Série de Problemas - Satélites Problema SAT.1 Suponha uma estação de terra com as seguintes características: factor de mérito (G/T): 40.7 dB/K; factor de ruído do receptor: 9 dB; temperatura de ruído visto pela antena: 40 K; atenuação no guia entre a antena e o receptor: 0.3 dB; temperatura de ruído do pré-amplificador colocado entre a saída do guia de ondas e a entrada do receptor: 10 K; ganho do pré-amplificador: 26 dB; frequência da ligação descendente: 4 GHz; frequência da ligação ascendente: 6 GHz. Calcule o ganho mínimo que a antena deve ter. Para esta mesma antena, qual a largura aproximada do feixe a 3 dB. Problema SAT.2 Considere o percurso descendente de uma ligação de radiodifusão de televisão directa por satélite geo-estacionário (d = 40 000 km), à frequência de 12 GHz. O sinal a transmitir é transformado num sinal binário com 96 Mbit/s e modula uma portadora de 8-PSK. Considere para o raio da Terra 6373 km. Calcule o ganho da antena do satélite supondo um diagrama de radiação uniforme em relação ao alvo e nulo fora dele . O alvo cobre na Terra, ao nível do Equador, uma área circular com 1000 km de diâmetro. Para uma densidade de energia na área do alvo de –77 dBm/m2 e um ganho da antena de emissão do satélite de 40 dBi, qual deverá ser a potência do emissor colocado no satélite? Qual deverá ser o factor de mérito da estação terrena para se conseguir uma taxa de erros binários de 10-4? Problema SAT.3 Considere um satélite do tipo INTELSAT IV com uma portadora modulada em frequência por um sinal de telefonia múltipla por divisão na frequência de 972 canais telefónicos e que ocupa uma largura de banda total de 36 MHz. Sabendo que: o factor de mérito da estação de terra é de 40.7 dB/K; o factor de mérito do satélite é de -19 dB/K; a potência do emissor do transponder ocupado totalmente pelo sinal descrito é de 6 W; o ganho da antena do satélite é de 17 dBi; a densidade de potência colocada no satélite é de –43.7 dBm/m2; a frequência da ligação Terra-satélite é de 6.225 GHz; a frequência da ligação satélite-Terra é de 4 GHz; 1 calcule a potência de ruído térmico devida ao percurso ascendente e ao percurso descendente, com bom tempo, para uma estação de terra que observa o satélite segundo um ângulo de 20º. Calcule a margem para a atenuação suplementar devida ao ruído térmico estipulada pela ITU. Considere para o raio da Terra 6 373 km e para o raio da órbita do satélite 42 154 km. Problema SAT.4 Considere um satélite geo-estacionário de telecomunicações, à distância de 40 000 km da estação terrena, em que um dos transpositores tem as seguintes características: potência isotrópica equivalente radiada (EIRP): 65 dBm; largura de banda utilizada: 72 MHz; frequência de emissão: 4.1 GHz. A estação terrena tem o seguinte diagrama de blocos: Guia Ta = 41 K Ga = 60 dBi Pré-amp Receptor Tp = 14 K Gp = 22 dB Nf = 5.5 dB Gr = 40 dB a) Calcule o comprimento máximo do guia de ondas, com atenuação de 0.1 dB/m, à temperatura de 290 K, para que o factor de mérito (G/T) da estação terrena seja de 40 dB/K. b) Calcule o fluxo de potência colocado pelo satélite na estação terrena. c) Será possível ocupar este transpositor com 4 portadoras, cada uma modulada em frequência por um sinal de banda de base com 252 canais telefónicos, e manter um ruído térmico no percurso descendente inferior a 4 500 pW0p no pior canal telefónico? Considere que, para esta ocupação do transpositor, se tem: redução da potência total do transpositor (output back-off): 6 dB; frequências limites do sinal de banda de base: 12 e 1052 kHz; frequência média do último canal telefónico em cada portadora: 1050 kHz; factor de mérito da estação terrena: 40 dB/K. 2