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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

UNIDAD IZTAPALAPA

DIVISION DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

LICENCIATURA: INGENIERIA EN ELECTRONICA

REPORTE DEL PROYECTO TERMINAL:

ADQUlSlClON DE DATOS METEOROLOGICOS POR MEDIO DE UNk ESTACION TERRENA EN LA UAM-IZTAPALAPA

PRESENTA: JOSE ROBERTO QUIJANO ZAVALA

ASESOR: ING. JUAN CARLOS SANCHEZ GARCIA

Lugar de Realización:

Universidad Autónoma Metropolitana

Unidad lztapalapa

Edificio Carlos Graeff (T)

México, Distrito Federal, mayo de 1995

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I PROYECTO TERMINAL

TABLA DE CONTENIDOS

OBJETIVOS ................................................................................................... 2 INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 CAPITULO I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

ANTECEDENTES HlSTORlCOS ......................................................... 6 CONCEPTOS BASICOS ...................................................................... 9

ENLACE RADIOFRECUENCIA ................................................. 9 TRANSPONDEDOR .................................................................. 12

CAPITULO II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 ESTACIONES TERRENAS .................................................................. 15 SUBSISTEMA DE ANTENAS .............................................................. 18 PARAMETROS IMPORTANTES DE LAS ANTENAS .......................... 19

ANTENA YAGI ........................................................................... 21 ANTENA CON REFLECTOR PARABOLIC0 ............................ 21

ANTENA PARABOLICA CON ALIMENTACION FRONTAL ....................................................................... 23 ANTENA PARABOLICA CON ALIMENTADOR DESCENTRADO ............................................................. 24 ANTENA CASSAGRAIN ................................................. 25

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES .............................................. 26 LNA Y CONVERTIDOR DESCENDENTE DEL EQUIPO UTILIZADO EN LA ET ............................................................... 29

ENLACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 CAPITULO Ill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INSTALACION DE LA ESTACION TERRENA DE DATOS METEOROLOGICOS ........................................................................... 38

INTRODUCCION TEORICA ...................................................... 38 DESARROLLO PRACTICO ....................................................... 42

RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 BlBLlOGRAFlA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 APENDICE A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

1


OBJETIVOS

a Instalar y poner en funcionamiento una estación terrena para la

adquisición de datos meteorológicos de los satélites NOAA y GOES.

Se requiere el siguiente equipo:

1 .-Reflector parabólico

2.-Antena YAGI-Turnstile

3.-Controlador de antenas

4.-Procesador de señal

5.-Convertidor AID

6.-Software del sistema

Comprensión de los conceptos básicos de la comunicación vía

satélite.

2 Aplicar correctamente el software del sistema.

a Comprobación del funcionamiento del sistema con ejemplos de

instalación.

a Describir cómo las antenas de la estación terrena deben ser

posicionadas para recibir información desde los satélites de órbitas

geoestacionaria (GOES) y órbita polar (NOAA).

2


INTRODUCCION

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 Via SatéMe. Hasta hace algunas décadas este tipo

de sistemas podrían haber parecido imposibles de realizar, pero actualmente

con el extraordinario avance de la tecnología espacial, la microelectrónica y la

ciencia de la computación, se tienen enlaces vía satélite cada vez más

sofisticados y eficaces, los cuales nos permiten comunicarnos casi al instante

con cualquier punto geográfico.

Los primeros satélites se utilizaron con fines militares, pero pronto se

pusieron 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 y climáticos, entre

otros.

3


En el presente trabajo se pretende ilustrar las actividades realizadas

durante la instalación de una estación terrena para uso meteorológico y cuya

información será proporcionada por los satélites norteamericanos GOES y

N O M .

En la licenciatura en ingeniería electrónica con área de concentración en

Comunicaciones 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.

