Bandas Satelitales C, K, Ka Y Ku

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CENTROS DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS WILFRIDO MASSIEU

PROYECTO

BANDAS DE FRECUENCIA C, K, KA Y KU UTILIZADAS POR LOS SATÉLITES. T E S I N A QUE

PARA

OBTENER

EL

TITULO

DE

TÉCNICO

TELECOMUNICACIÓNES

P R E S E N T A N: RAYÓN MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA BERENICE ASESOR: ING. MANUEL ALIPHAT SILVESTRE

MÉXICO D.F. JUNIO 2009

Justificación

EN

Esta tesina la hemos logrado gracias a que nos es de mucho interés el tema y sobre todo que muchos de nuestros maestros influenciaron a que tomáramos el tema. Nos es de mucho interés ya que sin las bandas de comunicaciones satelitales estas dichas comunicaciones no existirían. Son las que nos brindan conectividad entre el satélite y las estaciones terrenas.

Erick Rayón Montoya Papá Primeramente quiero agradecerte a ti papá ya que siempre me has apoyado y si no fuera por ti jamás estaría en donde estoy ahorita. Quiero que sepas que eres un ejemplo a seguir para mí y que esta no es la ultima graduación que veras.

Mamá También te quiero agradecer a ti mamá ya que eres el pilar de la familia en el cual nos apoyamos todos los días. Quiero que sepas que te quiero mucho y quisiera que me perdonaras por todas las locuras que he hecho y te he hecho pasar jeje, pero por sobre todo quiero darte las gracias por ser mi amiga.

Luis Que paso carnal esto también va para ti quiero que le eches ganas a lo que más te guste y que no lo dejes pasar. Lucha por lo que quieres.

Diana

Que paso hermanita quiero que sepas que siempre estere contigo para lo que sea. Ya sé que no somos tan apegados como me gustaría, pero quiero que sepas que quisiera platicar de todo lo que te pasa y las inquietudes que tengas para ver en que te pueda ayudar. Gracias por ser la mejor hermanita.

Diana B. Hola amiguita esto también va para ti, ya sabes que eres la mejor amiga que pueda tener alguien y pues aunque eres algo insoportable a veces (sobre todo cuando vas al baño) jamás dejare de querer ser tu amigo. Ya sé que estamos a punto de salir y que ya no será como antes pero, quiero que sepas que aunque no nos veamos tan seguido como lo hemos estado haciendo estos 2 añotes, seguiré visitándote siempre ya que tu amistad es algo que jamás quisiera perder. También te agradezco todas las veces que te has preocupado por mí y me has apoyado cuando más lo necesito, no sé que hubiera hecho estos últimos semestres sin ti. Te Quiero Muchote Niña Hermosa

Gaby y Evelyn Hay niñas pues que les puedo decir, son las mejores. Me la he pasado muy bien al lado suyo, jamás las dejare de ver ya que como he dicho antes las tendré que ir a visitar seguido y para poder salir todas las veces que no lo hicimos cuando estábamos en la escuela. Las quiero mucho niñas son mis mejores amigas. Ya sé que esto se escuchara muy gay pero: Las amo nenas!!!

Gabriela Itzel Por ultimo pero no menos importante quisiera agradecer a mi novia ya que gracias a ella y a este año maravilloso a su lado puede enfrentar muchos problemas y superarlos junto a ella. Te AMO Antes de despedirme quisiera dedicarle un poema a mi querida estrellita.

Te amo porque he nacido para amarte, porque cuando abrí los ojos… el destino de mi corazón siempre fue encontrarte. Te amo como te ame aquella primera vez, como me amaste cuando cruzaste el camino de mi andar, te amo cuando tu piel se acaricia con mi piel. Te amo cuando tu voz penetra por mis oídos, cuando prefiero dejarlo… en mi pecho escondido, te amo porque eres mi tranquilidad, mi cura… el interior de mi alma ocupado de tu sabor. Te amo en las mañanas, en las tardes… en las noches, estrelladas, escalofriantes… te amo en el día, bajo el sol, bajo la calma, y en la distancia te amo aun mas… porque sabes que te amo con ansias. Cuando lloras soy tu sed, soy aquellas lagrimas que pasean por tu cara, te amo como amas la libertad, soy el rey cuando se trata de amarte, esclavo de tu amor tan deslumbrante, apasionante… te amo un poco mas cada instante. Te ame, te amo, y te amare, porque eres mi pasado, mi presente y mi futuro, y aun cuando duermo, te amo en los sueños… sueño a que te amo, a que me amas. Y amanezco enredado de tu amor,

de tus besos, tu consuelo… te amo sin una guía, sin medidas, porque eres mi compañía, mi novia, mi mejor amiga. Eres solo mía, como yo soy solo tuyo, como nosotros somos hijos de la vida, como todo mi amor a ti sin dudas pertenece. La luna sabe que te amo, pregúntale… es testigo de mis noches a pura soledad, y también sabe que te amo… como te extraño. Te amo, te vuelvo a amar… como si te conociera antes de comenzar, como si viviéramos en un principio sin final. Te amo, porque eres el aire que me da respiro, porque cuando me valla te amare desde el cielo, y por si acaso… tu calor se apague en otros brazos, yo te seguiré amando, porque sabes que mi amor es único, grande y sincero. Te amo al soplar el viento, te amo aunque en una burbuja viva, aunque mi camino sea desierto, mi amor por ti es inmenso, como el amor que brota en estos versos. Y el tiempo esconderá este papel, el agua podrá mancharlo, el fuego querrá quemarlo, pero mi amor andará volando por el universo, buscándote para echar a descansar sobre tu alma, sobre tus ganas de verme regresar. Y aunque no sea la ultima vez… quiero decir te amo, mas allá que no estés a mi lado, y mañana sea un día igual que los demás, en que tenga que decir… te sigo esperando. Y ahora solo dame uno de tus instantes, quiero admitir lo que admite mi corazón.

Ven… búscame y llévame contigo a otra parte, Al fondo del océano, en un cráter de la luna, A la orilla del sol, donde tu quieras. Te amo, te amo, te amo.

Diana B. Jiménez Raya Familia

En primer lugar quiero agradecer a Dios por la oportunidad que me da de seguir con mis estudios por que siempre esta ahí para mí escuchando mis oraciones y dándome aliento cuando siento que ya no puedo más y por que sin ti nada seria posible. En seguida quiero continuar con la persona más admirable que eh conocido mi madre que es la mujer masexitosa que eh podido conocer por que aun con cualquier adversidad a sabido salir adelante con toda su familia y por que has roto cualquier muro que se te pone enfrente eres mi modelo ah seguir por ser tan fuerte, independiente, inteligente, exitosa y hermosa. Sabes que te amo mamá me alegra mucho tenerte a mi lado y saber que a pesar de mis errores tu siempre has estado ahí y que cuando me siento mal tu estas para confortarme y escucharme aunque quizá no te sea tan interesante . Gracias por intentar conocerme y también por intentar conocer lo que es importante para mi A ti así como a toda la familia dedico mis triunfos y espero ser tan triunfadora como tú y una mujer tan fuerte sabes que sin tu apoyo no lo hubiera logrado gracias te amo.

