DE - 148.206.53.231

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

IZTAPAIAPA

1

DIVISION DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

/LICENCIATURA DE ELECTRONICA

REPORTE DEL PROYECTO TERMINAL:

.d' ADQUISICION DE DATOS METEOROLOGICOS POR MEDIO DE UNA ESTACION

TERRENA EN LA UAM-IZTAPAIAPA

PRESENTA : JOEL DAVID SALINAS FLORES

ASESOR:

ING. JUAN CARLOS SANCHEZ GARCIA

Lugar de Realización:

Universidad Autónoma Metropolitana

Unidad Iztapalapa

Edificio Carlos Graeff (T)

México, Distrito Federal

México D.F., enero de 1995 - ~-

Estaci6n Terrena Meteorobgica UAM-I Proyecto Temjnal ...%.....

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 ! >

INDICE . ...... . . - - _ I . . . . i -

INDICE ............................................... 2

INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

MARCO TEORICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

ANTECEDENTES HISTORICOS ........................ 5

CONCEPTOS BASICOS ............................... 8

ENLACE RADIOFRECUENCIA ........................... 9

TRANSPONDERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

ESTACIONES TERRENAS ............................. 12

ENLACE TERRESTRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

INTRODUCCION TEORICA ............................ 19

Subsistema de Comunicaciones . . . . . . . . . . . . . . . 25 DESARROLLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0

APENDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1

Ingenieria Electrónica 2

Estaci6n Temna Meteorobgica UAM-I . Proyecto Terminal

INTRODUCCION " "'.T, -ji._ . ..,. r . > , ( ,,

~

Para lograr la comunicación, se necesitan al menos tres componentes esenciales: el transmisor del mensaje, el receptor del mismo, y un lenguaje o medio de transmisión reconocido por los dos. Así, las primeras comunicaciones dentro de una misma comunidad,se realizaban persona a persona, por medio del lenguaje o habla. Pero la comunicación hacia otras poblaciones, resultaba rústica y tardada; esta necesidad de comunicarse hacia lugares remotos, propició el desarrollo de sistemas de comunicación cada vez más eficaces, confiables y veloces.

Las comunicaciones modernas se sustentan principalmente en los sistemas de comunicación Vía Satélite. Hasta hace algunas décadas este tipo de sistemas podrían haber parecido imposibles de realizar, pero con el e::traordinario avance de la tecnología espacial, la microelectrónica y la ciencia de la computación, actualmente se tienen enlaces vía satélite cada vez más sofisticados y eficaces que nos permiten comunicarnos casi al instante con cualquier punto geográfico.

LOS primeros satélites tuvieron un uso militar, pero pronto fueron puestos en órbita satélites comerciales y meteorológicos. Estos últimos adquirieron gran importancia, debido a que la información que proporcionan es valiosa, ya que con ella se realizan estudios oceanográficos, climáticos, entre otros.

En el presente trabajo se pretende ilustrar las actividades realizadas durante la conformación de una estación terrena de uso meteorológico y cuya información será proporcionada por l o s satélites norteamericanos GOES y N O M .

En la licenciatura en ingeniería electrónica de la UAM-I, se cursa la materia de Comunicaciones VI, la cual basa su estudio en los enlaces vía satélite, es así, que el presente trabajo pretende ser la base para la formación de un laboratorio sobre el tema.

Ingenieria Electrónica 3

ro Instalar y poner en funcionamiento una estación terrena para la adquisición de datos meteorológicos de los satélites NOAA y GOES.

Para lograr este objetivo es necesario, contar con el siguiente equipo:

1.-Reflector parabólico 2.-Antena YAGI-Turnstile 3.-Controlador de antenas 4.-Procesador de señal 5.-Convertidor A/D 6.-Software del sistema

Comprensión de l o s conceptos básicos de la comunicación via satélite.

19 Aplicar correctamente el software del sistema.

Comprobación del funcionamiento del sistema con ejemplos de instalación.

ro Describir cómo las antenas de la estación terrena deben ser posicionadas para recibir información desde satélites de órbitas geoestacionaria (GOES) y órbita polar (NOAA).

Ingeniería Electrónica 4

Estacibn Temna Nleteorobgica UA"I ir.,, p&w.do S : ' . ' < :

MARCO TEORICO .. .~ .

ANTECEDENTES HISTORICOS

A finales de la década de los años cincuenta, l o s Estados Unidos lograron el primer enlace de comunicación vía satélite, cuando comunicaron Washington D.C. y Hawaii. Pero fue hasta octubre de 1957, cuando el SPUTNIK I, primer satélite artificial, de origen soviético, transmitió información telemétrica por espacio de 21 días. Este hecho fue seguido por una incansable actividad espacial por parte de l o s E.U., la cual empezó en enero de 1958 con el lanzamiento del EXPLORER I. El SCORE, lanzado en diciembre de 1958, fue el primer satélite artificial usado para la transmisión de voz, Y se usó para la radiodifusión del mensaje de navidad del presidente Eisenhower.

En los primeros años se sufrían serias restricciones a causa de la limitada capacidad de almacenaje de los vehículos de lanzamiento y al incipiente crecimiento de la electrónica. En 1960, en un intento por resolver algunos de estos problemas fue puesto en órbita a mediana altitud, un repetidor e::perimental pasivo llamado ECHO I . Las señales eran reflejadas por la superficie metalizada de este satélite, que era simplemente un gran globo. Durante el mismo año, un satélite que almacenaba mensajes en cintas magnéticas para su retransmlsión, llamado COURIER, se convirtió en pionero de las comunicaciones vía satélite.

El primer proyecto desarrollado con capital privado, fue el lanzamiento del TELSTAR I, que era un repetidor activo de tiempo real construido y diseñado por Bell System. El TELSTAR, fue colocado por la NASA en una órbita elíptica, a mediana altitud, y demostró la factibilidad de l o s repetidores de microondas en la telecomunicación comercial. Los e::perimentos del gobierno continuaron en diciembre de 1962, con el lanzamiento del RELAY I, satélite construido por RCA y usado en e:;perimentos de transmisión de voz, datos y video.


Estaci6n Temna Meteomlbgica UAM-I Proyecto Terminal

En ese entonces, las preguntas más comunes:estaban centradas en la búsqueda de la órbita óptima. Los sistemas de mediana altitud contaban con algunas ventajas como un bajo costo de lanzamiento, fácil almacenaje debido a su pequeño tamaño, y algo muy importante era su corto tiempo de propagación de radiofrecuencia; su desventaja radicaban en la necesidad de rastrear el satélite con varias estaciones terrenas y la necesidad de transferir las operaciones de un satélite a otro, para enlazar diferentes estaciones. Debido a esto, no siempre era posible el enlace simple para todas las estaciones en una red. La órbita síncrona fue sugerida en octubre de 1945 por Arthur C. Clarke(esta órbita se encuentra en el plano ecuatorial y su período orbital se sincroniza con el de la rotación de la ti-erra). Las limitaciones que presenta esta órbita son el costo, la complejidad de lanzamiento y el largo retardo de propagación; y su gran ventaja es que toda la superficie terrestre se puede cubrir con solo tres satélites, colocándolos de tal manera que cada uno cubra una tercera parte de la tierra.