4

C A P I T U L O I


CAPITULO I

MARCO TEORICO

ANTECEDENTES HISTORICOS

A finales de la década de los años cincuenta, los 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 primer satélite artificial, el

SPUTNlK / de origen soviético, transmitió información telemétrica por espacio

de 21 días. Este hecho fue seguido por una incansable actividad espacial por

parte de los E.U., la cual empezó en enero de 1958 con el lanzamiento del

EXPLORER 1.

Posteriormente 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

experimental pasivo llamado ECHO 1. 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

6


magneticas para su retransmisión, llamado COURIER, se convirtió en pionero

de las comunicaciones vía satélite.

El primer proyecto desarrollado con capital privado fue el lanzamiento del

TfZLSTAR I, que era un repetidor activo de tiempo real, construido y diseñado

por Bell System. El ELSTAR, fue colocado por la NASA en una órbita elíptica,

a mediana altitud, y demostró la factibilidad de los repetidores de microondas

en la telecomunicación comercial.

Los experimentos del gobierno continuaron en diciembre de 1962 con el

lanzamiento del RELAY I , satélite construido por RCA y usado en experimentos

de transmisión de voz, datos y video.

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 son:

1 .- Bajo costo de lanzamiento

2.- Fácil almacenaje debido a su pequeño tamaño

3.- Corto tiempo de propagación de radiofrecuencia

Sus desventajas 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.

7


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 tierra).

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.

En febrero de 1963, con el lanzamiento del SYNCOM I, se intentó por

primera vez colocar un satélite en órbita síncrona. Le siguieron el SYNCOM 11 y

el SYNCOM 111, lanzados en julio de 1963 y agosto de 1964 respectivamente.

El 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 (INTELSAT I), usado para comunicaciones comerciales. Desde

ese entonces la evolución de los sistemas INTELSAT ha ido en aumento hasta

llegar al 1NTELSAT V1.

8

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I

CONCEPTOS BASlCOS

PROYECTO TERMINAL

El circuito de comunicación por satélite (FIGURA 1) 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.

ENLACE RADIOFRECUENCIA

Un satélite de comunicaciones opera como un repetidor distante de

microondas, ofreciendo servicios de comunicación entre múltiples estaciones

terrenas en varias localidades 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.

9

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA Ubi-I PROYECTO TElUklINAL

Circuito.- Es un enlace full-duplex entre dos estaciones terrenas.

Half Circuit- Es un enlace bidireccional entre una estación terrena y el

satélite.

/ \ Dirección de maxima ganancia \/’

/ /

/ /

/

\ Dirección de

\ .+”--+ maxima 1 ganancia \ \

1

Patrón de radiación d e la antena parabolica de dos estaciones [erre nas, una pequeña y una grande.

FIGURA 1

10


La capacidad de un enlace RF (típicamente expresado en términos de

canales de voz por transpondedor) esta 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). 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 su calidad

esta directamente relacionada con la relación portadora-ruido del enlace

de bajada, la cual depende de los mismos parámetros.

3)Sistema electrónico del satélite. 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

11


intermodulación, causados por la operación no lineal del amplificador del

satélite, pueden ser incluidas. Otro tipo de interferencias como las

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.

Se requieren dos elementos básicos para establecer un enlace vía

satélite; el primero es el repetidor del satélite, usualmente llamado

franspondedor, y el segundo es la estación ferrena.

TRANSPONDEDOR

Desde el punto de vista de las comunicaciones, un satélite puede ser

considerado como un repetidor distante de microondas, el cual recibe

transmisiones por medio del enlace de subida (up-link), y provee filtración,

amplificación, procesamiento y traslación en frecuencia a la banda utilizada por

el enlace descendente para la retransmisión. Este tipo de transpondedor es un

repetidor amplificador cuasi-lineal. Las bandas de frecuencia 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.

12


Además la banda de frecuencias bajas es normalmente usada en el

enlace de bajada para aprovechar las bajas pérdidas atmosféricas, minimizando

así, los requerimientos del amplificador de potencia.

