Universidad de Colima

Universidad de Colima Facultad de Telemática DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN LABORATORIO DE RECEPCIÓN SATELITAL CONTROLADO A TRAVÉS DE UNA PÁGINA WEB TESIS Que para obtener el grado de: Maestría en Ciencias, Área Telemática Presenta: I.S.C. Inés Angélica de León Sigg Asesor: M. en C. José Moctezuma Hernández Colima, Colima, Julio de 2004

Dedico este trabajo a mi papá y a mi hermana por ser ejemplo para seguir superándome en mi vida personal y profesional.

Agradezco profundamente: Al M. en C. José Moctezuma Hernández por compartir conmigo sus conocimientos y por la asesoría y paciencia en el presente trabajo. A mis tías por su cariño, confianza, apoyo, comprensión y ánimos brindados para resistir estos dos años; así como a mi hermano por su apoyo en esta etapa en mi vida profesional. Al Ing. Alejandro Martínez Pinto por su valiosa ayuda y tiempo dedicado para la realización de este trabajo. Al M. en C. Rubén Marentes por sus conocimientos compartidos y tiempo dedicado para el desarrollo de este trabajo. A mis maestros: M. en C. María Andrade, M. en C. Román Gallardo, M. en C. Erika Ramos, Dr. Miguel García, M. en C. Carlos Flores, M. en C. Juan Antonio Guerrero, M. en C. Omar Álvarez y M. en C. Silvia Fajardo por transmitirnos sus conocimientos durante los dos años de la maestría. A la M. en C. Sara Sandoval por su ayuda y apoyo durante la maestría y el desarrollo de este trabajo. A mis compañeros por su ayuda y paciencia y por haber hecho agradables los dos años en esta ciudad de Colima: Omar T. Chávez, Luis M. Meléndez, Aaron C. Lacayo, Dante I. Tapia, Aldo C. Ortega, Xavier G. Lucatero, Sammanta G. Cisneros, Lenin A. Cervantes, Mario E. Guzmán, José A. Ortega, Ironelis Valdez, Noemí L. Guerra y Lyz E. Martínez. De igual forma agradezco a todas las personas que de alguna manera intervinieron en la selección y desarrollo de este trabajo con sus comentarios y opiniones. A todos, muchas gracias.

Contenido Pag. RESUMEN 1 SUMMARY 2 INTRODUCCIÓN 3 CAPÍTULO 1 Conceptos Básicos de Satélites 6 1.1 Historia de los Satélites 6 1.2 Fundamentos de Satélites 11 1.2.1 Satélites Orbitales o Asíncronos 11 1.2.2 Satélites Geoestacionarios 12 1.2.3 Estructura y Funcionamiento de los Satélites de Comunicaciones 15 1.2.4 Separación entre Satélites 21 1.2.5 Ángulos de Vista 24 1.2.6 Interferencia y Atenuación de Señales 26 1.3 Estaciones Terrenas 27 1.4 Aplicaciones y Usos de Señales Satelitales 32 CAPÍTULO 2 Estación Terrena 35 2.1 Instalación de la Estación Terrena 37 2.1.1 Ubicación de la Antena Satelital 37 2.1.2 Instalación de la Antena Satelital 39 2.1.3 Ajustes de Apuntamiento 40 2.1.4 Instalación del Receptor Satelital 46 2.1.5 Conexión del sistema motor 49 2.2 Interfaz Electrónica 50 2.3 Pruebas y Resultados en Estación Terrena e Interfaz Electrónica 54 CAPÍTULO 3 Software de Control y Transmisión 57 3.1 Diseño del Software 58 3.2 Módulos del Diseño del Software 59 3.2.1 Servidor 60 3.2.2 Cliente 64 3.2.3 Cálculo de ángulos de apuntamiento de satélites 66

3.2.4 Servidor de Transmisión de Vídeo 67 3.2.5 Página Web 70 3.3 Integración de los Módulos 73 3.4 Prueba y Resultados de Transmisión 73 CAPÍTULO 4 Materiales 75 4.1 Estación Terrena 75 4.2 Interfaz Electrónica 79 4.3 Software 80 4.4 Costos de Material 81 CAPÍTULO 5 Implementación y Montaje 82 5.1 Configuraciones de Cables 83 5.2 Instalación de la Interfaz Electrónica 84 5.3 Conexión de Capturadora de Video y Cámara Web 85 5.4 Implementación de Software 88 5.5 Pruebas y Resultados Finales 88 CONCLUSIONES Y FUTUROS TRABAJOS 90 BIBLIOGRAFÍA 93 GLOSARIO 97 ANEXOS 103 Coordenadas de Satélites 104 Rastreo de Satélites en 3D 105 Pantalla Inicio Página Web 106 Pantalla Conceptos Satelitales Página Web 107 Pantalla Orientación Satelital Página Web 108 Pantalla Estación Terrena Página Web 109 Pantalla Historia de los Satélites Página Web 110 Pantalla Sistema Página Web 111 Pantalla Sistema con Control Remoto Página Web 112 Pantalla con Software Para Cálculos de Apuntamiento Página Web 113 Pantalla Enlaces Página Web 114 Pantalla Ayuda Página Web 115 Pantalla Acerca de Página Web 116 Software de módulo Servidor 117 Software de módulo Cliente 128