?lataforma de antenas orientada hacia la Tierra

Transpondedores angoslos de banda C

Tanque de hidracina

Transpondedores anchos de banda C

ranspondedores Motor de apogeo

solar

Estructura modular de u n satblite Spacenet en la que se muestra la po- sici6n de los lranspondedores de las bandas C y Ku. (Coríesia de GTE Spacenet Corporation.)

figura 1


Estacibn Tenena Meteorol6gica UA"I ., PropctoT.eminal

En febrero de 1963, con el lanzamiento del SYNCOM ~:.irse.:,inten-t6..por primera vez colocar un satélite en órbita síncrona. Le siguieron el SYNCOM I1 y el SYNCOM 111, lanzados en julio de 1963 y agosto de 1964 respectivamente.

~l acta de comunicación por satélite, firmada en 1962 por el presidente Kennedy, permitió la creación de la Corporación de Comunicaciones por Satélite(C0MSAT.) e impulsó, en julio de 1964, el desarrollo de uno de los más exitosos proyectos: el INTELSAT, unión formada por cerca de cien naciones. Esta corporación puso en abril de 1965, en una órbita síncrona al satélite EARLY BIRD (IMTELSAT I ) , usado para comunicaciones comerciales. Desde ese entonces la evolución de los sistemas INTELSAT ha ido en aumento hasta llegar al INTELSAT V I .

on Clnole, M..

Ingeniería Ekctrónica 7

Estaci6n Temna Meteorolbgica UAM-I . . Proyecto Terminal

CONCEPTOS BASICOS "

E l circuito de comunicación por satélite (fig.3) consiste de un

enlace ascendente, de un satélite de comunicación, y de un número ilimitado de antenas receptoras terrestres.

El enlace ascendente es un sistema complejo que utiliza centenas de watts de potencia para enviar un haz de microondas hacia un punto preciso en el espacio. Estos tipos de enlaces son usados por muchos sectores comerciales, incluyendo estaciones de radio y TV, empresas telefónicas y redes de datos.

I

Ingenieria Ekctr6nica 8

Estaci6n Temna Meteorolbgica UAM-I Proyecto Terminal

ENLACE RADIOFRECUENCIA

. Un satélite de comunicaciones opera como un repetidor distante de microondas, ofreciendo servicios de comunicación entre múltiples estaciones terrenas en varias locaciones geográficas. El desarrollo de un enlace vía satélite está típicamente especificado en términos de la capacidad de su canal, y existen varias definiciones relevantes:

Canal . - Es un enlace unidireccional desde una estación terrena a otra a través del satélite. C i r c u i t o . - Es un enlace full-duple:: entre dos estaciones terrenas. Half C i r c u i t . - Es un enlace bidireccional entre una estación terrena y el satélite.

La capacidad del canal-portadora de un enlace RF (típicamente e::presado en términos de canales de voz por transponder) es directamente relacionado con el valor global de la relación portadora-ruido. Los elementos básicos a considerar en el diseño de un enlace RF son:

1)Enlace ascendente (up-link), que representa el enlace entre la estación transmisora y el satélite. La calidad de este enlace se expresa en términos de la relación portadora-ruido del enlace de subida; la cual depende de la potencia de la estación transmisora, la ganancia de la antena transmisora, la ganancia de la antena receptora, y de la temperatura del ruido del sistema. La potencia del transmisor en tierra depende de la potencia del amplificador empleado. Las ganancias de ambas antenas, transmisora y receptora, están directamente relacionadas con su tamaño y eficiencia. La temperatura del ruido del sistema esta compuesto de las temperaturas del ruido del receptor y del ruido debido a pérdidas de la antena.

2)Enlace descendente (down link). Análogamente al anterior es llamado como relación portadora-ruido del enlace de bajada, la cual depende de los mismos parámetros.

Ingeniería Electrbnica 9

Estacidn Tenena Meteorol6gica UAM-I Proyecto Terminal

3 ) S i s t e m a e l ec t rón ico de l sa t é l i t e . Este es el que produce señales no deseadas semejantes al ruido que son normalmente expresadas por la relación portadora a ruido. Varias distorsiones, principalmente efectos de intermodulación, causados por la operación no lineal del amplificador del satélite, pueden ser incluidas. Otro tipo de interferencias como l a s causadas por otros satélites y sistemas terrestres pueden ser caracterizadas colectivamente por una relación portadora-interferencia. Si asumimos que la temperatura del ruido del sistema y todas las distorsiones debidas ruido son de nivel bajo y adicionables, entonces pueden ser fácilmente combinadas para producir una componente de la relación portadora a ruido.

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T W T Arnplificadorer

J- €3-

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A A A A A v r v v v

Se requieren dos elementos básicos para establecer un enlace vía satélite; el primero es el repetidor del satélite, usualmente llamado t ransponder , y el segundo la es tac ión terrena.

Ingeniería Electr6nica 1 O .

Estaci6n Terrena Meteorológica UAM-I -. Proyecto Terminal

TRANSPONDERS . . . "

Desde el punto de vista de las comunicaciones, un satélite puede ser considerado como un repetidor distante de microondas, el cual recibe transmisiones de enlace de subida (up-link), y provee filtración, amplificación, procesamiento y traslación en frecuencia a la banda de enlace de bajada para la retransmisión. Este tipo de transponder es un repetidor amplificador cuasi-lineal. Las bandas del enlace de subida y el enlace de bajada son separadas en frecuencia para prevenir la oscilación dentro del amplificador del satélite mientras se permite simultáneamente la transmisión y recepción a diferentes frecuencias a través de un dispositivo llamado duplexor. Además la banda de frecuencias bajas es normalmente usada en el enlace de bajada para aprovechar las bajas pérdidas atmosféricas, minimizando así, l o s requerimientos del amplificador de potencia.

Los amplificadores transponder deben proporcionar grandes ganancias (rangos entre 80-100 dB), mientras mantienen la operación a bajo ruido. Los requerimientos de ganancia típicamente requieren de etapas múltiples de amplificación de bajo ruido. Las primeras etapas en los modernos transponder están constituidos por amplificadores FET de estado sólido. Estos dispositivos requieren de un cuidado especial en su diseño para minimizar el ruido y efectos de intermodulación. Las etapas finales de amplificación en el transponder están típicamente provistas de Traveling-Wave- Tube(TWTAs), las cuales operan reconstruyendo constantemente la señal.