Los amplificadores del transpondedor deben proporcionar grandes

ganancias (rangos entre 80-100 dB), mientras mantienen la operación a bajo

ruido, esto debido a que la señal recibida por el enlace ascendente viene muy

atenuada, por lo que se hace absolutamente necesario que la circuiteria del

transpondedor tenga la menor temperatura de ruido posible.

Los requerimientos de ganancia típicamente requieren de etapas

múltiples de amplificación de bajo ruido. Las primeras etapas en los modernos

transpondedor 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 transpondedor están típicamente provistas de Traveling-

Wave-Tube(TWTAs), las cuales operan reconstruyendo constantemente la

señal.

Algunos transpondedores más sofisticados utilizan repetidores

regenerativos, donde la señal digital es demodulada y vuelta a modular dentro

de los mismos transpondedores. Esta aplicación tiene la gran ventaja de

separar el enlace de subida y de bajada en dos vías diferentes.

La estación terrena, segundo componente básico del enlace via satélite,

dado que es la base del presente trabajo, se tratara con detalle en el próximo

capitulo.

13

C A P I T U L O II


CAPITULO II

ESTACIONES TERRENAS

PROYECTO TERMINAL

Como se ha mencionado en el primer capitulo, uno de los componentes

básicos de un sistema de comunicaciones por satélite, esta constituido por las

estaciones terrenas (ET).

Las estaciones terrenas se clasifican por su función, tamaño de antena y por su

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 los mas conocidos y representativos son las antenas.

Este es el momento oportuno para describir las estaciones terrenas, así

como para definir sus características.

Como podemos apreciar en la FIGURA 2, una ET esta constituida por

todo un sistema capaz de emitir y/o recibir información hacia/desde el satélite.

15


"RUSMISOR

RECEPTOR

FIGURA 2

Aunque en el proyecto terminal que nos ocupa, la ET únicamente es de

recepción, conviene realizar un enfoque generalizado.

16


Un Satélite es un sistema muy complejo. El Satélite necesita energía

eléctrica, disipar calor, corregir movimientos y estar 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 .

Comunicaciones

11 Energia eléctrica

/I Control Térmico

Posición Y

Orientación

Propulsión

I Rastreo, telemetria y e Estructural

Tabla 1

Función ~~~~~~~~

Recibir v transmitir señales de radiofrecuencia

Amplificar las señales v cambiar su frecuencia

Suministrar electricidad con los niveles adecuados

de voltaie

Reaular la Temperatura del coniunto

Determinar la posición y orientación del satélite

Proporcionar incrementos de velocidad y pares para

correair la Dosición v la orientación

Intercambiar información con el centro de control en

Tierra para conservar el funcionamiento del satélite

Alojar todos los equipos y darle rigidez al conjunto

Describiremos solamente los subsistemas más importantes para nuestro

estudio.

17


SUBSISTEMA DE ANTENAS

PROYECTO TERMINAL

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 lntelsat V tiene ocho antenas para poder cubrir una vasta

extensión 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 posición del satélite;

es decir, pueden recibir desde cualquier 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

encerrada dentro de los contornos PIRE.

Sabemos que la cobertura de cada haz, denominada huella de

iluminación o huella PIRE, está limitada por un contorno muy irregular. La

18


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 concentrando la potencia para que

ilumine sólo los lugares geográficos en los que sí hay densidades importantes

de población, equipos y demanda de servicios de comunicación.

PARAMETROS IMPORTANTES DE LAS ANTENAS

Iniciaremos este apartado con algunas definiciones.

Antena.- Es el elemento por medio del cual podemos captar o emitir

radiación electromagnética.

Antena /sotrópica.- Es aquella que emite radiación electromagnética

uniformemente en cualquier dirección. Es físicamente irrealizable y sus

ganancias vienen dadas por:

gi = 1

Gi = 10 log (Si) = O dB

Ahora podemos mencionar algunas de las características mas

importantes de las antenas:

Area Efectiva (A,f). Es la ventana real de una antena que captura

radiación electromagnética considerándola como receptora.