Continuare con mi Padre que es una de las personas más inteligentes que alguien pueda conocer Se que tume has enseñado muchas cosas desde pequeña cuando empezaste por enseñarme a leer y hacer cuentas aun cuando niños de mi edad aun no lo lograban. A veces no entendía por queeras tan duro pero gracias a eso eh llegado hasta aquí y también a tus reprensiones se que lo haces por mi bien y también se bien por que me lo dices. Se que estaba mal y no tenia razón te amo papá eres muy importante para mi y te necesito mucho

Necesito que me veas crecer como persona y que sepas que me llevo una gran enseñanza de tu parte y que este amor es incomparable e inigualable y también se que intentas conocerme gracias y papá soy tu familia cuentas conmigo te amo.

Ahora le toca el turno a mis hermanos para empezar gracias a mi hermana Denissepor ser mi compañera, cómplice y mejor amiga sabes que aunque eres menor eres una persona muy madura a veces hasta mas que yo. Gracias por aguantarme tanto por escucharme cuando lo necesito y abrazarme cuando creo no poder mas por tu fe inquebrantable y admirable. Por como eres cuando se trata de nuestra familia por que eh aprendido mas de ti de lo que tu puedas aprender de mi te amo hermanita no cambies por que sin ti yo no se que pasaría conmigo. También te incluyo a ti David por que aunque eres un ser muy pequeño con tan solo cuatro años de edad has llenado nuestra vida de alegrías con tus risas y ocurrencias eres lo que nuestra familia necesitaba te amo hermanito.

Quiero mencionar a otro ser mi abuelo que ah sido como mi segundo padre en mi vida por tus enseñanzas y por todo tu amor te agradezco por que siempre estas ahí cuidando de mi y mis hermanos preocupándote por nuestra salud y bienestar te amo abue. Me haces reír mucho y me recuerdas lo feliz que es la vida y lo importante que es la familia aun cuando tenga sus problemas gracias por apoyar tanto a mi mamá así como a todos mis tíos te agradezco los regaños bien merecidos los tengo y esas charlas que me encantan, al escucharte hablar de la vida, eres una de las mejores personas que conozco y una de las que mas amo. Cabe recordar que me falta una persona tan bien de suma importancia para mí y mi familia ese eres tu tío Isaac por apoyarnos cuando te necesitamos , por cuidar de nosotros en nuestra infancia , por tus consejos que tengo muy presente en mi vida se que siempre has querido lo mejor para mi y mis hermanos. Gracias por tu sentido del humor que contagia y nos hace quebrar de alegría, por que se que me apoyas y me haces ver mis errores y me haces pensar en ello por todo eso y mas te amo tío y yo también quiero que seas feliz y sabes que te apoyare a pesar de cualquier circunstancia.

Amigos

Ahora empezare con otras personas a quienes agradezco hayan aparecido en mi vida mis amigos Mis verdaderos amigos empezare por mencionar a uno de ellos Erick sabes que te quiero mucho verdad amigo gracias por apoyarme tanto sin ti quizá no hubiera logrado estar donde estoy ahora por ayudarme en lo que no entiendo por tenerme la paciencia que tienes aunque a veces no lo valore créeme que me doy cuenta. Gracias por que se que no nada mas has estado en el aspecto escolar si no en mi vida sabes cuando estoy triste y me apoyas en los momentos masdifíciles te agradezco intentar hacerme sentir bien cuando no lo estoy. Aunque quizá no merezco tu amistad la tengo y perdona si te eh lastimado sabes que nunca ah sido esa la intención te quiero mucho no lo olvides.

A otra amiga que quisiera mencionar es una niña que me conoce desde los ocho años que eh vivido experiencias inigualables a su lado y que me ah acompañado desde entonces en mi vida es mi mejor amiga Itzel. Eh compartido de todo contigo nena desde travesuras inocentes, así como risas y llantos gracias por estar conmigo en los momentos masdifíciles por secar mis lagrimas, por decirme cuando eh fallado y aconsejarme en las buenas y en las malas. Eres parte de mi familia niña sabes que te quiero mucho y nunca olvidare todo lo vivido junto a ti y lo que falta sabes que eres como una hermana. Sin tu apoyo no se que hubiera echo.

Proseguiré con un amigo que hace un tiempo se alejo de mi vida pero sin embargo lo tengo muy presente el es mi mejor amigo. Conviví toda mi infancia y adolescencia, Así como alegrías y tristezas a su lado me enseño que existía la amistad de verdad ese eres tu Samuel se que en este momento no estas conmigo pero lo estuviste por mucho tiempo el suficiente como para decirte que eres una persona muy importante y que a ti debo mucha de mi madurez como persona por tus consejos y por estar ahí cuando mas te necesito gracias. Te agradezco por dejarme entrar en tu mundo y en tu historia créeme que también tu ya formas parte de la mía me encantaría volverte a ver y aun así agradezco haberte conocido te quiero mucho niño no tienes ni idea.

Continuare por mencionar a otro gran amigo Luis sabes que eres una persona muy especial para mi si así es por queaunque te conozco desde hace cuatro años ya te has metido dentro mi vida y familia por eso te menciono en este logro tan importante para mi por que quiero compartirlo contigo como tantas cosas hermanito te quiero mucho y también te agradezco por acompañarme en las circunstancias difíciles sabes que es muy buena tu presencia en esos momentos es muy bueno contar con personas como tu y me siento muy afortunada de tenerlos tu eres uno de ellos te quiero mucho amigo.

Por ultimoquiero mencionar a una persona que se ah convertido en una de las mejores cosas que me pudo pasar al conocerlo, un niño al que le debo una gran enseñanza a ti Carlos por sustituir mi indiferencia con amor por tratar de remover mi orgullo, aunque no siempre funcione, se que no te conozco desde hace mucho tiempo pero supongo es suficiente tiempo como para haber logrado tal cambio. A ti te agradezco por apoyarme en todo el tiempo que llevamos de conocernos por creer en mi, por no permitirme estar triste, por querer estar presente cuando lo estoy por demostrarme cuan importante soy para ti y conocerme también. Por ayudarme a dar ese giro en la vida y estar presente para verlo por eso te quiero mucho gracias niño eres muy importante para mi.

INDICE JUSTIFICACION AGRADECIMIENTOS CAPITULO 1. Conceptos básicos de transmisión 1.1 Frecuencias

1 2

1.1.1 Onda

2

1.1.2 Longitud de onda

2

1.1.3 Espectro electromagnético

3

1.1.4 Radio frecuencias

4

1.1.5 Ancho de banda

6

1.2 Comunicaciones satelitales

8

1.2.1 Estación terrena

9

1.2.2 ¿Qué es un satélite?

