:40. Material de apoio:
Os discentes terão acesso ao material necessário para todo seu estudo, baseado na bibliografia, disponibilizados no site h ps://sites.google.com/view/notas-de-aula-professor-renan. Este material de apoio consiste em notas de aula do professor, ar gos, sites e outros materiais selecionados para reforço do conteúdo ministrado.
Recursos necessários:
Para o bom aproveitamento dos conteúdos ministrados os alunos deverão possuir os seguintes recursos: 1. Conexão banda larga com a internet para assis r vídeoaulas e baixar arquivos e pdf.
2. Disposi vo para assis r as vídeoaulas aulas.
3. Disposi vo com aplica vo capaz de escancear (por exemplo CamScanner) as a vidades feitas a mão (caso tenha dificuldade de fazer as a vidades digitadas).
4. Acesso ao Microso Teams (o acesso é gratuito para contas com o e-mail ins tucional).
5. É necessário acesso à ferramenta de simulação Matlab Online (gratuito na versão trial, disponível no site h ps://www.mathworks.com/campaigns/products/trials/matlab.html).
Controle de frequências:
É necessário obter ao menos 75% de presença na disciplina para aprovação. O controle de frequência será realizado via chamada nas vídeoaulas.
A par cipação do discente no atendimento é opcional. Entretanto, o atendimento não será gravado, de modo que o aluno que não par cipar não poderá consultar as informações discu das em outra oportunidade.
O atendimento será síncrono e individual aos alunos, realizado via Microso Teams as quartas-feiras das 14:00 - 16:40.
Duvidas também poderão ser radas de forma assíncrona, por e-mail (renans@ufu.br), durante todo o período da disciplina.
Cronograma das partes teórica e prá ca:
As aulas teóricas serão todas síncronas e terão uma carga horária de 150 minutos por aula. Assim, a carga horária teórica total será de 54 horas-aula e o cronograma dessas aulas é dado por:
Aulas Data Conteúdo
1-3 01/03
Apresentação da disciplina - Conteúdo programá co - Método de avaliação - Datas das provas
Capítulo 1: Introdução à comunicação via satélite - Visão geral sobre comunicações via satélite
4-6 08/03
Capítulo 2: Órbitas e trajetórias de satélites - Órbitas e trajetórias
(a) Definições (b) Lançamento
- Princípios básicos de satélites de órbita circular (a) Análise sica
(b) Força centrifuga
(c) Lei da gravitação de Newton
(d) Segunda lei do movimento de Newton 7-9 15/03 - Princípios básicos de satélites de órbita elíp ca
(a) Leis de Kepler
10-12 22/03 - Equação da órbita (a) Equação de movimento
(b) Velocidade de lançamento e trajetórias de satélite 13-15 22/03 Reposição: aula de exercícios (assíncrona)
16-18 29/03 Prova 1 (on-line)
19-21 05/04
Capítulo 3: Componentes de um sistema de comunicação via satélite - Segmento terrestre
(a) Definições
(b) Componentes do sistema de transmissão (c) Componentes do sistema de recepção - Segmento espacial
(a) Definições (b) Barramento (c) Carga ú l
22-24 12/04
- Antenas de sistemas de comunicação via satélite
(a) Tipos de antenas usadas em comunicações via satélite (b) Cobertura
(c) Projetos das antenas cornetas de micro-ondas (d) Projeto da antena parabólica
25-27 12/04 Reposição: aula de exercícios (assíncrona)
28-30 19/04 Capítulo 4: Dimensionamento de enlace
(a) Determinação da distância do enlace
(b) Orientação das antenas das estações terrestres (c) Propagação do sinal
(d) Faixas de frequência (e) Parâmetros de qualidade
31-33 26/04
- Atenuação no espaço livre (a) Definição
(b) Irradiação em meios ilimitados
(c) Captura de um sinal por uma antena de recepção (d) Atenuação entre duas antenas no espaço livre
34-36 03/05
- Atenuação por chuva
(a) Cálculo da atenuação específica (b) Atenuação total devido à chuva - Atenuação por oxigênio
(a) Cálculo da atenuação específica (b) Atenuação total devido ao oxigênio
37-39 10/05
- Atenuação por desapontamento de antenas (a) Entendendo o problema
(b) Cálculo da atenuação
- Atenuação por erros de polarização (a) Entendendo o problema (b) Cálculo da atenuação
- Atenuação de componentes passivos (a) Definições
(b) Guias de onda
(c) Circulador de micro-ondas
40-42 17/05
- Balanço de potências
(a) Análise no enlace de subida (b) Análise no transponder (c) Análise no enlace de descida
- 24/05 Feriado
43-45 31/05
- Ruído em comunicações via satélite (a) Definições
(b) Ruído térmico (c) Figura de ruído
- Análise da relação portadora-ruído (a) Análise no enlace de subida (b) Análise no transponder (c) Análise no enlace de descida
46-48 31/05 Reposição: aula de exercícios (assíncrona) 49-51 07/06 Prova 2 (on-line)
52-54 14/06 Vista de provas
