Problema SAT

Série de Problemas - Satélites
Problema SAT.1
Suponha uma estação de terra com as seguintes características:
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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:
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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;
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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:
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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:
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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.
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