10

1.2.3 Tipos de satélites

11

1.2.4 Orbitas satelitales 1.2.4.1

Tipos de orbitas satelitales

1.2.5 Transponder

CAPITULO 2 BANDA C

12 15 16

17

2.1Antecedentes de la banda C

18

2.2Especificaciones técnicas

20

2.2.1 Rango de frecuencia 2.3Tipos de antena

2.3.1 Especificaciones técnicas de la antena

20 20 21

2.4Servicios ofrecidos

21

2.5Ventajas y desventajas

22

CAPITULO 3

24

3. BANDA K 3.1 Especificaciones técnicas

26

3.2 Rango de frecuencia

26

3.3 Ventajas y Desventaja

29

3.4 Servicios ofrecidos

29

3.5 Comunicación intersatelital

31

CAPITULO 4

33

BANDA Ka 4.1 Antecedentes de la Banda Ka

34

4.2 . Rango de frecuencia

35

4.3 Ventajas y Desventajas

36

4.4 Servicios ofrecidos

36

CAPITULO 5 BANDA Ku

39

5.1Antecedentes históricos de la banda Ku

40

5.2 Rango de frecuencia 5.3Tipo de antena utilizada 5.3.1 Especificaciones técnicas

41 41 42

5.4 Servicios ofrecidos 5.5Ventajas y Desventajas

CAPITULO 6

43 45

48

PROYECTO 6.1 Explicación del proyecto

47

6.2 Componentes del circuito

48

6.3 Descripción del circuito

49

6.4 Diagrama eléctrico

49

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CAPITULO 1 1. Conceptos básicos de transmisión 1.1 Frecuencias Primeramente explicaremos de forma breve algunos de los conceptos más utilizados en este libro. 1.1.1 Onda Una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, campo

densidad, eléctrico

presión,

o

campo

magnético, que se propaga a través

del

espacio

transportando energía. Onda propagada en el agua. 1.1.2 Longitud de onda La longitud de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas, en otras palabras describe lo larga que es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de onda. La letra griega “λ” (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones. Una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una longitud de onda corta corresponde a una frecuencia alta.

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Dados

los

órdenes

de

magnitud de las longitudes de ondas más comunes, por comodidad se suele recurrir a

submúltiplos

milímetro micrómetro

como

(mm), (μm)

el el

y

el

nanómetro (nm).

1.1.3 Espectro electromagnético Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite o absorbe una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

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1.1.4 Radiofrecuencias El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 Hz y unos 300 GHz. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena. La radiofrecuencia se puede dividir en las siguientes bandas del espectro:

Nombre

Abreviatura

Banda

inglesa

ITU 1

Frecuencias Inferior a 3 Hz

Extra

baja

frecuencia

ELF

1

3-30 Hz

SLF

2

30-300 Hz

frecuencia ULF

3

300–3000 Hz

Extremely low frequency Super baja frecuencia Super low frequency Ultra

baja

Longitud

de

onda > 100.000 km 100.000 km – 10.000 km 10.000 km – 1000 km 1000 km – 100

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Ultra low frequency Muy

baja

km

frecuencia

4

3–30 kHz

LF

5

30–300 kHz

10 km – 1 km

MF

6

300–3000 kHz

1 km – 100 m

HF

7

3–30 MHz

100 m – 10 m

VHF

8

30–300 MHz

10 m – 1 m

UHF

9

300–3000 MHz

1 m – 100 mm

SHF

10

3-30 GHz

high EHF

11

30-300 GHz

Very low frequency Baja

frecuencia

Low

frequency Media

frecuencia

Medium frequency Alta

frecuencia

High

frequency Muy alta frecuencia Very high frequency Ultra

alta

frecuencia

Ultra high frequency Super

alta

frecuencia

Super high frequency Extra

alta

100 km – 10

VLF

km

100 mm – 10 mm

frecuencia

Extremely

10 mm – 1 mm

frequency Por encima de los 300 GHz

< 1 mm

1.1.5 Microondas Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns (3×10-9 s) a 3 ps (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta en español)

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(0.3 – 3 GHz), SHF (super-high frequency, frecuencia super alta) (3 – 30 GHz) y EHF (extremely high frequency, frecuencia extremadamente alta) (30 – 300 GHz).

1.1.6 Ancho de banda En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período de tiempo dado. El ancho de banda se indica generalmente en bites por segundo (BPS), kilobites por segundo (kbps), o megabites por segundo (mps). En las redes de ordenadores, el ancho de banda a menudo se utiliza como sinónimo para la tasa de transferencia de datos - la cantidad de datos que se puedan llevar de un punto a otro en un período dado (generalmente un segundo).

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1.2 Comunicaciones satelitales 1.2.1 Estación terrena

• La principal función de la estación terrena es la adecuación de las señales de TV para su transmisión al satélite, desde donde se realiza la radiodifusión de las mismas. •

Dependiendo del tipo de estación, ésta se puede encargar de transmitir y/o recibir información, controlar el estado del satélite y su situación orbital.

• Los tipos principales de estaciones son: Pequeñas estaciones receptoras de TV por satélite DBS; estaciones terrenas portátiles (deportes, conferencias); Estaciones o terminales VSAT, Terminales de Abertura Muy Pequeña (redes de difusión, transmisión de datos privados, intercambio de datos, etc); y Grandes estaciones de comunicaciones internacionales.

• Su diseño es conceptualmente el mismo que una estación convencional de comunicaciones dado que, en principio, el procesamiento de la señal a transmitir es similar en todos los casos. Por consiguiente, la estación estará formada por el subsistema de antena, subsistema de seguimiento, transmisión/recepción en radiofrecuencia, etapa de conversión de frecuencia, modulación-demodulación, conexión con el Centro de Programas y suministro de energía eléctrica.

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1.2.2 ¿Qué es un satélite? Los satélites artificiales son naves espaciales fabricadas en la Tierra y enviadas en un vehículo de lanzamiento, un tipo de cohete que envía una carga útil al espacio exterior. Los satélites artificiales pueden orbitar alrededor de lunas, cometas, asteroides, planetas, estrellas o incluso galaxias. Los satélites artificiales nacieron durante la guerra fría, entre los Estados Unidos y La Union Soviética, que pretendían ambos llegar a la luna y a su vez lanzar un satélite a la órbita espacial. En mayo de 1946, el Proyecto RAND presentó el informe Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship (Diseño preliminar de una nave espacial experimental en órbita), en el cual se decía que "Un vehículo satélite con instrumentación apropiada puede ser una de las herramientas científicas más poderosa del siglo XX. La realización de una nave satélite produciría repercusiones comparables con la explosión de la bomba atómica..." La era espacial comenzó en 1946, cuando los científicos comenzaron a utilizar los cohetes capturados V-2 alemanes para realizar mediciones de la atmósfera.[4] Antes de ese momento, los científicos utilizaban globos que llegaban a los 30 km de altitud y ondas de radio para estudiar la ionosfera. Desde 1946 a 1952 se utilizó los cohetes V-2 y Aerobee para la investigación de la parte TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 30

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superior de la atmósfera, lo que permitía realizar mediciones de la presión, densidad y temperatura hasta una altitud de 200 km. Estados Unidos había considerado lanzar satélites orbitales desde 1945 bajo la Oficina de Aeronáutica de la Armada. El Proyecto RAND de la Fuerza Aérea presentó su informe pero no se creía que el satélite fuese una potencial arma militar, sino más bien una herramienta científica, política y de propaganda. En 1954, el Secretario de Defensa afirmó "No conozco ningún programa de satélites estadounidense". Tras la presión de la Sociedad Americana del Cohete (ARS), la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) y el Año Geofísico Internacional, el interés militar aumentó y a comienzos de 1955 la Fuerza Aérea y la Armada estaban trabajando en el Proyecto Orbiter, que evolucionaría para utilizar un cohete Jupiter-C en el lanzamiento de un satélite denominado Explorer 1 el 31 de enero de 1958. El 29 de julio de 1955, la Casa Blanca anunció que los Estados Unidos intentarían lanzar satélites a partir de la primavera de 1958. Esto se convirtió en el Proyecto Vanguard. El 31 de julio, los soviéticos anunciaron que tenían intención de lanzar un satélite en el otoño de 1957. 1.2.3 Tipos de satélites Tipos por misión •

Armas antisatélite, también denominados como satélites asesinos, son satélites diseñados para destruir satélites enemigos, otras armas orbitales y objetivos. Algunos están armados con proyectiles cinéticos, mientras que otros usan armas de energía o partículas para destruir satélites, misiles balísticos o MIRV.