19


Area de Apertura (A). Es el área transversal a la antena en la dirección

de máxima radiación.

El área efectiva y el área de apertura pueden ser relacionadas por la

siguiente igualdad:

Aef = VA

donde:

q: Eficiencia de apertura de la antena.

El factor de apertura tiene un valor típico de 0.6 y depende entre otros

de los siguientes factores:

- Calidad y geometría de la antena

- Acoplamiento geométrico de la corneta (alimentador) y el plato.

La apertura representa el área a través de la cual pasan las señales.

Patrón de Radiación. Es una representación gráfica de la manera en que

una antena emite radiación

Ancho del Haz a 3 dB. Es el ángulo formado por los puntos que se

encuentran 3 dB abajo del máximo valor de radiación.

Potencia Isotrópica Radiada Efectiva (PIRE). Podemos definirla como la

potencia que requeriría una antena isotrópica para tener la misma intensidad de

radiación que una antena real en una dirección particular.

20


Existen diversos tipos de antenas entre las que podemos mencionar la

Yagi y el reflector Parabólico.

21

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I PROYECTO TERMINAL.

ANTENA YAGI

Consiste de dos dipolos de media onda colocados en un arreglo

perpendicular uno del otro.

Bajo este arreglo la antena se encuentra polarizada circularmente para

recepción. El patrón de la antena es mitad vertical y mitad horizontal, dichos

patrones se encuentran a menos de 3dB uno del otro.

Las antenas con polarización circular pueden ser de mano derecha

(RHC) o de mano izquierda (LHC).

ANTENA CON REFLECTOR PARABOLIC0

Este tipo de antena es el mas utilizado en las ET. La configuración

parabólica de esta antena, provee un medio efectivo de emisión/captación de

radiación debido al tamaño de su superficie y a la geometría de la parábola

(todos los puntos de la superficie equidistan del punto focal), debido a esto, toda

la energía puede ser dirigida hacia dicho punto.

Estas antenas se usan principalmente para rastrear satélites

geoestacionarios debido a que son fáciles de dirigir. Cuando se necesita tomar

datos de mas de un satélite, pueden usarse motores para su movimiento tanto

en azimut como en elevación.

22


Existen varios tipos de antenas de reflector parabólico, los cuales de

manera general, difieren por el tipo de alimentación. Entre estos tipos podemos

contar:

a) Antena Parabólica con alimentador frontal

b) Antena parabólica con alimentador descentrado

c) Antena Cassegrain

23

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I PROYECTO TERMNAL

A) ANTENA PARABOLICA CON ALIMENTACION FRONTAL

Tiene como característica que el alimentador, se encuentra colocado en

el foco geométrico de la parábola. Podemos observar la configuración en la

figura 3. Tiene como ventajas su facilidad de montaje y su costo; sin embargo,

entre sus desventajas podemos contar:

1‘) las perdidas producidas por la obstrucción del alimentador y del

soporte del mismo.

2) El desborde y la necesidad de instalar el LNA en el alimentador para

evitar perdidas por la longitud del cable de conexión y de ruido térmico.

Hacia el sat6lite /

/ /

/

/

. 5

/e- Alimentador

‘\e”- Soporte h

Reflector parabólico

Antena parabólica con alimentación frontal (modo d5transmisión). ..

/

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAIM-I PROYECTO TERMINAL

B) ANTENA PARABOLICA CON ALIMENTADOR DESCENTRADO

Como podemos observar en la figura 4, con esta configuración se

elimina el bloqueo del alimentador, del equipo electrónico y del soporte. Esta

configuración se obtiene colocando el alimentador en el foco de un

paraboloide, pero físicamente se elimina una parte de la parábola dando por

resultado una estructura descentrada.

. . .