Algunos transponders más sofisticados utilizan repetidores regenerativos, donde la señal digital es demodulada y remodulada dentro de los mismos transponders. Esta aplicación tiene la gran ventaja de separar el enlace de subida y de bajada en dos vías diferentes.

Ingeniería Electr6nica 1 1

Estaci6n Temna Meteorobgica UAM4 Proyecto Terminal

ESTACIONES TERRENAS

Este es el segundo elemento básico para un enlace vía satélite. Las estaciones terrenas se clasifican por su función, tamaño de antena y por el nivel de radiación de potencia. Los diámetros de la antenas varían desde 0.7 m. para radiodifusión directa hasta 30 m. de diámetro para estaciones internacionales.

Una estación terrena consiste en una serie de equipos interconectados entre sí, de los cuales el más representativo y conocido es su antena o plato parabólico.

Una estación terrena consiste de un subsistema de antena, un subsistema de amplificador de potencia, un subsistema receptor de b a j o ruido, y un subsistema de equipo de comunicaciones (GCE).

La ganancia de la antena es proporcional al cuadrado del diámetro y es dependiente de la eficiencia del sistema reflector/alimentador. El ruido del sistema esta formado por tres componentes: el ruido del receptor, el ruido debido a pérdidas entre el alimentador y el receptor, y el ruido de la antena.

El término "estación terrenal' se utiliza indistintamente para indicar a todo el equipo terminal que se comunica desde la Tierra con un satélite, sin importar si está fijo en algún punto, si es una unidad móvil, si está instalado en un barco, avión o cualquier otro vehículo. En la figura 5 se ilustra el diagrama de bloques generalizado de una estación terrena, pero dependiendo de su aplicación particular, algunas estaciones son mucho más sencilla y carecen de uno o más bloques indicados, y como es el caso de nuestro equipo, el cual carece de un transmisor.

Las Características más importantes de la antena de una estación terrena son su ganancia y su patrón de radiación. La ganancia es la capacidad de la antena para amplificar las señales que transmite o recibe en cierta dirección, y se mide en decibeles en relación con la potencia radiada o recibida por una antena

ingeniería Electt6nica 12

Estaci6n Terrena Meteorol6gica UAM-I Proyecto Terminal

isotrópica (dBi) ( Una antena isotrópica es una antena ficticia que

radia simultáneamente con la misma densidad de potencia en todas las direcciones alrededor de ella. Se emplea como referencia y se supone que recibe la misma potencia de alimentación que la antena real).

Sehales en banda base (forma original),

TRANSMISOR

I 1 Amplificador - de alto poder

3

(forma recupe. rada similar a la original)

Señales I RASTREO de error

I -(Receptor de rastreo’

I I

ANTENA ”----l

J L’otores

movimiento

]Control de ’ 1

[apuntamiento” de la antena +

Senales de comando

Entrada de datos de apuntamiento

’ lstema e Red ~~

comercial

Planta y baterías locales

Diagrama de bloques generalizado de una estacion terrena.

figura 5

Por lo tanto, siempre se desea tener la mayor ganancia posible en la dirección en la que vienen las señales que se quieren recibir, o en la que se va a transmitir algo, y la mínima en todas aquellas otras direcciones que no sean de interés; de alii que los lóbulos laterales o secundarios de radiación de la antena deben ser lo más

Ingeniería Electrónica 1 3

Estaci6n Temna Meteorol6gica UA"I Proyecto Terminal

pequeños que sean posible, para que no capten ser'iales indeseables provenientes de otros satélites O de sistemas terrestres de

microondas, o bien para que no transmitan en direcciones no autorizadas o innecesarias. Estrictamente, la ganancia de una antena tiene siempre un valor definido en cualquier dirección a su alrededor, pero por convención se acostumbra asociarla a la dirección de máxima radiación, que es el eje del lóbulo principal de su patrón de radiación (figura 6).

/ \ \

/ \

/ \ Direccltn de maxlma / maxima ganancla \

\ Direcci6n de

ganancia \

/ \

/ /

/ /

Cdbulos secundarlos

Patrón de radiación de la antena parabolica de dos estaciones terre. nas, una pequefia y una grande.

figura 6

Su valor depende de varios factores, entre ellos el diámetro de la antena, su concavidad, la rugosidad de su superficie, el tipo de alimentador con el qlie e s iluminada, así como la posición y orientación geométrica del mismo. Cuanto mayor es el diámetro de una antena parabólica mayor es su ganancia, su haz o lóbulo principal de radiaciones rr,6s angosto, y los lóbulos secundarios se

Ingenieria Electr6nica 1 4

Estaci6n Temna Meteorol6gica UAM-I .. Proyecto Terminal

reducen; así mismo, si SU diámetro se conserva fijo, el mismo efecto anterior se obtiene mientras mayor sea la frecuencia de operación, pues la antena es más grande en términos de longitudes de onda.

Una antena parabólica tiene la propiedad de reflejar las señales que llegan a ella y concentrarlas en un punto común llamado foco (modo de recepción); asimismo, si las señales provienen del foco, las refleja y las concentra en un haz muy angosto de radiación (modo de transmisión). Este foco coincide con el foco geométrico del paraboloide de revolución que representa matemáticamente a la antena y en él se coloca el alimentador, que por lo general es una antena de "corneta" o "bocina"; el tipo de alimentador define la ganancia final de la antena y las caracteristicas de sus lóbulos.

La orientación de la antena de una estación terrena hacia un satélite se realiza ajustando dos ángulos, en elevación y azimut; l o s valores de estos ángulos dependen de la posición geográfica de la estación -en latitud y longitud- y de la ubicación en longitud del satélite. Tomando como referencia el eje de simetría del plato parabólico, que coincide con su eje de m6::ima radiación, el ángulo de elevación es aquel formado entre el piso y dicho eje de simetría dirigido hacia el satélite (figura 7)

Apuntamtenlo hacia el salel~le

AnQulo de etevac16n

Ingeniería Ekctr6nica 15

Estaci6n Terrena Meteoml6gica UAM-I Proyecto Terminal

por SU parte, el ángulo de azimut e s la cantidad en.grados que hay que girar la antena en e l sentido de las manecillas del reloj --con relación al norte geográfico de la Tierra- para que ese mismo eje de simetría (prolongado imaginariamente) pase por la posición en longitud del satélite (figura 8 ) .