•

Satélites astronómicos, son satélites utilizados para la observación de planetas, galaxias y otros objetos astronómicos.

•

Biosatélites, diseñados para llevar organismos vivos, generalmente con propósitos de experimentos científicos.

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Satélites

de

comunicaciones,

son

los

empleados

para

realizar

telecomunicación. Suelen utilizar órbitas geosíncronas, órbitas de Molniya u órbitas bajas terrestres. •

Satélites

miniaturizados,

también

denominados

como

minisatélites,

microsatélites, nanosatélites o picosatélites, son característicos por sus dimensiones y pesos reducidos. •

Satélites de navegación, utilizan señales para conocer la posición exacta del receptor en la tierra.

•

Satélites de reconocimiento, denominados popularmente como satélites espías, son satélites de observación o comunicaciones utilizados por militares u organizaciones de inteligencia. La mayoría de los gobiernos mantienen la información de sus satélites como secreta.

•

Satélites de observación terrestre, son utilizados para la observación del medio ambiente, meteorología, cartografía sin fines militares.

•

Satélites de energía solar, son una propuesta para satélites en órbita excéntrica que envíen la energía solar recogida hasta antenas en la Tierra como una fuente de alimentación.

•

Estaciones espaciales, son estructuras diseñadas para que los seres humanos puedan vivir en el espacio exterior. Una estación espacial se distingue de otras naves espaciales tripuladas en que no dispone de propulsión o capacidad de aterrizar, utilizando otros vehículos como transporte hacia y desde la estación.

•

Satélites meteorológicos, son satélites utilizados principalmente para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra.

Clasificación según el peso de los satélites: Los satélites artificiales también pueden ser catalogados o agrupados según el peso o masa de los mismos. •

Grandes satélites: cuyo peso sea mayor a 1000 kg

•

Satélites medianos: cuyo peso sea entre 500 y 1000 kg

•

Mini satélites: cuyo peso sea entre 100 y 500 kg

•

Micro satélites: cuyo peso sea entre 10 y 100 kg TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 32

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Nano satélites: cuyo peso sea entre 1 y 10 kg

•

Pico satélite: cuyo peso sea entre 0,1 y 1 kg

•

Femto satélite: cuyo peso sea menor a 100 g

Es posible clasificarlos por tipos de orbitas satelitales GEO Orbita Geosestacionaria, esto significa que rota igual que la tierra a una altura de 36,000 km sobre el ecuador, por o tanto tiene un periodo orbital de 24 horas y muestra un retardo entre 700 y 800 milisegundo, este tipo de satelites son utilizados para brindar servicios de voz, datos e internet a empresas privadas y de gobiernos, esta enfocada a localidades donde nollegan otro tipo de tecnologias y con el objetivo de cubrir necesidadres de comunicacion, es empleado en escuelas publicas y negocios rurales. MEO Es de órbita mediana rota de 10.000 a 20.000 km y tiene un periodo orbital de 10 a 14 horas, este es utilizado por empresas celulares con la llamda tecnología GPS. LEO Son satélites de órbita baja están a una altura de 700 a 1400 km y tienen un periodo orbial de 80 a 150 minutos. 1.2.4 Orbitas satelitales •

En física, una órbita es la trayectoria que realiza un objeto alrededor de otro mientras está bajo la influencia de una fuerza centrípeta, como la fuerza gravitatoria

1.2.4.1 Tipos de orbitas satelitales Tipos por órbita Clasificación por centro

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Órbita galactocéntrica: órbita alrededor del centro de una galaxia. El Sol terrestre sigue éste tipo de órbita alrededor del centro galáctico de la Vía Láctea.

•

Órbita heliocéntrica: una órbita alrededor del Sol. En el Sistema Solar, los planetas, cometas y asteroides siguen esa órbita, además de satélites artificiales y basura espacial.

•

Órbita

geocéntrica:

una

órbita

alrededor

de

la

Tierra.

Existen

aproximadamente 2.465 satélites artificiales orbitando alrededor de la Tierra. •

Órbita areocéntrica: una órbita alrededor de Marte.

Clasificación por altitud •

Órbita baja terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una altitud de 0 a 2.000 km

•

Órbita media terrestre (MEO): una órbita geocéntrica con una altitud entre 2.000 km y hasta el límite de la órbita geosíncrona de 35.786 km. También se la conoce como órbita circular intermedia.

•

Órbita alta terrestre (HEO): una órbita geocéntrica por encima de la órbita geosíncrona de 35.786 km; también conocida como órbita muy excéntrica u órbita muy elíptica.

Clasificación por inclinación •

Órbita inclinada: una órbita cuya inclinación orbital no es cero.

○

Órbita polar: una órbita que pasa por encima de los polos del planeta. Por tanto, tiene una inclinación de 90º o aproximada.

○

Órbita polar heliosíncrona: una órbita casi polar que pasa por el ecuador terrestre a la misma hora local en cada pasada.

Clasificación por excentricidad •

Órbita circular: una órbita cuya excentricidad es cero y su trayectoria es un círculo.

○

Órbita de transferencia de Hohmann: una maniobra orbital que traslada a una nave desde una órbita circular a otra.

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Órbita elíptica: una órbita cuya excentricidad es mayor que cero pero menor que uno y su trayectoria tiene forma de elipse.

○

Órbita de transferencia geosíncrona: una órbita elíptica cuyo perigeo es la altitud de una órbita baja terrestre y su apogeo es la de una órbita geosíncrona.

○

Órbita de transferencia geoestacionaria: una órbita elíptica cuyo perigeo es la altitud de una órbita baja terrestre y su apogeo es la de una órbita geoestacionaria.

○

Órbita de Molniya: una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4º y un período orbital igual a la mitad de un día sideral (unas doce horas).

○

Órbita tundra: una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4º y un período orbital igual a un día sideral (unas 24 horas).

•

Órbita hiperbólica: una órbita cuya excentricidad es mayor que uno. En tales órbitas, la nave escapa de la atracción gravitacional y continua su vuelo indefinidamente.

•

Órbita parabólica: una órbita cuya excentricidad es igual a uno. En estas órbitas, la velocidad es igual a la velocidad de escape.

○

Órbita de escape: una órbita parabólica de velocidad alta donde el objeto se aleja del planeta.

○

Órbita de captura: una órbita parabólica de velocidad alta donde el objeto se acerca del planeta.

Clasificación por sincronía •

Órbita síncrona: una órbita donde el satélite tiene un periodo orbital igual al periodo de rotación del objeto principal y en la misma dirección. Desde el suelo, un satélite trazaría una analema en el cielo.

•

Órbita semisíncrona: una órbita a una altitud de 12.544 km aproximadamente y un periodo orbital de unas 12 horas.

•

Órbita geosíncrona: una órbita a una altitud de 35.768 km. Estos satélites trazarían una analema en el cielo.

○

Órbita geoestacionaria: una órbita geosíncrona con inclinación cero. Para un observador en el suelo, el satélite parecería un punto fijo en el cielo. TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 35

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Órbita cementerio: una órbita a unos cientos de kilómetros por encima de la geosíncrona donde se trasladan los satélites cuando acaba su vida útil.

