COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITES
Links
Aula 04
Links
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Tópicos
n Configurações
n Parâmetros das Antenas
n Potência radiada
n Potência do sinal
n Influência da atmosfera
n Mitigação das debilidades
n Desempenho com satélites transparentes e regenerativos
Links
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Definições
n Uplink: de estações terrestres para os satélites
n Downlink: dos satélites para estações terrestres
Links
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Definições
n Uplinks e downlinks consistem em radiofrequências
moduladas em portadoras
n Links intersatélites podem ser tanto radiofrequências quanto
Configuração de um Link
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O equipamento de transmissão consiste em um
transmissor (T
X) conectado por um alimentador
(feeder) à antena de transmissão com um ganho
(G
T) na direção (θ
T) do receptor
Configuração de um Link
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A potência irradiada (PT) e o desempenho da
transmissão é medido pela potência isotrópica
irradiada efetiva (EIRP)
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EIRP = P
TG
T(W)
Configuração de um Link
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O equipamento de recepção consiste em uma
antena de recepção com um ganho (G
R) na direção
(θ
R) do equipamento de transmissão
Configuração de um Link
¨
Na entrada do receptor, a potência da portadora
modulada (C) e todas as fontes de ruído no link
contribuem para a temperatura de ruído do sistema
(T)
Configuração de um Link
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Esta temperatura de ruído do sistema condiciona a
densidade espectral da potência do ruído (N
0) e o
desempenho do link (C/N
0)
Configuração de um Link
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O desempenho da recepção é medido por G/T
q
Ganho
q
Padrões de irradiação
q
Polarização
Parâmetros das Antenas
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Ganho
n É a taxa de potência irradiada (ou recebida) pela antena
em uma dada direção por uma antena isotrópica de mesma potência.
Antenas isotrópicas são antenas virtuais, ou seja, não existem. São utilizadas para se comparar antenas reais
Parâmetros das Antenas
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Padrão de Irradiação
n Indica as variações de ganho para cada direção
n Para uma antena com abertura circular ou refletor, o
Parâmetros das Antenas
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Padrão de Irradiação
n O lóbulo principal contem a direção de máxima irradiação
n Os lóbulos secundários (ou colaterais) devem ser projetos
para a mínima irradiação possível
Parâmetros das Antenas
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Polarização
n A onda irradiada por uma antena consiste de uma
componente elétrica e uma magnética
n Estas componentes são ortogonais e perpendiculares à
direção de propagação da onda
n Variam à frequência da onda
n Convencionou-se que a polarização da onda é definida
pela direção do campo elétrico da onda
Parâmetros das Antenas
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Polarização
Linear Circular Elíptica
Parâmetros das Antenas
q
EIRP
q
Densidade de fluxo de potência
Potência Irradiada
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EIRP
n Effective isotropic radiated power
n Potência isotrópica irradiada efetiva
n Potência isotrópica radiada equivalente
n Potência isotropicamente irradiada efetiva
n É a medida de potência aproximada irradiada de uma
antena isotrópica
n É a potência menos as perdas relacionadas ao meio
É O PARÂMETRO MAIS IMPORTANTE NO PROJETO DE UM LINK OU SISTEMA DE SATÉLITES
Potência Irradiada
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Densidade de fluxo de potência
n É a potência irradiada que incide perpendicularmente à
uma superfície, dividida pela área da superfície
q
Sinal recebido
q
Perdas
Potência do sinal
q
Sinal recebido
q A potência do sinal recebido é a potência do sinal de uma
antena isotrópica (EIRP) proporcionalmente à área efetiva de abertura da antena propagado por uma distância (R)
Potência do sinal
q
L
FS= free space loss
q Representa a taxa das potências transmitida e recebida em
Potência do sinal
q
Perdas
q Atenuação das ondas durante sua propagação através da
atmosfera
q Perdas no transmissor e no receptor
q Erros de direcionamento
Potência do sinal
q
Perdas
q
Atenuação das ondas durante sua propagação através
da atmosfera
q Ocorre devido à presença de componentes gasosos na
Potência do sinal
q
Perdas
q
Atenuação das ondas durante sua propagação através
Potência do sinal
q
Perdas
q
Perdas no transmissor e no receptor
q LFTX = Perda no alimentador de transmissão
Potência do sinal
q
Perdas
Potência do sinal
q
Perdas
q