A a vidade prá ca da disciplina é um projeto de um enlace de comunicação via satélite. Basicamente, esta a vidade será um estudo orientado de como projetar e analisar um enlace usando o Matlab online. Para tal, além de cálculos, os alunos deverão pesquisar e inserir no projeto dados reais. A apresentação do projeto será feita de forma oral e na entrega de um ar go reportando e explicando os resultados das simulações. O desenvolvimento do projeto será baseado nas aulas vídeoaulas da parte prá ca. As aulas prá cas serão todas síncronas e terão uma carga horária de 50 minutos. Assim, a carga horária prá ca total será de 18 horas-aula e o cronograma dessas aulas é dado por:
1 02/03 Relatório 1: Apresentação do projeto (parte 1)
- Estruturação do projeto de um enlace de comunicação via satélite 2 09/03 Relatório 1: Apresentação do projeto (parte 2)
- Dicas de como apresentar o projeto no formato de ar go 3 16/03 Relatório 2: Determinação dos parâmetros orbitais (parte 1)- Análise sobre base dados de satélites reais (parte 1) 4 23/03 Relatório 2: Determinação dos parâmetros orbitais (parte 2)- Análise sobre base dados de satélites reais (parte 2) 5 30/03 Relatório 2: Determinação dos parâmetros orbitais (parte 3)- Análise da órbita no Matlab (parte 1) 6 06/04 Relatório 2: Determinação dos parâmetros orbitais (parte 4)
- Análise da órbita no Matlab (parte 2) 7 13/04 Apresentação do projeto (parte 1)
8 13/04 Reposição: apresentação do projeto (parte 1) 9 20/04 Relatório 3: Parâmetros de desempenho- Análise de modulações digitais no Matlab
10 27/04 Relatório 4: Fatores de atenuação de maior intensidade (parte 1)- Cálculo da atenuação no espaço livre 11 04/05 Relatório 4: Fatores de atenuação de maior intensidade (parte 2)- Cálculo da atenuação por chuva
12 11/05
Relatório 5: Fatores de atenuação de menor intensidade - Cálculo da atenuação por oxigênio
- Cálculo da atenuação por desapontamento de antenas - Cálculo da atenuação por erros de polarização
13 18/05
Relatório 6: Escolha de componentes
- Escolha das antenas dos componentes passivos - Escolha das antenas das estações terrestre e espacial - Escolha dos amplificadores das estações terrestre e espacial - Escolha do po do transponder
- 25/05 Reposição de sexta-feira
14 01/06 Relatório 7: Desempenho do enlace (parte 1)- Análise do balanço de potências 15 08/06 Relatório 7: Desempenho do enlace (parte 2)
- Análise da relação portadora-ruído
16 08/06 Relatório 7: Desempenho do enlace (parte 2) - Reposição (assíncrona)- Análise da taxa de erro de bits 17 15/06 Apresentação do projeto (parte 2)
18 15/06 Reposição: apresentação do projeto (parte 2)
Em resumo, a carga horária da disciplina será divida em:
Carga horária Teórica Prá ca
Assíncrona total 9 horas-aula 1 horas-aula Síncrona total 45 horas-aula 17 horas-aula
Demais a vidades total 0 horas 0 horas
Total da disciplina 54 horas-aula 18 horas-aula
O(a) discente necessita obter no mínimo, 60 pontos de 100 para obter aproveitamento na disciplina. A avaliação da disciplina será dividida em cinco partes:
1. Prova 1: Esta avaliação será os sobre os Capítulos 1 e 2 da parte teórica da disciplina com valor de 35% da nota final da disciplina. Consis rá de uma prova aberta (toda discursiva) individual com duração de 150 minutos (horário da respec va aula). Esta a vidade será disponibilizada como arquivo na equipe Comunicações via Satélite do Microso Teams no horário de inicio da aula. Durante todo o tempo prova os discentes poderão se comunicar com o docente na sala da videoaula. As avaliações deverão ser enviadas para e-mail renans@ufu.br em até 30 minutos após o término do tempo es pulado (em caso de não entrega a nota será nula). O arquivo deverá ser legível, sendo envido em formato pdf. 2. Prova 2: Esta avaliação será os sobre os Capítulos 3 e 4 da parte teórica da disciplina com valor de 35%
da nota final da disciplina. Consis rá de uma prova aberta (toda discursiva) individual com duração de 150 minutos (horário da respec va aula). Esta a vidade será disponibilizada como arquivo na equipe Comunicações via Satélite do Microso Teams no horário de inicio da aula. Durante todo o tempo prova os discentes poderão se comunicar com o docente na sala da videoaula. As avaliações deverão ser enviadas para e-mail renans@ufu.br em até 30 minutos após o término do tempo es pulado (em caso de não entrega a nota será nula). O arquivo deverá ser legível, sendo envido em formato pdf. 3. Projeto prá co: Esta avaliação será os sobre a parte prá ca da disciplina e terá o valor de 30% da nota
final da disciplina. O projeto poderá ser realizado em duplas.