•

Órbita areosíncrona: una órbita síncrona alrededor del planeta Marte con un periodo orbital igual al día sideral de Marte, 24,6229 horas.

•

Órbita areoestacionaria: una órbita areosíncrona circular sobre el plano ecuatorial a unos 17.000 km de altitud. Similar a la órbita geoestacionaria pero en Marte.

•

Órbita heliosíncrona: una órbita heliocéntrica sobre el Sol donde el periodo orbital del satélite es igual al periodo de rotación del Sol. Se situa a aproximadamente 0,1628 UA.

Otras órbitas •

Órbita de herradura: una órbita en la que un observador parecer ver que órbita sobre un planeta pero en realidad coorbita con el planeta. Un ejemplo es el asteroide (3753) Cruithne.

•

Punto de Lagrange: los satélites también pueden orbitar sobre estas posiciones.

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1.2.5 Transponder Un transpondedor o transponder es un tipo de dispositivo utilizado en telecomunicaciones cuyo nombre viene de la fusión de las palabras inglesas Transmitter (Transmisor) y Responder (Contestador/Respondedor). Se designa con este término (o con alguna de las abreviaturas XPDR, XPNDR, TPDR o TP) a equipos que realizan la función de: •

Recepción, amplificación y remisión en una banda distinta de una señal (estos transpondedores se utilizan en comunicaciones espaciales para adaptar la señal satélite entrante/saliente a la frecuencia de los equipos en banda base).

•

Respuesta automática de un mensaje (predeterminado o no) a la recepción de una señal concreta de interrogación

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2. Banda C 2.1 Antecedentes de la banda C Los satélites de banda C transmiten en un formato de transponders, (24 para banda C y 32 para banda KU) anteriormente cada transponder daba cabida a un canal de video, cuando la señal era análoga. Al iniciar la digitalización de las señales, al mismo tiempo que las computadoras se hacían mas rápidas, se dio la posibilidad de comprimir la información de audio y video para poder aprovechar mejor los anchos de Banda que disponían los satélites, primero en la banda KU y después en la banda C. En estos tiempos la banda C acepta de 8 a 10 canales por transponder en el formato de BANDA C COMPRESIÓN DIGITAL, de tal manera que de pronto salió mas barato la transmisión de canales ya que el cobro se hacia por transponder. En enero de 1999 los canales del satélite Morelos y los de Solidaridad se apagaron dejando a mas de 40 millones de mexicanos sin señal ( la mayoría de ellos gente de bajos recursos que vivía en las zonas rurales). A primera vista se pensó que este gran avance tecnológico podría ser en beneficio para los televidentes y en cierta forma lo fue para muchos en todo el mundo no así para los mexicanos. Las compañías tenían sus razones económicas ya que por el mismo precio de un solo canal ahora podían transmitir hasta 10. Por otro lado con la sobre oferta de espacio satelital todavía se abarataron mas. Paices como China, Corea, La India, Japón, USA, UK, los países Árabes y muchos latinos se apuraron a transmitir sus señales a todo el mundo de una manera gratuita para promover el turismo y sus productos por medio de la banda C compresión digital Al mismo tiempo, esta tecnología permitió la aparición de sistemas restringidos de TV vía satélite mas eficientes y con un mayor control de las señales. Ahora podían a menor costo transmitir muchos mas canales ofreciendo mejor servicio que los sistemas existentes. En México al cancelar la Banda C análoga que era libre, la gente se vería forzada TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 39

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a comprar sistemas de TV restringida (como SKY y DTV y TV por Cable) si es que querían ver algo. Claro eso solo los que su economía se los permitía, el resto vio como sus equipos se apagaron sin poder hacer nada. Pero quedo la banda C comprimida que es libre para todo el mundo que ya estaba transmitiendo muchos canales. En México quedo al principio EDUSAT pero poco después inexplicablemente y contra todo sentido común fue codificado. El publico en general no pudo ver estos canales que existen libres ya que al no se disponía equipos. Algo parecido a lo que paso cuando apareció la banda FM en la radio. Solo existían radios AM. Varios meses después ya había canales de todo el mundo libres en el espacio aéreo, excepto en México en donde las frecuencias de transmisión fueron celosamente guardadas y en algunos casos los canales fueron codificados. En estos momentos se pueden localizar canales de China, de Corea, Árabes, Latinos Americanos y varios mexicanos y las frecuencias han salido a la luz dando una esperanza gran numero de personas que no pueden pagar un sistema de TV restringida y que en sus comunidades no existen repetidoras o las que hay tienen pésima programación. Las personas que promovimos la TV vía satélite libre durante las décadas de los 80s y 90s, indirectamente ayudamos a que mas gente disfrutara de TV libre sin el control del gobierno y de algunas compañías concesionadas para la transmisión. Hoy existe de nuevo esa oportunidad. Hay canales libres con programación de mejor calidad que los que solo venden productos todo el tiempo. De nuevo hay la oportunidad de utilizar la Parabólica no solo como entretenimiento sino con propósitos educativos.

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2.2 Especificaciones técnicas 2.2.1 Rango de frecuencia La Banda-C es un rango del espectro electromagnético de las microondas que comprende frecuencias de entre 3,7 y 4,2 GHz y desde 5,9 hasta 6,4 GHz Fue el primer rango de frecuencia utilizado en transmisiones satelitales. Básicamente el satélite actúa como repetidor, recibiendo las señales en la parte alta de la banda y remitiéndolas hacia la Tierra en la banda baja, con una diferencia de frecuencia de 2.225 MHz Banda C 3.7-4.2GHz utiliza para la bajada y 5,925-6.425Ghz de enlace ascendente 2.2.2 Tipo de antena 2.2.2.1

Especificaciones técnicas

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE ANTENAS PARABÓLICAS PARA BANDA C Diámetro 

3.00 metros

4.00 metros 

5.00 metros 

Relación F/D 

0.30

0.30

0.30

Ganancia de banda C 

39.7 dB

42.19 dBi

44.13 dBi 

Ganancia de banda Ku Distancia focal 

49.2 dB

51.73dbi

57.82dbi

Profundidad de la parábola

0.90

1.20 metros

1.50 metros

Numero de secciones 

8

12

12

Sustentación

Tipo Az/El

Base de acero

Base de acero

Peso aprox. del plato 

36.000 Kgs.

72.000 kgs.

130.000 Kgs.

Peso aprox. de la base

38.000 Kgs.

80.000 Kgs. 

80.000Kgs.

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2.3 Servicios ofrecidos Un simple canal de satélite Banda-C, es capaz de llevar tanto señal de televisión como una o más canales separados de audio. Aprovechando esto hay más de 100 servicios de audio gratis, la mayoría en estéreo y muchos sin comerciales. La banda C siendo la primera banda de comunicación satelital pero que en estos tiempos se considera obsoleta nos ofrece servicios tales como la utilización de la banda para el radio aficionado, la transmisión de programas televisivos entre otros.