Polo Norte (azimut = 0')

Medicidn del Angulo de azimut

3 1

Definicidn del ángulo de azimut de la antena de una estacidn terrena. Como ejemplo, se muestran tres orientaciones distintas del plato parsbdlico; las flechas indican la direccidn de maxima radiacion para cada Caso.

figura 8

Cuando se requiere cambiar la orientación de la antena de un satélite a otro, es necesario variar mediante algún mecanismo, sus ángulos de elevación y azimut; además, aunque se mantenga siempre en comunicación con el mismo satélite, y dependiendo de la aplicación de l a estación terrena, también es necesario efectuar con frecuencia correcciones pequefias en'ambos ángulos (como es el caso de cuando se recibe una sefial de un satélite geoestacionario) .

Ingeniería Electr6nica 16

Estaci6n Terrena Meteorolbgica UA"I P roye d o Te mina I

ENLACE TERRESTRE

Una parte del problema de la comunicación punto a punto, está constituida por el enlace entre la estación terrena y el ambiente del usuario. Este problema se refiere específicamente con la señal de banda base (es decir, la señal después de la demodulación) . Para proveer un adecuado servicio al usuario, debemos captar sus requerimientos en términos de parámetros tales como disponibilidad de enlace(grad0 de servicio) , tasa de error y relación sefial-a- r u i d o , y pueden entonces ser trasladados dentro de la relación portadora-ruido requerida en el enlace RF. En otras palabras cuantificamos el error permisible por l o s requerimientos del usuario, y tratamos de que el sistema no se salga de esos rangos.

El primer nivel de procesamiento es la codificación de la fuente y/o modulación, donde una sezial fuente (voz, datos o video) es codificada en forma digital o procesada en forma analógica para su transmisión. En transmisión analógica se usa amplitud modulada (AM)

y frecuencia modulada (FM). Para transmisión digital se utilizan m o d u l a c i ó n por código de pulsos (PCM) y modulación delta.

Siguiendo con la codi5icación individual del canal el siguiente nivel de procesamiento es la mu1tiple;:ión. Para transmisión analógica, los canales son combinados usando mu1tiple::ión por división de frecuencia (FDM), la cual emplea portadoras separadas en frecuencia, donde cada una se acomoda en un canal. En transmisión digital se combinan múltiples canales usando mu1tiple::ión por división de tiempo, que emplea slots de tiempo separados.

El siguiente nivel de procesamiento es la codificación del canal que puede ser usado para aumentar la calidad de la transmisión digital, al hacer más factible la detección de errores. Finalmente el proceso de modulación de RF se usa para modular tanto sefiales de canales simples o múltiples para la transmisión sobre portadoras de

Ingeniería Ekctr6nica 17

Estaci6n Terrena Meteord6gica UAM-I L.. ,..? .Proyecto.Terminal ..:<; .: :.

radiofrecuencia.

El nivel final es el acceso múltiple. Para obtener una ventaja de la geometría del satélite, se deben diseñar sistemas que permitan a más de dos estaciones terrenas utilizar el mismo transponder simultáneamente. Dos tipos de estas técnicas son:

A) Acceso múltiple por d i v i s i ó n de frecuencia (FDMA), que emplea varias portadoras en el mismo transponder. B) Acceso múlt iple por divis ión de tiempo (TDMA), que emplea una portadora simple, la cual es de tiempo compartido entre varios usuarios.

Ingenieria Eiectr6nica 18

Esta&n Temna Nleteorok5gica UAM-I

INTRODUCCION TEORICA

Proyecto Terminal

El objetivo principal de éste proyecto, es la obtención de datos metereológicos vía satélite, de ahí que nos enfoquemos principalmente a este campo de aplicación. Los satélites que principalmente serán nuestro objeto de estudio son l o s satélites metereológicos GOES y NOAA.

Los satélites GOES (Satélites de órbita geoestacionaria terrestre), como su nombre lo indica, se encuentran en órbita geoestacionaria respecto a la tierra. El satélite de órbita geoestacionaria basa su peculiar característica en las leyes físicas de la atracción gravitacional de Newton. Para lograr el efecto geoestacionario se deben colocar l o s satélites a una distancia de aproximadamente 36000 Km (35786Km) y así, esta órbita tiene una circunferencia de 165 O00 millas sobre el plano del ecuador.

Los satélites geoestacionarios localizados sobre el ecuador, son usados tanto para radiodifusión de información metereológica, como para transmisión de enlace de subida-enlace de bajada a estaciones terrenas. Estos satélites operan en una banda de frecuencias entre 3 y 14 GHz y principalmente utilizan un formato de comunicación digital.

La mayoría de los satélites geosíncronos están localizados sobre los océanos Atlántico, Pacífico e Indico. Estos satélites han sido lanzados por dos grupos: la corporación de satélites de comunicación (COMSAT) e INTELSAT.

El satélite GOES provee de información metereológica relativa al norte y sur del continente americano. En Europa se usa un satélite similar: el METEOR; y otro ubicado sobre el Pacífico se utiliza en Japón y Asia. Los E.U. tienen tres satélites GOES en órbita. Puesto que l o s satélites GOES viajan en el espacio en la misma dirección de rotación y a la misma velocidad angular que la tierra, aparentan estar estáticos respecto a una estación terrena receptora.

Ingenietía Electrónica 1 9

Estacibn Temna Meteorológica UA"I . . Proyecto Terminal . . .

Tres satélites de E.U. se encuentran en órbita en el plano ecuatorial. Un satélite llamado GOES-WEST localizado al suroeste de las islas Hawaii, , un segundo satélite, el GOES-EAST se encuentra aproximadamente sobre Colombia y Ecuador. La capacidad de cobertura de los satélites se extiende apro::imadamente hacia 60 grados este y oeste de su punto suborbital, por lo que se puede cubrir un área de costa a costa con tres satélites. La búsqueda de la latitud de los satélites es apro::imadamente de 60 grados en los hemisferios norte y sur, y cuyo rango es la distancia desde el norte de Canadá hasta el sur de América.

Estos satélites mantienen un monitoreo constante de la atmósfera, y proveen información importante sobre mediciones atmosféricas y sobre la actividad solar. La oportunidad de colectar datos instantáneos permiten mediciones en tiempo real de la atmósfera. De particular importancia son las transmisiones WEFAX que contienen información metereológica del día y de la noche.

Los satélites son capaces de recibir datos desde barcos y faros en el mar, así como relevar datos a sus transmisores. Estaciones de procesamiento manejan la información bajada del satélite y envían la información vía telefónica a aeropuertos, estaciones de radio y televisión, y a otros usuarios.

Los satélites GOES se mantienen a una altitud síncrona de 19 312 millas náuticas sobre la superficie de la tierra. Como se mencionó anteriormente tres satélites conocidos como del este, central y oeste, están localizados a una longitud de 75 grados oeste, 107 grados oeste y 135 grados oeste respectivamente.