FIGURA 4

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAIM-I PROYECTO TERMINAL

ANTENA CASSAGRAIN

En esta configuración, como podemos observar en la figura 5, se tiene

un arreglo entre un reflector parabólico y un subreflector hiperbólico. Dicho

arreglo tiene como característica que los focos de ambas superficies

coinciden. Dada esta característica, resulta que una antena Cassegrain es

equivalente a una antena parabólica con alimentación frontal de diferente

4’,concavidad y distancia focal. - .

/ /

Subreflector

jeflector )arabdlico

Aliment ador

Antena Cassegrain con alimentacidn frontal (modo de transmisih).

FIGURA 5


FIGURA 5

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES

PROYECTO TERMINAL

Las señales de comunicaciones (telefonía, televisión e información

digital) recibidas por el satélite entran a éI a través de sus antenas, y ellas

mismas se encargan de retransmitir 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 realiza

estas funciones mediante filtros, amplificadores, convertidores de frecuencia y

multiplexores.

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 Transpondedor.

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

27


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.

El primer dispositivo electrónico importante que encuentran las señales

recibidas por la antena es un amplificador de bajo ruido (LNA). Entre los

requisitos que debe cubrir un LNA se cuentan:

I ) Baja temperatura de ruido

2) Ganancia alta, tipicamente del orden de 40-60 dB.

El LNA genera internamente muy poco ruido, el cual se suma a las

señales originales que entran a éI 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

28


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 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 los 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 frecuencia. La conversión de frecuencia se

puede realizar en un solo paso (FIGURA 6) o en dos pasos, en el cual, el primer

paso se filtra la señal con un ancho de banda igual al de todos los

transpondedores juntos, y en el segundo paso se llega hasta la frecuencia

intermedia.

29


. + : Proveniente del LNA . r l I Mezclador e

I I Td T c a d o r centralde 70 o 140

Filtro pasa Oscilado MHz, c m ancho de banda banda equivalente (ancho de banda a un transpondedor)

(Frecuencia

potencia

equivalente a un transpondedor)

FIGURA 6

LNA Y CONVERTIDOR DESCENDENTE DEL EQUIPO UTILIZADO EN LA ET

Dentro de la corneta de alimentación se encuentran el amplificador de

bajo ruido (LNA) y el convertidor descendente. Un solo cable de RF conecta

ambos dispositivos con el receptor de satélite. Por medio de este mismo

conducto se proveen también los 15 Volts con que operan dichos circuitos.

Asimismo la señal de RF que sale del convertidor descendente es conducida vía

el mismo cable hacia el receptor.

LNA

30


El LNA centrado a 1.691 GHz. provee poco menos de 20 dB de

ganancia.

El circuito consiste de dos transistores conectados en cascada. Tanto la

entrada como la salida tienen una impedancia de 50Q.

La salida del LNA esta conectada por medio de un pequeño cable al

convertidor descendente y la entrada esta acoplada directamente a la antena en

la corneta de alimentación. La conexión del LNA y el convertidor descendente

de esta manera, minimiza el ruido y la perdida se reduce considerablemente.

Convertidor Descendente

Consiste en un oscilador Colpitts operando a 97.093 MHz., la frecuencia

de dicho oscilador se traslada hasta 1553.5 MHz haciendo pasar la señal por

tres amplificadores multiplicadores. Estos amplificadores multiplican los 97.093

MHz por un factor de 16. La salida de los multiplicadores (1.553 GHz) se toma

como entrada para un mezclador . Dicho mezclador también es alimentado por

un amplificador de RF . La entrada de RF es tomada de la salida del LNA (1.691

GHz). La salida del mezclador va a otro amplificador de RF entonado a 137.5

MHz que es la frecuencia requerida por el receptor del satélite. En operación, el

receptor actúa como un amplificador de FI sintonizable.

El convertidor descendente tiene una ganancia de 20 dB, los cuales

sumados a los 20 dB proporcionados por el LNA dan una ganancia total de

aproximadamente 40 dB.