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2.4 Ventajas y desventajas Comparado con la Banda-Ku, la Banda-C es más confiable bajo condiciones adversas, principalmente lluvia fuerte y granizo. Al mismo tiempo, las frecuencias de Banda-C están más congestionadas y son más vulnerables hacia interferencia terrestre. Ya que el diámetro de una antena debe ser proporcional a la longitud de onda de la onda que recibe, la Banda-C exige antenas mayores que las de la Banda Ku. Aunque esto no es un problema mayor para instalaciones permanentes, los platos de Banda-C imponen limitaciones para camiones SNG (Sáteline News Gathering, camiones diseñados y equipados para enviar una señal a un satélite). Muchos servicios de satélite para el hogar, como el Dish networktm y Direct-tv, tienen sus propios sistemas de satélites y receptores. Al menos uno de estos servicios tiene una capacidad de 50 canales digitales y simultáneos de TV. A diferencia de los servicios de Banda-C y Banda-Ku, una vez que usted adquiere este tipo de receptor y el plato receptor, usted está limitado a ese servicio particular y a los pagos de subscripción que lo acompañan.

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3. Banda k 3.1 Antecedentes de las bandas de frecuencias utilizadas por los satélites Cuando se trata de satélites de comunicaciones, la porción del espectro radioeléctrico que utilizarán lo determina prácticamente todo: la capacidad del sistema, la potencia y el precio. Las longitudes de onda diferentes poseen propiedades diferentes. Las longitudes de onda largas pueden recorrer grandes distancias y atravesar obstáculos. Las grandes longitudes de onda pueden rodear edificios o atravesar montañas, pero cuanto mayor sea la frecuencia (y por tanto, menor la longitud de onda), más fácilmente pueden detenerse las ondas. Cuando las frecuencias son lo suficientemente altas (hablamos de decenas de gigahertz), las ondas pueden ser detenidas por objetos como las hojas o las gotas de lluvia, provocando el fenómeno denominado "rain fade". Para superar este fenómeno se necesita bastante más potencia, lo que implica transmisores más potentes o antenas más enfocadas, que provocan que el precio del satélite aumente. La ventaja de las frecuencias elevadas (la bandas K) es que permiten a los transmisores enviar más información por segundo. Esto es debido a que la información se deposita generalmente en cierta parte de la onda: la cresta, el valle, el principio o el fin. El compromiso de las altas frecuencias es que pueden transportar más información, pero necesitan más potencia para evitar los bloqueos, mayores antenas y equipos más caros. Concretamente, las bandas más utilizadas en los sistemas de satélites

3.2Especificaciones técnicas Actualmente en España, la banda la banda K son de uso civil, esto implica que para su uso no es necesario tener autorización por parte del Gobierno, como consecuencia de esto hoy por hoy nuestras ciudades están llenas de falsas alarmas, motivada por el uso de estos radares en elementos tan cotidianos como los sensores TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 46

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de las puertas automáticas, sensores de alarmas...un sin fin de aplicaciones civiles conocidas por todos. La Banda K según la OTAN se define como una banda de frecuencias entre 20 y 40 GHz (7.5–15 mm de longitud de onda). 3.2.1 Rango de frecuencia Frecuencias 24,125Ghz y 24,150GhLa cadena televisiva estadounidense NBC fue la primera en utilizar esta banda para sus transmisiones en 1983. Es la utilizada por radares Gatso o los TempoCam, en general suelen ser radares de semáforo. La activación de la banda K puede provocar falsas alarmas al paso por gasolineras. Por muchos países de Europa hay varios miles de radares en esta frecuencia.

Últimamente

frecuencia por

están

instalándoseradares

carreteras

del

de

velocidad

estado

en

esta

español.

Origen del nombre Alemán Kurz (corta) Astronomía infrarroja de la Banda K La astronomía infrarroja se refiere a la región infrarroja que ronda los 2.2 micrómetros de longitud de onda (136 THz) como la Banda K.

3.3.1 Ventajas y Desventaja La Banda K definida por el IEEE La banda k es un segmento del espectro electromagnético en el rango de frecuencias de microondas comprendidas entre 18 y 27 GHz. La banda K entre 18 y 26.5 GHz es fácilmente absorbida por el vapor de agua ( La frecuencia de resonancia del agua H2O es de 22.24 GHz, 1.35 cm de longitud de onda). Subdivisiones La Banda K que define el IEEE esta dividida convencionalmente en tres sub-bandas: Banda Ka: K-above band, 26.5–40 GHz, a menudo utilizada para radar y comunicaciones experimentales. K-band 18-27 GHz TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 47

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Banda Ku: K-under band, 12–18 GHz, a menudo utilizada para comunicaciones vía satélite,

comunicaciones

terrestres

por

microondas,

y

también

en

radar

(especialmente por la policía de trafico en los detectores de velocidad).

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BANDAS DE FRECUENCIAS DE SATÉLITE Banda VHF UHF L S C X Ku K Ka

Rango (GHz) 30-50% MHz 50%-1000 MHz 1-2 2-4 4-8 8 - 12 12 - 18 18 - 27 27 - 40

Servicio Fijo Móvil Móvil Móvil Fijo Fijo Fijo Fijo Fijo

Usos Telemetría Navegación, Militar Emisión de audio, radiolocalización. Navegación Voz, datos, video, Emisión de video Militar Voz, datos , video, Emisión de video Emisión de video, com. intersatélite Emisión de video, com. intersatélite

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3.3.4 Servicios ofrecidos En

Europa

trabajan

los

radares

Speedophot, Gatso 24, los Mesta 208, los Multanova 5F. Este tipo de radares se usan mucho en Europa, siendo muy populares, como por ejemplo en Inglaterra donde existen aproximadamente unos 6.000. En España existían hasta hace poco algunos

Multanovas

característica

principal

5F, de

la estos

equipos es que no pueden operar en movimiento,

únicamente

pueden

operar en vehículos parados desde al arcén. Esta banda se detecta fácilmente, pero también existen muchas falsas alarmas, sobre todo generadas por las puertas automáticas que dan acceso a los supermercados y a las gasolineras. 3.3.5 comunicación intersatelital Comunicación irtersatelital óptica inalámbrica La comunicación óptica inalámbrica, también denominada comunicación óptica de espacio abierto [FREEDIC, 2004], consiste en el uso de enlaces ópticos entre puntos ubicados ya sea dentro de la atmósfera terrestre o en el espacio exterior. Usualmente, los enlaces ópticos utilizan radiación láser para transmisión de largo alcance y radiación infrarroja emitida por diodos emisores de luz (LED) para distancias cortas. Aunque en la mayoría de los casos la transmisión óptica requiere línea de visión sin obstáculos, han sido desarrolladas técnicas como las empleadas en las comunicaciones ópticas inalámbricas difusas que permiten superar esta limitación. Así mismo se han desarrollado técnicas híbridas de transmisión TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 50