El Servicio Nacional de Satélites de la Tierra (NESS) , una división de la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica ( N O M ) , opera en una red de satélites de órbita polar y geoestacionaria. Los datos de estos satélites son usados para predicciones metereológicas. Los satélites GOES monitorean condiciones de tormentas y temperatura entre el ecuador, y el sur y norte del continente americano. Los satélites de órbita polar

Ingeniería Electrónica 2 O

Estaci6n Terrena Meteorobgica UAM-I ProyectoTerminal . -

pueden delinear condiciones de la atmósfera, de la tierra, y del agua en diferentes áreas de la superficie terrestre.

Los satélites de órbita polar (NOAA) utilizan cámaras de alta fidelidad capaces de observar secciones de la tierra con una resolución de menos de 2 Km.

El 1 de abril de 1960, el primer satélite meteorológico llamado T I R O S , con un peso de 260 libras y construido por RCA,

transmitió una espectacular muestra de la superficie terrestre. Una gran variedad de satélites modernos basados en este prototipo forman la serie de los satélites NOAA.

A pesar de las grandes ventajas que nos puedan ofrecer los satélites, también nos pueden dar ciertos problemas. Algunas veces, éstos nos pueden proporcionar mucha información, y algunas veces nos pueden dar muy poca información. Por una parte, se puede proporcionar una gran cantidad de imágenes y datos que pueden ser interpretadas por científicos, mientras que por otra parte, toda esta información tiene sus limitantes. Por ejemplo, la información que se pueda obtener sobre l o s océanos, se limita únicamente a la superficie de éstos, y no a la estructura interna de los océanos.

Para nuestro caso, estudiaremos los elementos necesarios para formar una estación terrena, la cual es nuestro principal objetivo. Una estación terrena debe de realizar diferentes funciones: recibir una señal de un satélite, decodificarla, y por último visualizarla en un dispositivo de video. En la figura 9 se muestra un diagrama de bloques básico de una estación terrena. La señal es recibida por una antena y es amplificada por un LNA con una ganancia apro:-:imada de 20 dB. El receptor de VHF (SIP369 1) debe de operar en un rango de frecuencia entre 135 a 150 MHz y el cual puede ser controlado por un cristal de cuarzo o de frecuencia ajustable. La salida del receptor es una señal de baja frecuencia (200 -2400 MHz) la cual consta de la información de video y la señal de sincronización.

-


Estación Tenena Meteorológica UAM-I Proyecto Terminal. ..- . - .

RECEPTOR 130-1 5OMHz

I DE SEÑAL 1- PROCESADOR

GRAFICOS

.I ONTROLADO FIGURA 1

o MONITOR

La salida del receptor es transportada de un procesador de señal a un microprocesador de gráficos y el cual desplegará en un monitor la imagen recibida.

Un Satélite es un sistema muy complejo y delicado, integrado por varios subsistemas. El Satélite necesita energía eléctrica, disipar calor, corregir movimientos ymantenerse en equilibrio, ser capaz de regular su temperatura, ser resistente al medio ambiente en el que se encuentra inmerso, y desde luego comunicarse con la Tierra; sus subsistemas más importantes se muestran en la tabla 1.

Ingeniería Electrónica 2 2

Estac&n Terrena Meteorolbgica UAM-I Proyecto Terminal

Subsistema

Recibir y transmitir señales de A n t e n a s

Función

radiofrecuencia

Comunicaciones

Suministrar electricidad con los niveles Energía eléctrica

Amplificar las señales y cambiar su frecuencia

adecuados de voltaje

Control Térmico

Determinar la posición y orientación del posición y Orientación

Regular la Temperatura del conjunto

satélite

Propulsión Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir la posición y la orientación

Rastre0,telemetría y control en Tierra para conservar el comando Intercambiar información con el centro de

funcionamiento del satélite

Estructural Alojar todos los equipos y darle rigidez al conjunto

Tabla 1

Describiremos solamente los Subsistemas más importantes para nuestro estudio:

Subsistema de Antenas.

Las antenas reciben las señales de radiofrecuencia provenientes de las estaciones terrenas transmisoras, y después de que son procesadas en el satélite,las transmiten de regreso hacia la Tierra, concentradas en una haz de potencia.

Hay Satélites que tienen varias antenas de características distintas, con finalidades diferentes. Por ejemplo, el satélite de comunicaciones internacionales Intelsat V tiene ocho antenas para poder cubrir una vasta e::tensión territorial e Intercomunicarla eficientemente al menor costo posible. de estas ocho antenas, dos son globales, dos hemisféricas, dos de zona y dos puntuales. Las primeras dos son antenas de corneta y cubren la mayor cantidad posible de la superficie terrestre que puede verse desde la

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posición del satélite; es decir, pueden recibir desde- .cuaL-quier estación transmisora que se encuentre dentro de los limites de esa zona y pueden transmitir también hacia cualquier estación receptora que se halle dentro del mismo contorno. Las otras seis antenas son parabólicas y la extensión territorial que cubren es aquella dentro de l o s contornos mostrados en la figura 10.

Cobertura terrestre de los haces de iluminaci6n de las antenas de un saielite Intelsat V colocado sobre el oceano Atldntico: 1) haz puntual; 2) haz de zona (con líneas punleadas), y 3) haz hemisferico. Un haz global tiene la cobertura de los dos haces hemisfericos mAs el espacio oceAnico entre ambos. (Cortesia de Aeros- patiale.)

figura 10

En dicha figura también se observa que la cobertura de cada haz, denominada huella de iluminación, está limitada por un contorno muy irregular. La irregularidad de estos contornos está hecha a propósito por los diseñadores de las antenas; de esta forma no se desperdicia potencia transmitiéndola a puntos geográficos en los que no hay tráfico o estaciones terrenas transmisoras y receptoras, y en cambio se aprovecha mejor concentrándola para que ilumine sólo los lugares geográficos er, l o s que sí hay densidades importantes de población, equipos y demanda de servicios de comunicación.


Estaci6n Terrena Meteorolbgica UAM-I Proyecto Terminal . - '. L ." . ..

Subsistema de Comunicaciones

Las señales de comunicaciones (telefonía, televisión e información digital) recibidas por el satélite entran a é1 a través de sus antenas, y ellas mismas se encargan de retrasnmitir toda esa información hacia la Tierra, después de procesarla debidamente. Los principales pasos del proceso son amplificar las señales a un nivel de potencia adecuado, para que puedan ser recibidas a su regreso con buena calidad, así como cambiarlas de frecuencia, para que salgan por el conjunto de antenas sin interferir con las señales que estén llegando simultáneamente. El subsistema de comunicaciones reali.za estas funciones mediante filtros, amplificadores, convertidores de frecuencia y multip1e::ores.