3.1 Apresentação do projeto parte 1: Esta apresentação será sobre análise orbital realizada no projeto do enlace de comunicações via satélite da disciplina e terá o valor de 30% da nota prá ca da disciplina (9% da nota final da disciplina). As apresentações serão realizadas no horário da respec va aula prá ca.
3.2 Apresentação do projeto parte 2: Esta apresentação será sobre análise de desempenho realizada no projeto do enlace de comunicações via satélite da disciplina e terá o valor de 30% da nota prá ca da disciplina (9% da nota final da disciplina). As apresentações serão realizadas no horário da respec va aula prá ca.
3.3 Ar go: A apresentação do projeto completo do enlace desenvolvido será no formato de ar go cien fico (u lizado o template previamente disponibilizado pelo docente). O ar go irá compor 40% da nota prá ca da disciplina (12% da nota final da disciplina) e deverá ser enviado para correção no e-mail renans@ufu.br em formato pdf.
Assim, o cronograma de a vidades avalia vas da disciplina é:
Avaliação Valor Data
Prova 1 35 29/03
Apresentação do projeto parte 1 9 13/04
Prova 2 35 07/06
Apresentação do projeto parte 2 9 15/06
Ar go 12 Entrega até 15/06
Total 100,0
-A divulgação de notas e resultados finais será feita por e-mail até dia 11/06. -As revisões de notas poderão ser feitas via conferência via Microso Teams nos horários de atendimento (de forma individual) e o discente deverá reservar um horário (via e-mail). No dia 14/06 no horário da aula os discentes também poderão fazer a vistas de notas (de forma individual) de todas as a vidades.
8. BIBLIOGRAFIA
MAINI, A. K. and AGRAWAL, V. Satellite technology: principles and applica ons, 3th, John Wiley & Sons, 2014.
MARAL, G. and BOUSQUET, M. Satellite communica ons systems, 5th, John Wiley & Sons Ltd, 2002. RIBEIRO, J. A. J. Propagação das ondas eletromagné cas: princípios e aplicações, Érica, 2008.
IPPOLITO, L. J. Satellite Communica ons systems engineering: atmospheric effects, satellite link design and system performance, 2nd, John Wiley & Sons Ltd, 2017.
PRATT, T., ALLNUTT, J. E. Satellite communica on, 3th, Wiley-Blackwell, 2020. Complementar
RIBEIRO, J. A. J. Engenharia de antenas: fundamentos, projetos e aplicações, Érica, 2012. WINDER, S. and CARR, J. Newnes radio and RF engineering pocket book, 3th, Newnes, 2002. KOLAWOLE M. O. Satellite communica on engineering, Marcel Dekker, Inc., 2002.
IPPOLITO, L. J. Radiowave propaga on in satellite communica ons, Van Nostrand Reinhold Company Inc, 1986.
OLSEN, R., ROGERS, D. and HODGR, D. The aRb rela on in the calcula on of rain a enua on, IEEE Transac ons on Antennas and Propaga on, 1978.
Recommenda on ITU-R P.676-11: A enua on by atmospheric gases, Interna onal Telecommunica ons Union (ITU), 2016.
Recommenda on ITU-R S.1064-1: Poin ng accuracy as a design objec ve for earthward antennas on board geosta onary satellites in the fixed-satellite service, Interna onal Telecommunica ons Union (ITU), 1995. Recommenda on ITU-R P.618-11 Propaga on data and predic on methods required for the design of Earth-space telecommunica on systems, Interna onal Telecommunica ons Union (ITU), 2013.
RIBEIRO, J. A. J. Engenharia de micro-ondas: fundamentos e aplicações, Érica, 2008.
RICHHARIA, M. Satellite Communica on systems: design principles, Macmillan Educa on UK, 1999. 9. JUSTIFICATIVA PARA PARTE PRÁTICA DE FORMA REMOTA
A parte prá ca desta disciplina, em um período normal, consiste em simulações em Matlab no laboratório de informá ca. Considerando que os alunos tenham acesso a um computador, a parte prá ca pode ser ministrada de forma remota u lizando alterna vas gratuitas como a versão Matlab Online em versão trial, onde os alunos não precisam ter um computador com grande poder de processamento.
10. DIREITOS AUTORAIS
Todo o material produzido e divulgado pelo(a) docente, como vídeos, textos, arquivos de voz, etc., está protegido pela Lei de Direitos Autorais, a saber, a lei nº 9.610, de 19 de fevereiro de 1998, pela qual fica vetado o uso indevido e a reprodução não autorizada de material autoral por terceiros. Os responsáveis pela reprodução ou uso indevido do material de autoria dos(as) docentes ficam sujeitos às sanções administra vas e as dispostas na Lei de Direitos Autorais.
11. APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: _________________________ Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