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inalámbrica, utilizando alternativamente radio frecuencia y señales ópticas, con el fin de lograr alta disponibilidad en la comunicación, sacando provecho de las ventajas que ambas ofrecen [IEEE0, 2003]. Fortalezas y debilidades de las comunicaciones ópticas inalámbricas. Dado que los enlaces ópticos inalámbricos operan en una banda de frecuencia muy alta, señal portadora no restringe la velocidad de transmisión. Esto indica que la tasa de transmisión teóricamente sólo se encuentra limitada por el desempeño y sensibilidad de los transmisores y receptores. [IEEE, 2003] Si bien es cierto que las emisiones ópticas no son sensibles a la interferencia electromagnética, existen ciertos factores que ocasionan su atenuación. Entre ellos se encuentran la lluvia, la nieve, la niebla y los relámpagos [FREEDIC, 2004]. Particularmente, la radiación infrarroja también es afectada por la iluminación fluorescente y la luz solar [IEEE1, 2003]. Sin embargo, es posible evitar este problema utilizando la transmisión óptica en espacios cerrados o en el espacio exterior dado que no están expuestos a dichas variaciones climáticas. Una ventaja bastante notable de la comunicación óptica inalámbrica es que su banda de frecuencia no se encuentra regulada ni requiere de licencias para su uso. Así mismo, dado que las emisiones ópticas no pueden atravesar paredes, los transmisores ubicados en habitaciones distintas no pueden interferir entre si. Por las mismas razones, las transmisiones de corto alcance resultan bastante seguras ante intrusiones [IEEE1, 2003]. En lo que respecta a la eficiencia en potencia, la transmisión óptica resulta no ser muy ventajosa en comparación con la transmisión en radio frecuencia. En el caso específico de la emisión infrarroja los alcances son bastante reducidos debido a estas limitaciones, de lo contrario los equipos transmisores serían muy costosos o de volúmenes poco adecuados para su uso en dispositivos portátiles [IEEE1, 2003]. Por último un aspecto importante a considerar es la seguridad para la visión humana de las radiaciones infrarroja y láser. La exposición de la córnea a las radiaciones infrarrojas intermedia y baja puede causar fotokeratitis y cataratas, mientras que las radiaciones infrarrojas altas pueden llegar a quemar la retina ocasionando daños severos a la visión. Así mismo los láseres son potencialmente peligrosos para la TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 51

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visión humana por sus altos niveles de brillo. Sin embargo, los daños ocasionados dependen de su longitud de onda, potencia y apertura. Particularmente se considera que la radiación láser es segura para su visión directa sin un dispositivo de aumento (como binoculares) por debajo de los 5 mW [EYESAFE, 2001]. Estándares y tipos de comunicaciones ópticas inalámbricas En principio la comunicación óptica inalámbrica se puede clasificar según su forma de acceso como comunicación en línea de vista (LOS) o comunicación difusa. A su vez, según su uso es posible distinguir las redes de área local (LAN) ópticas inalámbricas, las redes de área personal (PAN) ópticas inalámbricas usualmente utilizando modelos de uso Point and Shoot , las redes de área metropolitana (MAN) ópticas inalámbricas, la comunicación entre edificios óptica inalámbrica y la comunicación intersatelital óptica inalámbrica. Según el tipo de señal portadora las comunicaciones ópticas inalámbricas se pueden dividir en comunicaciones láser y comunicaciones infrarrojas. Por último, existe una categoría especial que incluye comunicación óptica y radio frecuencia denominada comunicación inalámbrica híbrida. En lo que se refiere a estándares, los más nombrados son IrDa para comunicación infrarroja con modelo de uso Point and Shoot e IEEE 802.11 óptico que plantea LAN inalámbrica utilizando comunicación infrarroja difusa.

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4 Banda Ka 4.1 Antecedentes de la Banda Ka La única banda reservada por el Gobierno es la banda Ka, nadie puede emitir en esa banda sin una autorización administrativa, como consecuencia de esto, las falsas alarmas en esta banda son inferiores. Las longitudes de onda diferentes poseen propiedades diferentes. Las longitudes de onda largas pueden recorrer grandes distancias y atravesar obstáculos. Las grandes longitudes de onda pueden rodear edificios o atravesar montañas, pero cuanto mayor sea la frecuencia (y por tanto, menor la longitud de onda), más fácilmente pueden detenerse las ondas. Cuando las frecuencias son lo suficientemente altas (hablamos de decenas de gigahertzios), las ondas pueden ser detenidas por objetos como las hojas o las gotas de lluvia, provocando el fenómeno denominado "rain fade". Para superar este fenómeno se necesita bastante más potencia, lo que implica transmisores más potentes o antenas más enfocadas, que provocan que el precio del satélite aumente. La ventaja de las frecuencias elevadas (las bandas Ku y Ka) es que permiten a los transmisores enviar más información por segundo. Esto es debido a que la información se deposita generalmente en cierta parte de la onda: la cresta, el valle, el principio o el fin. El compromiso de las altas frecuencias es que pueden transportar más información, pero necesitan más potencia para evitar los bloqueos, mayores antenas y equipos más caros. La Banda de Ka es una porción de la Banda de K de la Banda de la microonda del espectro electromagnético.

La Banda de ka en futuro permitirá un campo más amplio del uso en la industria de V-SAT. En el momento que solamente muy pocas posibilidades de la capacidad están disponibles en Banda de ka TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 54

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Esos disponibles son proyectos BETA no todavía declarados sobre todo como disponibles en el comercio.

El espectro electromagnético es un problema con el que todos nos enfrentamos. Los nombres más comunes para ciertas bandas frecuenciales datan de antes de la Segunda Guerra Mundial. Aunque el IEEE intente imponer una convención de nombres estándares fáciles de usar, lo cierto es que la mayoría de las personas del sector se refieren a los segmentos del espectro de radio por una clasificación de bandas basadas en letras (que en general son imprecisas). En la Segunda Guerra Mundial, los desarrolladores de radares de los Estados Unidos y Gran Bretaña nombraron partes del espectro con letras, tales como la Banda L, Banda C, Banda Ku o Banda Ka. Las letras fueron escogidas de forma aleatoria, para que el enemigo no pudiera saber sobre lo que estaban hablando. Durante los siguientes años hubo discrepancias sobre los nombres y sus inconsistencias.

4.2.1 Rango de frecuencia Rango de frecuencias: 18-31 GHz. La Ka-Banda se extiende áspera a partir del 18 a 40 Ghz. La Banda de 20/30 Ghz se utiliza en satélites de comunicaciones, downlink 18.3-18.8 Ghz y 19.7-20.2 Ghz. La Ka-Banda del término se utiliza con frecuencia para referir a las frecuencias de funcionamiento recomendadas de la guía de onda rectangular WR-28, que es 26.5 a 40.0 Ghz. Servicios ofrecidos La Banda Ka es un rango de frecuencias utilizado en las comunicaciones vía satélite. Dispone de un amplio espectro de ubicaciones y sus longitudes de onda transportan grandes cantidades de datos, pero son necesarios transmisores muy potentes y es sensible a interferencias ambientales.

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Esta banda también es utilizada en algunos modelos de radar (en España se usa tanto para radares fijos como móviles) por los servicios de control de tráfico (tanto nacionales como regionales y municipales). 4.2.3 Ventajas y Desventajas Ventajas: amplio espectro de ubicaciones disponible; las longitudes de onda transportan grandes cantidades de datos. Inconvenientes:

son

necesarios

transmisores

muy

potentes;

sensibles

a

interferencias ambientales. 4.3.1 Servicios ofrecidos

Opera en el rango de frecuencias que abarca desde la 33.200 Ghz hasta la 36.000Ghz, dependiendo del modelo de radar que use la policía, en España se usa el modelo Multanova 6F para emplazamientos fijos y el 6FM que se monta en vehículos, y que también puede ser montado en trípode, estos radares trabajan entorno a la frecuencia 34,360 Ghz se calcula que la DGT tiene unas 500 unidades de estos modelos que en los próximos años se incrementara hasta alcanzar las 1000 unidades. Al trabajar en una frecuencia tan alta, esto provoca que la onda pierda rápidamente energía, como consecuencia de esto la onda se propaga poco, por este motivo estos son los radares mas difícil de detectar de todos los que hemos hablado. Los Multanova 6F pueden controlar hasta un total de 6 carriles los controla el aparato, el policía no hace nada mas que darle al botón que señala el numero de carriles a controlar y si el trafico es a favor, en contra o ambos sentidos. Con estos datos el radar ya puede trabajar controlando los vehículos que vienen de frente, en el mismo sentido de la marcha, o en ambos sentidos. Recientemente se ha instalado un nuevo radar de Banda Ka en España que TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 56

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trabaja en la frecuencia 35,5GHz +/-100MHz dentro de la la banda Ka. Es el RAI2002, fabricado por la empresa española EYP-SCAP. Con la banda Ka se espera paliar la creciente saturación de las bandas C y Ku.