El diagrama 11 muestra la relación entre las antenas y el equipo de comunicaciones. A la trayectoria completa de cada repetidor, comprendiendo todos sus equipos desde la salida de la antena receptora hasta la entrada de la antena transmisora se le da el nombre de Transponder.

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES

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Amplificador de bajo ruido

Amplificador

I

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Se rlal provenienle I de la Tlerra

I

!" ""-1 Convertidor de frecuencia

AmDlificador

; Atenuador de Polencia

Conexlon con otros alenuadores y am. plificadores de po-

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Estacibn Tenena Meteorológica UAM-I Proyecto Terminal ,. ;:

La señal proveniente de la Tierra que entra por la antena receptora puede contener muchos canales de televisión, o miles de canales telefónicos o de datos, todos ellos enviados en frecuencias diferentes; al rango de frecuencias que hay entre la frecuencia más baja y la más alta de las que se transmiten se le da el nombre de ancho de banda. Cuanto mayor sea el ancho de banda de un equipo, este será más capaz de trabajar de igual forma dentro de un mayor rango de frecuencias; por ejemplo, si se trata de un equipo de recepción, puede recibir con la misma calidad más canales de televisión, telefonía o datos que otro cuyo ancho de banda de operación sea menor.

Tal como se muestra en el diagrama 11, el primer dispositivo electrónico importante que encuentran 1.as señales recibidas por la antena es un amplificador de bajo ruido (LNA), con poca potencia de salida; este aparato genera internamente muy poco ruido, que se suma a las señales originales que entran a é1 para amplificación. Todos los dispositivos electrónicos generan ruido, principalmente por su calentamiento; éste término se emplea para identificar a las señales nuevas, de diversas frecuencias, que son generadas interna e indeseablemente por el aparato. Si estas nuevas señales, ajenas a la información original, son muy grandes o intensas, entonces al sumarse con la segunda pueden alterar su contenido. La primera etapa de amplificación es muy importante, porque cualquier señal recibida por la antena es muy débil, ya que el nivel de potencia de éSta es muy bajo. Por esta razón es muy importante que el ruido generado por este primer dispositivo de amplificación común sea lo más bajo posible, y de ninguna manera comparable en magnitud a ninguna de las débiles señales que están entrando en él.

El amplificador de bajo ruido tiene un ancho de banda muy grande, de 500 MHz, pues debe ser capaz de amplificar al mismo tiempo todas las señales recibidas por la antena, antes de que se proceda a separarlas entre sí, por medio de filtros, para realizar las siguientes etapas del proceso que se lleva a cabo en este subsistema. Es un dispositivo clave, de cuyo correcto funcionamiento depende que la información siga fluyendo o no, y por

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lo tanto se debe contar con un duplicado; es decir, el amplificador de bajo ruido es un equipo redundante, de tal forma que si uno de l o s amplificadores se descompone, mediante un conmutador se transfiere el enlace a otro que sí esté en buenas condiciones.

Cuando la señal ha alcanzado un nivel adecuado, pasa por un dispositivo conocido como convertidor de f r e c u e n c i a , que no es más que un oscilador local que multiplica las señales que entran por otra generada internamente. Después de amplificar y cambiar la frecuencia de las señales, el siguiente paso es separarlas en grupos o bloques. La separación se realiza con un demultiplexor , que tiene un solo conducto de entrada y varios de salida. A continuación, cada bloque pasa por una etapa muy fuerte de amplificación, proporcionada por un amplificador de p o t e n c i a , y

después todos l o s bloques son reunidos nuevamente en un solo conjunto de ancho de banda, a través de un multip1e;:or.

También se puede observar que después de cada salida del demultiplexor hay un atenuador o resistencia variable; la cual sirve para disminuir a control remoto, y en distinto grado, la intensidad del bloque de señales que entra a cada amplificador de potencia, o a la primera etapa de amplificación si es que hay más de una. La regulación de la intensidad de entrada permite operar al amplificador de potencia en distintas condiciones o puntos de trabajo, es decir, se puede controlar la cantidad de potencia que salga de él.

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DESARROLLO

DESARROLLO PRACTICO

El primer paso realizado fue el ensamble de la antena geoestacionaria (reflector parabólico).

Se identificaron las piezas de la antena de acuerdo a dos manuales (Satellite Demonstration Tutorial and Installation / Assembly Guide ) ,y se procedió al ensamble siguiendo sus indicaciones. Se procedió a un ensamble gradual, limitado por el equipo físico, llegando poco a poco, a la instalación adecuada de la antena.

El ingreso al programa, se logra con el comando SATCOM.EXE, acto seguido se despliega una pantalla con el título del programa y un menú principal. Dicho menú consta de tres opciones(figura 12):

A) RADIO FAX B) S A T T R A C K

C) V I E W

Al seleccionar la opción de R A D I O F A X , presionando el botón izquierdo del mouse, se despliega un nuevo menú, el cual consta a su vez de seis opciones(figura 13):

A . 1 ) NOAA NORTH TO SOUTH

A.2 ) NOAA SOUTH TO NORTH

A . 3 ) NOAA V I S U A L AND INFRARED NORTH TO SOUTH A . 4) NOAA V I S U A L AND INFRARED SOUTH TO NORTH

A . 5 ) G O E S W E F A X A . 6) GOES T B U S

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The Science Instruments C o m p a n y Satellite W e a t h e r Slation

f i g u r a 12

figura 13

.. Ingenkrfa Electrdnica 29

Estas opciones se seleccionan de acuerdo a la señal grabada durante la recepción de la misma. Por ejemplo si se grabó una señal, la cual era transmitida por uno l o s satélites NOAA, e iba en la dirección de sur a norte, se seleccionaría las opciones N o A A V I S U A L AND INFRARED SOUTH TO NORTH o NOAA SOUTH TO NORTH; esto es debido a que el procesador de señal hará un barrido en la misma dirección sobre el monitor.

Al seleccionar la opción SAT TRACK del menú principal, se despliega una pantalla (figura 14), la cual, en su parte izquierda provee una lista de los satélites disponibles por el sistema, y en su lado derecho ofrece los datos keplerianos, estos datos son necesarios para obtener la ubicación exacta del satélite de órbita polar (NOAA) .

0 The S c i e n c e Instrumenls Company Sa le l l i le Weather S t a t i o n

figura 14

Ingenieria Electrónica 3 O

Estacibn Temna Meteorolclgica UAM-I Proyecto Terminal , .