31


En resumen, el LNA entonado a 1.691 GHz recibe la portadora de RF

desde el satélite. Despues de pasar por el LNA y el convertidor descendente se

cuenta con una señal de FM de 137.5 MHz que pasa por un detector de FM en

el receptor, donde la sincronía y la señal de video son separadas, La salida del

receptor de FM puede ser grabada en un audio casette; posteriormente la señal

pasa al procesador de señal y después al ambiente del usuario (PC).

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.

Como hemos podido observar, 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 terrena" 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 2 se ilustra el diagrama de bloques

32


generalizado de una estación terrena, pero dependiendo de su aplicación

particular, algunas estaciones son mucho más sencillas y carecen de uno o más

bloques indicados, y como es el caso de nuestro equipo, el cual carece de un

transmisor.

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 allí que los lóbulos laterales o secundarios de radiación de la

antena deben ser lo más pequeños que sean posible, para que no capten

señales 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.

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 que es 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 más angosto, y los lóbulos secundarios

se 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.

33


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 éI 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 características de sus lóbulos.

La orientación de la antena de una estación terrena hacia un satélite se

realiza ajustando dos ángulos, en elevación y azimut; los 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 máxima radiación, el

ángulo de elevación es aquel formado entre el piso y dicho eje de simetría

dirigido hacia el satélite (figura 7).

34

f


903

FIGURA 7

Por su parte, el ángulo de azimut es la cantidad en grados que hay que

girar la antena en el 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).

35


7

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 la estación terrena, también es

necesario efectuar con frecuencia correcciones pequeñas en ambos ángulos

(como es el caso de cuando se recibe una señal de un satélite geoestacionario).

36


ENLACE TERRESTRE

PROYECTO TERMINAL

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 señal

a ruido, y pueden entonces ser trasladados dentro de la relación portadora-ruido

requerida en el enlace RF. En otras palabras cuantificamos el error permisible

por los 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 y10

modulación, donde una señal 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 modulación por código de pulsos (PCM) y

modulación delta.

Siguiendo con la codificación individual del canal el siguiente nivel de

procesamiento es la multiplexión. Para transmisión analógica, los canales son

combinados usando multiplexión por división de frecuencia (FDM), la cual

emplea portadoras separadas en frecuencia, donde cada una se acomoda en un

37

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I PROYECTO TERMlNAL

canal. En transmisión digital se combinan múltiples canales usando multiplexión

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 señales de canales simples o múltiples para la

transmisión sobre portadoras de 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 transpondedor simultáneamente. Dos tipos

de estas técnicas son:

A) Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), que emplea

varias portadoras en el mismo transpondedor.

B) Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), que emplea una

portadora simple, la cual es de tiempo compartido entre varios usuarios.

38

C A P I T U L O 111

ESTACION TERRENA METEOROLOGICA UAM-I TERMINAL

PROYECTO

CAPITULO 111

INSTALACION DE LA ESTACION TERRENA DE DATOS

METEOROLOGICOS

INTRODUCCION TEORICA

El objetivo principal de éste proyecto, es la obtención de datos

meteorológicos vía satélite, de ahí que nos enfoquemos principalmente a este

campo de aplicación. Los satélites que principalmente serán nuestro objeto de

estudio son los satélites meteorológicos 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 los 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 meteorológica, 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.

3 8


PROYECTO

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 meteorológica 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 los 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.

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

aproximadamente 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 aproximadamente 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

39


PROYECTO

transmisiones WEFAX que contienen información meteorológica 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 31 2 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 (NOAA), opera en una red

de satélites de órbita polar y geoestacionaria. Los datos de estos satélites son

usados para predicciones meteorológicas. 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 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.

40


PROYECTO

El 1 de abril de 1960, el primer satélite meteorológico llamado TIROS, 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 los océanos, se limita únicamente a la superficie de

éstos, y no a la estructura interna de los océanos.

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 2 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 aproximada 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.

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.