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5. Banda Ku 5.1

Antecedentes históricos de la banda Ku

Bandas de frecuencias: El plan de frecuencia ha sido establecido por la ITU. Se ha establecido que se usen las bandas de frecuencia: Banda C o banda Ku para aplicaciones civiles. Cobertura: Existe además la limitación de cobertura:

Cobertura de las bandas C y Ku

No todas las zonas de la tierra tienen acceso a las bandas Ku (solo en Europa, Norte América y zona del Pacifico). También hay que señalar que el satélite que da el servicio puede usar haces con cobertura global, zonal o tipo spot.

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Elección de la banda de frecuencia a usar: La elección de una frecuencia u otra depende de: La disponibilidad de un satélite que cubra la zona donde va ha instalarse la red y que disponga de la banda deseada (ver cobertura). Problemas de interferencias. El ancho de haz de una antena es inversamente proporcional al producto de Diámetro de la antena y frecuencia. Por lo que al usar antenas de pequeño diámetro el ancho de haz es grande y el peligro de recibir interferencia desde otros satélites (y también de interferir en ellos) es también grande. 5.2 Rango de frecuencia La banda Ku es una porción del espectro electromagnético de microondas en el rango de frecuencias que van desde 11,7 a 12.7GHz. (Frecuencias de bajada) y 14 a 14.5GHz (frecuencias de enlace ascendente).

5.2.2 Tipo de antena utilizada Para KU usamos antenas OFSSET(antenas de forma ovalada fuera de foco con respecto a las de banda c) las cuales son pequeñas dependiendo de nuestra ubicación geográfica con respecto a la zona a la cual esta dirigido el BEAM del satélite y hechas de malla metálica muy fina o lamina delgada recubierta con fibra de vidrio

5.2.2.1Especificaciones técnicas de la antena Una antena offset esta formada por una sección de un reflector paraboloide de forma oval. La superficie de la antena ya no es redonda, sino oval y simétrica (elipse). El punto focal no está montado en el centro del plato, sino a un lado del mismo (offset), de tal forma que el foco queda fuera de la superficie de la antena. Debido a esto, el rendimiento es algo mayor que en la de Foco Primario, pudiendo ser de un 70% o algo más. TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 61

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Así, la ventaja de esta tecnología es que la superficie de la antena ya no estará sombreada por el LNB (desde el punto de vista del satélite). Otra ventaja es la menor probabilidad de que la nieve se acumule sobre el plato, por tener menor inclinación que las de foco primario. La antena offset no parece orientada directamente al satélite como hace la de foco primario, sino que están inclinada unos 25° hacia abajo (casi en posición vertical). Sin embargo, un plato offset aparece como circular con el diámetro en horizontal a la vista del satélite

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5.3.1 Servicios ofrecidos La banda Ku se utiliza principalmente para las comunicaciones por satélite, especialmente para la edición y la radiodifusión de televisión por satélite. Esta banda se divide en varios segmentos desglosarse en las regiones geográficas, según lo determinado por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones). La banda Ku es una porción del espectro electromagnético de microondas en el rango de frecuencias que van desde 11,7 a 12.7GHz. (Frecuencias de bajada) y 14 a 14.5GHz (frecuencias de enlace ascendente). Servicios que se pueden encontrar en la banda Ku incluyen redes educativas, redes empresariales, deportes regreso, la tele-conferencias, los canales de noticias en el móvil de camiones, programación internacional, y varios de SCPC (único canal por portador) las transmisiones de audio analógico, así como de FM servicios de audio.

5.2.1 Ventajas y Desventajas Ventajas: Longitudes de onda medianas que traspasan la mayoría de los obstáculos y transportan una gran cantidad de datos. TELEMATICA RAYON MONTOYA ERICK JIMENEZ RAYA DIANA B. 63

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Usos mas eficiente de las capacidades del satélite ya que, al no estar tan influenciado por las interferencias, se puede usar técnicas de acceso mas eficientes como FDMA o TDMA frente a CDMA que hace un uso menos eficaz del ancho de banda. Antenas más pequeñas (0,6 a 1,8m) Si ya tienes una banda C de funcionamiento del sistema en su lugar, puede readaptación a aceptar frecuencias de banda Ku. La banda Ku los satélites suelen requerir mucho más para poder transmitir la banda C de los satélites. Sin embargo, la banda Ku antenas a ser más pequeñas (que varían en tamaño de 2 'a 5' de diámetro.) Inconvenientes: La mayoría de las ubicaciones están adjudicadas Hay regiones donde no esta disponible. Tecnología más cara Cuando las frecuencias superiores a 10 GHz son transmitidos y recibidos utilizan en una gran área de lluvia caída, se produce una notable degradación, debido a los problemas causados por y proporcional a la cantidad de lluvia caída (comúnmente conocido como conocido como "lluvia fundido").

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6.1 Explicación del circuito En este circuito tendremos en primer lugar un laser infrarrojo que estará disfrazado dentro de una maqueta de satélite y en segundo lugar tendremos un probador de infrarrojos disfrazado de estación terrena. Estos dos tendrán que estar alineados a unos 50 cm. De distancia. Cuando hagamos pasar la corriente por el laser infrarrojo este emitirá un haz de luz hacia la “estación terrena” la cual al recibir dicho haz hará sonar una bocina y así dar comprobación de que existe una conexión. Dicha conexión es el ejemplo de una banda de frecuencia satelital. 6.2 Componentes del circuito Clave CI – 1 CI – 2 Q1 L R1 R2 R3 – 4 R5 C1-2 C3 INT B

Componentes Semiconductores Circuito integrado – LM741 Circuito integrado – LM386 Fototransistor LED – Diodo emisor de luz Resistencias a ¼ W. 220K – Rojo-Rojo-Amarillo-Oro 1K – Café-Negro-Rojo-Oro 10K – Café-Negro-Naranja-Oro 330Ω - Naranja-Naranja- Café- Oro Capacitores a 10v o + Cerámico 0.1 µF - 104 Electrolítico 220µF Varios Interruptor Bocina 8Ω

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6.3 Descripción del circuito El Fototransistor Q1 recibe la luz infrarroja en pulsos codificados emitidos por laser infrarrojo, y lo refleja en el colector de una forma muy pequeña, pasándola al C.I.-1 que es un amplificador operacional que eleva la señal para poder ser manejada por el C.I. – 2 que es un amplificador de audio que será escuchado a través de una bocina. La luz infrarroja del laser debe de estar dirigida en línea recta hacia el fototransistor a una distancia de 40 a 90 cm. Y al generar un sonido intermitente puede ser en diferentes tonos, indica que el laser está funcionando.

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6.4 Diagrama eléctrico

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