7 The Science Inslt.utnet>ts 'Conrpany Salell i le Weather S l a l i o n

f i g u r a 15

a The Science I~rsLrunrc?nls Company Salel l i le Weallrer Stalion

Estaci6n Temna Meteorobgica UAM-I ' " 'Proyecto Terminal

Los datos referidos a cada satélite se pueden obtener f6cilmente al seleccionarlo, presionando el botón izquierdo del mouse. La opción SAT TRACK también consta de dos opciones adicionales con las que se permite simular el movimiento rotacional de l o s satélites sobre la superficie terrestre. Estas opciones adicionales son icono equidist e icono hammer.

Al seleccionar el i cono equid is t , en la pantalla se observa un mapa-mundi con el rastreo del satélite en blanco(figura 15). Los datos Keplerianos (tiempo, azimut, elevación, rango, altura[Km], latitud y longitud) son mostrados en la parte inferior de la pantalla.

Para parar el rastreo del satélite se presiona la tecla <ESC>, y para regresar al menú anterior se hace presionar el botón izquierdo en el icono de cerrar, el cual se encuentra en la parte superior izquierda.

En la opción hammer el programa mostrará una representación global del rastreo del satélite, con los mismos datos Keplerianos que la opción anterior (figura 16). Se puede variar la fecha, hora y tiempo de la simulación, al cambiar estos datos en el recuadro que se halla debajo de la ventana donde se encuentran los datos Keplerianos, los cuales a su vez, también pueden ser modificados de acuerdo a boletines (e.g. NASA PREDICTION BULLETIN). Asimismo, si se desea, se pueden imprimir dichos datos al efectuar un presionar el botón izquierdo de mouse en el icono "PRINTER". Con los datos obtenidos se puede predecir fácilmente la posición adecuada de la antena YAGI, para la recepción en la dirección en que el satélite radiará.

Regresando al menú principal, al seleccionar la última opción VIEW, se despliega una pantalla (figura 171, en la cual en la parte i.zquierda se muestran las imágenes almacenadas en el disco duro (PICTURE F I L E S ) .

Para poder ver una imagen, se selecciona con el mouse, y luego se hace presionar el botón izquierdo en el icono VIEW. Enseguida, se observa un barrido de la pantalla como preámbulo al despliegue de

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Estaci6n Temna Meteorol6gica UAM-I . - . Proyecto Terminal. ... -.

l a imagen. Las imágenes se pueden presentar en cuatro resoluciones disponibles de acuerdo a su letra inicial:

1) <A>11 1024::768 pi::eles 2) <H>igh 800::600 pi::eles 3) <M>edium € 4 0 : : 4 8 0 pi::eles 4) <L>ow 320: :200 pi::eles

Y para hacer SCROLL de las imágenes se utilizan las teclas direccionales hasta el área deseada.

figura 17

Ingeniería Electrbnica 3 3

Adicionalmente se cuentan con doce funciones para cambiar el color de la paleta, estas nos ayudan a tener información especifica meteorológica, por ejemplo cuando se esta en la función de blanco y negro, las nubes son de color blanco, las masas de tierra son grises y las aguas son los manchones obscuros. Asimismo, también se pueden inferir las temperaturas de las nubes, la cual se considera directamente proporcional al grado de nitidez de color blanco. La temperatura de ciertas regiones se pueden medir gracias a las fotos vía infrarrojo en la opción de escala de grises, es decir, se tiene un registro de las temperaturas en un rango de entre blanco y negro, donde las nubes frías son de color blanco, y conforme la temperatura de las nubes es mas caliente estas tienen una apariencia mas grisácea. Se tiene que hacer referencia, de que todas las imágenes deben ser tomadas cuando se tenga luz de dí.a, de otra manera el satélite no nos proporcionará información alguna.

El menú del icono VIEW también cuenta con la opción de poder animar hasta cuatro imágenes, con el fin de hacer predicciones sobre el comportamiento de parámetros climatológicos. Para hacer posible esta animación, es necesario que las cuatro imágenes correspondan a la misma región, a distintos intervalos de tiempo. Posteriormente se procedió a la adquisición de las imágenes grabadas en l o s audiocassettes de acuerdo a los siguientes pasos:

1.- Cargar el programa SATCOM. 2 . - Presionar el botón izquierdo del ratón en el icono RADIO FAX. 3 . - Girar media vuelta en sentido de las manecillas del reloj la perilla AGC THRESHOLD, de la tarjeta de procesamiento de señal. 4 . - Fijar el switch LIVE/TAPE en la posición TAPE. 5.- Ajustar los controles de BLACK LEVEL y CONTRAST en la posición cero. 6.- Poner el selector SYNC PULSE FREQUENCY en la posición del satélite deseado (NOAA o G O E S ) . 7 . - Insertar en el reproductor de cintas el cassette donde se encuentren grabadas las imágenes, y ajustar el volumen en una posición media.

8 .- Presionar el botón izquierdo de mouse en el icono correspondiente a la dirección de la imagen que será scaneada.


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En este momento, la pantalla deberá borrarse y esperará la señal de entrada proveniente de la tarjeta de procesamiento de señal. 9.- Presionar PLAY en el reproductor de cassettes. 10.- Observar en el indicador del AGC THRESHOLD un nivel de 1.5 a 2, si no es así, ajustar la perilla hasta obtener dicho nivel. 11 .- Observar el LED SYNC LEVEL de tal manera que se encuentre en sincronía con el tick-tock de la señal pregrabada. 12.- En este instante se debe empezar a formar la imagen.

Después de llevar a cabo todos los movimientos necesarios, se pudo adquirir una imagen de la región del Pacífico, donde principalmente se mostraba la isla de Cuba.

Luego se procedió al armado de la antena YAGI junto con el ensamble de los motores de elevación (Parte superior) y de posición azimutal (parte inferior).

El arreglo de la antena YAGI consta de 12 elementos parásitos y de dos dipolos .Sobre el brazo principal del arreglo (rear boom) , se encuentran montados un alimentador de 50 ohms ,de forma cilíndrica, conectado a la interfase de transmisión a la computadora.

Por último se procedió a armar la antena Turnstile, que debe estar montada en la parte superior de el arreglo YAGI.

Una vez montada la antena YAGI, se procedió a la práctica correspondiente, para adquirir la señal del Satélite GOES. Para esto se tomaron varios horarios de l o s diferentes satélites NOAA y así posicionar la antena correctamente. Con el equipo de laboratorio se siguieron los siguientes pasos:

En la tarjeta del receptor de señales

- El sintonizador se colocó a 137.5 MHz

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- La perilla de Modo se colocó en Polar Dir - El interruptor de AFC (Automatic Frequency Control) se colocó en ON. - La perilla SWEEP en OFF

En La Tarjeta de procesamiento de señales:

- Verificar que en medidor de AGC este entre 1.5 y 2.0 - El interruptor LIVF./TAPE en la posición LIVE - La perilla SYNC FREQ en NOAA vs. 1040MHz

Del menú Principal del software, seleccionar RADIOFAX y esperar a que se escuchará el tono de sincronización, desplazando la antena YAGI por medio de l o s controladores de motores, según el ángulo previamente obtenido por el software, paralelamente a esta operación, la perilla de tunning se varía , de tal forma que se pretenda tener una mejor recepción de la señal. Sin embargo solo se logró grabar algunas señales de conversación telefónica a 134MHz apro::imadamente.