41


PROYECTO

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.

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.

Se continuó con el reconocimiento del equipo de cómputo el cual

constaba de una tarjeta convertidor analógico-digital, tarjeta de video de 1 Mbyte

de memoria RAM y diskettes de instalación del software.

42


PROYECTO

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 9):

A) RADIO FAX

B) SAT TRACK

C) VIEW

AI seleccionar la opción de RADIO FAX, presionando el botón izquierdo

del mouse, se despliega un nuevo menú, el cual consta a su vez de seis

opciones(figura 1 O):

A . l ) NOAA NORTH TO SOUTH

A.2) NOAA SOUTH TO NORTH

A.3) NOAA VISUAL AND INFRARED NORTH TO SOUTH

A.4) NOAA VISUAL AND INFRARED SOUTH TO NORTH

A.5) GOES WEFAX

A.6) GOES TBUS

43


PROYECTO

FIGURA 9

FIGUFW 10

44


PROYECTO

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 los

satélites NOAA, e iba en la dirección de sur a norte, se seleccionaría las

opciones NOAA VISUAL 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.

AI seleccionar la opción SAT TRACK del menú principal, se despliega una

pantalla, 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).

Los datos referidos a cada satélite se pueden obtener fácilmente 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 los satélites sobre la superficie terrestre. Estas

opciones adicionales son icono equidist e icono hammer.

AI seleccionar el icono equidist, en la pantalla se observa un mapamundi

con el rastreo del satélite en blanco. Los datos Keplerianos (tiempo, azimut,

elevación, rango, altura[Km], latitud y longitud) son mostrados en la parte inferior

de la pantalla.

45


PROYECTO

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. 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, en la cual en la parte izquierda se muestran las

imágenes almacenadas en el disco duro (PICTURE FILES).

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 la imagen. Las imágenes se

pueden presentar en cuatro resoluciones disponibles de acuerdo a su letra

inicial:

1) <A>II 1024x768 pixeles

2) <H>igh 800x600 pixeles

46


PROYECTO

3) <M>edium 640x480 pixeles

4) <L>ow 320x200 pixeles

Y para hacer SCROLL de las imágenes se utilizan las teclas direccionales

hasta el área deseada.

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 día, de otra manera el

satélite no nos proporcionará información alguna.

El menú del icono VlEW 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.

47


PROYECTO

Posteriormente se procedió a la adquisición de las imágenes grabadas en

los audiocassettes, para lo cual, se siguió el siguiente procedimiento:

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 LlVE/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 ( N O M o GOES).

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. 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.

48

I


PROYECTO

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.

Posteriormente,se procedió a la práctica correspondiente con la antena

YAGI para adquirir la señal del Satélite NOAA. Para esto se tomaron varios

horarios de los 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

- 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

49


PROYECTO

- El interruptor LlVElTAPE 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 los 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

aproximadamente.

50


RESULTADOS

PROYECTO

-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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BlBLlOGRAFlA

PROYECTO

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 8 t 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

52


PROYECTO

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 x 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

53


PROYECTO

Impresión y graficador

9 imágenes almacenadas en discos

2 imágenes almacenadas en Cassettes

ANTENA YAGI

Base trapezoidal

Mástil/Boom de 5 ft.

Cable del número 12 x 1 O0 ft

Cable PL259 a "F" x 10 ft

2 Elementos dipolares de 1 1/2" x 31"

Elementos parásitos de 3/16" x

40 5/8" por 2 piezas



Tornillería

OTROS

Cable de 5 pines DIN a interfase de audiocassette

Cable de 5 pines a interfase de computadora

Cable RCA-RCA

Cable 'IFII-IIFII x 100 ft (Cable de la señal principal)

ANTENA GEOESTACIONARIA

Plato de 10 ft de diámetro

Alimentador con Convertidor de Bajada

Controlador de la antena GOES

Videocassette de instalación

Cable del número 12 x 1 O0 ft.

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