Erros de polarização
q Ocorre quando a antena de recepção não está
adequadamente orientada com a polarização do sinal recebido
Influência da atmosfera
q
Há influência atmosférica no sinal transmitido/
recebido porque a portadora dos sinais DEVE
atravessar a atmosfera para alcançar o seu destino
q
Tanto downlink como uplink
q
Apenas a troposfera e a ionosfera influenciam na
faixa de frequência utilizada
Mitigação das debilidades
q
Depolarização
q
Atenuação
q
Diversidade de sítios
Mitigação das debilidades
q
Depolarização
q Este método é uma compensação do erro através da
modificação das características de polarização da estação terrestre
q Uplink: através da correção da polarização da antena pela
antecipação de modo que o sinal chega de encontro com a antena do satélite
q Downlink: compensação da antena para a polarização do
Mitigação das debilidades
q
Atenuação
q A atenuação devido a chuva causa uma redução da taxa
sinal ruído
q Desta forma, a estação terrestre (no uplink) aumenta a
potência de transmissão (EIRP) de modo que a atenuação causada pela chuva fique dentro do limite especificado na elaboração do sistema
q Desvatangem: a potência necessária pode ser superior à
potência suportada pelos equipamentos (transmissor, alimentador e antena).
Mitigação das debilidades
q
Diversidade de sítios
q É mitigado através da criação de sítios (estações terrestres)
de redundância
q As chuvas são geralmente geolocalizadas em pequenas
áreas de modo que dificilmente um sítio terá atenuação devido à chuva simultaneamente à outro sítio
Mitigação das debilidades
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Adaptabilidade
n Envolve a variação de certos parâmetros do link pela
duração da atenuação de modo a garantir a mesma relação de sinal e ruído
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Parâmetros:
n Aumento no tempo da transmissão
n Uso de faixa de frequência mais baixa
n Menos afetada pela atenuação
n Aumento do EIRP (uplink)
q
Satélites transparentes
q
Satélites regenerativos
Desempenho com satélites transparentes e
regenerativos
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
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Comunicação com Satélite Transparente
n Trata do desempenho na comunicação estação-estação
n Os links que envolvem uma comunicação uplink e outra
downlink via um satélite transparente
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
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Satélites transparentes
¤
A banda é dividida em sub-bandas
¤
As portadoras em cada sub-banda são amplificadas
individualmente
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
¨
Satélites regenerativos
¤
Enquanto o satélite transparente apenas amplifica o
sinal e retransmite, o satélite regenerativo demodula e
remodula o sinal para só então transmití-lo
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
Desempenho com satélites
transparentes e regenerativos
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Reduz a taxa de erros se comparado ao satélite
Desempenho intersatélites
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Link intersatélites é a forma de comunicação
realizada entre dois ou mais satélites
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Tipos
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GEO to LEO: entre satélites geoestacionários e de
baixa órbita
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GEO to GEO: entre satélites geoestacionários
¤
LEO to LEO: entre satélites de baixa órbita
Desempenho intersatélites
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As frequências utilizadas foram reguladas de
forma a evitar inferência com as estações terrestres
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Possuem grande absorção atmosférica
n 22.55–23.55GHz
n 24.45–24.75GHz
n 32–33GHz
Desempenho intersatélites
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Na comunicação óptica são utilizados telescópios
de aproximadamente 30 cm
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São direcionados
n Maior restrição técnicas
Perguntas
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Quais os equipamentos necessários na configuração
de um link de satélite?
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Quais aspectos parametrizam as antenas?
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Quais são as componentes que compõem um sinal?
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O que são antenas isotrópicas?
Perguntas
¨
Quais os principais aspectos que causam perdas de
potência no sinal transmitido de/para satélites?
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Quais as formas de mitigar estes problemas?
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O que são satélites transparentes?
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