Estación Temna Meteorobgica UA"I Proyecto Terminal

RESULTADOS

-Se identificó completamente el equipo de cómputo (software y hardware), y de los cuales se recomiendan las siguientes especificaciones mínimas, de acuerdo a la experiencia adquirida: 1)Monitor a Color Super VGA, 2)CPU con microprocesador 80386 DX.

-Se desplegaron dos imágenes previamente grabadas, sin poder llegar a la impresión de las mismas, ya que el software trabaja en un modo, en el que bloquea todas las interrupciones de impresión del sistema de la computadora; pudiéndose grabar solamente como un archivo de gráfico.

-orientación correcta de la Antena Yagi: Manual y monitoreada

-Se hicieron varias pruebas para adquirir las señales que los diferentes satélites NOAA radian, sin embargo, y tal vez a un error de rango de frecuencia de recepción de la antena YAGI, no se logró captar ninguna señal, la cual es radiada a 137.5 MHz. Únicamente se lograron adquirir algunas señales telefónicas, en un rango de frecuencia de 134 y 141 MHz.

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CONCLUSIONES

Hoy en Día, l o s satélites constituyen la clave de la revolución de las telecomunicaciones. Asimismo son la base fundamental en un sistema de comunicación actualmente. Esto ha venido a realizar un hecho que hace años era inimaginable, ya que un satélite además de servir como un enlace en el espacio, también puede servir inmensas áreas del planeta simultáneamente.

Los Satélites nos pueden proporcionar cualquier tipo de información, y que dependiendo de su aplicación son el núcleo de una estación terrena. Ahora, por la parte de la estación terrena, es de vital importancia, cubrir con las especificaciones mínimas que el satélite imponga: el tipo de señal a recibir nos definen las características tanto de la antena y de todos sus componentes.Así mismo se deben de estudiar todas las limitaciones que la ubicación de la estación junto con las que el medio ambiente puedan afectar, aún cuando hay que tomar en cuenta que toda señal es susceptible a la Interferencia Terrestre. Por eso es muy importante seleccionar adecuadamente el equipo y la ubicación de la antena. Una selección adecuada del conjunto antena/alimentador/LNA evitará tener problemas de interferencia, logrando esto con una combinación de plato/LNA capaz de proporcionar un C/N (Relación portadora/Ruido: razón entre la potencia de la portadora recibida y la potencia del ruido en un ancho de banda determinado), superior al umbral del receptor.

Otro factor importante es la correcta orientación de l a antena, la cual debe tener una línea visual sin obstáculos a todos los satélites, ya que toda obstrucción localizada entre la antena y el satélite absorberá o reflejará la señal y distorsionará cualquier flujo de información.

Asimismo se deberá tener cuidado con los horarios, que en nuestro caso para los satélites N O M -el cual es de órbita polar-, en las que la señal del satélite está a nuestro alcance y lograr una buena recepción.

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EstaciSn Terrena Meteorol6gica UAM-I Proyecto Terminal

Por otra parte, es indispensable contar con el=adecuado equipo de cómputo, ya que de acuerdo a nuestra aplicación, que esencialmente es el adquirir imágenes metereológicas, y contar con un monitor Super VGA que nos permite aprovechar al máximo toda información adquirida. Debido a que el software opera en modo gráfico, sería indispensable contar con un CPU con un microprocesador 80386 y un coprocesador matemático, ya que esto le daría una mayor rapidez a la conversión de la señal (Análogico/Digital) cuando ésta es adquirida del procesador de señal y realizar su barrido en forma ágil y eficiente.

Es por eso, que la Universidad Autónoma Metropolitana, unidad Iztapalapa, se preocupa por cubrir todos los requisitos para poder instalar una estación terrena, y la cual no solamente apoyaría al área de comunicaciones en tener un laboratorio, sino que con toda la información que se pueda adquirir, la cual es metereológica, colabore en un área de investigación climatológica de nuestra unidad.


Estaci6n Terrena Meteorol6gica UAM-I - - - Proyecto-Terminal

BIBLIOGRAFIA

Satellite Communications, Course SIP369AM Tischler,Morris; Science Instrument Company

Televisión Doméstica Via Satélite, Baylin, Frank; Gale, Brent; Baylin/Gale Productions, diciembre 1985

Satellite Communications Pratt, Timothy; Bostian, Charles W. John Wiley & Sons, Singapur 1986

Digital Satellite Communications Ha, Tri T. McGraw-Hill Communications Series New York, NY 1986

Satélite de Comunicaciones Neri Vela, Rodolfo McGraw-Hill

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Estach Tenena Meteorológica UAM-I

APENDICE A

LISTA DE EQUIPO

EQUIPO DE COMPUTO

Disco Duro de 20 Mbytes Drive de 5 1/4" 640 Kbytes de RAM de memoria base Monitor Super VGA a color Tarjeta de Convertidor Analógico Digital Teclado Impresora a color Antena Turnstile YAGI Antena Cable RF :: 100" de longitud Panel de Control Fuente de poder Panel receptor de la señal del satélite Panel de Procesamiento de Señal Reproductor de cintas Controlador del motor de la antena YAGI

SOFTWARE (PROGRAMAS) Programa de Arranque Almacenamiento y recuperación de imágenes Optimizador de video Rastreo de la órbita Impresión y graficador 9 imágenes almacenadas en discos 2 imágenes almacenadas en Cassettes

... Proyecto.Teninal . . - . . . . . . .

AN!l'ENA YAGI


Estaci6n Temna Meteorobgica UAM-I Proyecto Tepninal . ..

Base trapezoidal Mástil/Boom de 5 ft. Cable del número 12 :: 100 ft Cable PL259 a 'IF" :: 10 ft 2 Elementos dipolares de 1 1 / 2 " 2: 31" Elementos parásitos de 3/16" ::

4 0 5/8" por 2 piezas 35 5 / 4 " por 4 piezas 35 3/8" por 6 piezas

Tornillería

OTROS

Cable de 5 pines D I N a interfase de audiocassette Cable de 5 pines a interfase de computadora Cable RCA-RCA Cable I I F I I - f I F f l :: 100 ft (Cable de la señal principal)

AN!l!ENA GEOESTACIONARIA

Plato de 10 ft de diámetro Alimentador con Convertidor de Bajada Controlador de la antena GOES Videocassette de instalación Cable del número 12 :: 100 ft.

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