Lista de Figuras Pag. Fig. 1. Satélites orbitales 12 Fig. 2. Órbitas de satélite 13 Fig. 3. Satélite Morelos II. 14 Fig. 4. Satélite con estabilización triaxial. 15 Fig. 5. Huellas satelitales. 17 Fig. 6. Separación espacial de satélites 22 Fig. 7. Modelo de subida del satélite. 22 Fig. 8. Transponder del satélite. 23 Fig. 9. Modelo de bajada del satélite. 23 Fig. 10. Enlace intersatelital. 24 Fig. 11. Ángulo de elevación. 24 Fig. 12. Angulo de azimut. 25 Fig. 13. Diagrama de bloques genérico de una estación terrena. 27 Fig. 14. Antena de foco central. 30 Fig. 15. Iluminador. 31 Fig. 16. Posición vertical. 31 Fig. 17. Posición horizontal. 31 Fig. 18. Polarrotor. 32 Fig. 19. Convertidor. 32 Fig. 20. Diagramas de funcionamiento 35 Fig. 21. Plano de edificio de Posgrado de la Facultad de Telemática 38 Fig. 22. Partes de una estación terrena 38 Fig. 23. Foto del plato satelital antes de ser unido (SRT, 2003). 39 Fig. 24. Antena satelital 40 Fig. 25. Representación del ángulo de elevación 41 Fig. 26. Triángulo representativo de δ. 42 Fig. 27. Triángulo representativo de θ. 43 Fig. 28. Lóbulos de una antena parabólica pequeña. 46

Fig. 29. Lóbulos de una antena parabólica grande. 46 Fig. 30. Controles del panel frontal del receptor satelital. 47 Fig. 31. Indicadores del panel frontal. 47 Fig. 32. Elementos del panel posterior. 48 Fig. 33. Conexión de la antena satelital al receptor satelital. 49 Fig. 34. Conexión del motor. 50 Fig. 35. Diagrama de relevadores 51 Fig. 36. Diagrama de fuente de poder de 24V. 51 Fig. 37. Diagrama de circuito electrónico 52 Fig. 38. Diagrama de circuito electrónico para cambio de canales 53 Fig. 39. Plantilla de circuito electrónico. 54 Fig. 40. Plantilla para arreglo de actuador. 54 Fig. 41. Plantilla para arreglo de frecuencias. 54 Fig. 42. Última fase del circuito electrónico 55 Fig. 43. Señal Satelital 57 Fig. 44. Monitoreo de Antena 58 Fig. 45. Icono del servidor en barra de tareas 62 Fig. 46. Servidor desconectado y servidor en espera 62 Fig. 47. Pantalla de acceso a control remoto. 64 Fig. 48. Control remoto 65 Fig. 49. Cálculo de ángulos azimut y elevación. 67 Fig. 50. Señales de entrada y salida de video 69 Fig. 51. Transmisión de imagen de cámara Web. 69 Fig. 52. Menú del Laboratorio de Recepción Satelital 70 Fig. 53. Página de inicio del Laboratorio de Recepción Satelital 70 Fig. 54. Menú información 71 Fig. 55. Página Sistema del Laboratorio de Recepción Satelital 72 Fig. 56. Menú Cálculos 72 Fig. 57. Menú Ayuda 72 Fig. 58. Listas de equipos conectados a la página del laboratorio. 73 Fig. 59. Foto del plato parabólico (SRT, 2003). 75 Fig. 60. Foto de LNB banda C 75 Fig. 61. Foto del polarrotor 76 Fig. 62. Receptor satelital 76

Fig. 63. Foto PC IBM 76 Fig. 64. Foto capturadora de video 77 Fig. 65. Foto cámara Web 78 Fig. 66. Foto laptop 79 Fig. 67. Imagen de ángulo superior del circuito electrónico. 82 Fig. 68. Imagen de ángulo lateral del circuito electrónico. 83 Fig. 69. Conector DB25 procedente del puerto paralelo. 83 Fig. 70. Conector DB9 procedente de los controles de canales del receptor satelital. 84 Fig. 71. Diagrama de bloques de interfaz electrónica 85 Fig. 72. Conexión entre capturadora de video y receptor satelital. 86 Fig. 73. Conexiones de webcam y capturadora de video a equipo servidor. 87 Fig. 74. Diagrama de bloques del laboratorio de recepción satelital. 87

Lista de Tablas Pag. Tabla 1. Subsistemas de un satélite de comunicaciones. 16 Tabla 2. Espectro de frecuencias electromagnéticas. 18 Tabla 3. Frecuencias asignadas para servicios por satélite fijo y de radiodifusión. 18 Tabla 4. Combinaciones lógicas. 52 Tabla 5. Valores asignados a los pines del puerto paralelo. 61 Tabla 6. Configuración de dispositivos en Windows Media Encoder. 68 Tabla 7. Precio por artículo. 81 Tabla 8. Código de conector DB25 M. 84 Tabla 9. Código conectores DB9 (H y M). 84 Tabla 10. Código de cable de actuador. 84

1 Resumen El Laboratorio de Recepción Satelital es un sistema capaz de manipular a través de la red y con múltiples accesos, una estación terrena y las frecuencias recibidas desde el satélite por medio de una página Web. Este laboratorio está constituido por una parte en hardware y otra en software. La parte de hardware consiste en los elementos de la estación terrena y, además una interfaz electrónica independiente del equipo que controla el brazo motor de la antena parabólica, basado en relevadores y manipulado por el puerto paralelo de la computadora. El software consiste en un sistema con arquitectura cliente servidor desarrollado en Visual Basic 6, utilizando sockets para la comunicación; además utiliza las señales del puerto paralelo para el control de la antena satelital y los canales del receptor. La transmisión de video es a través de un servidor de video broadcast generado en una aplicación de software libre por medio de una página Web montada en un servidor http gratuito.

2 Summary The Laboratory of Satellite Reception is a system able to be manipulated through the network and with multiple accesses, an earth station and the frequencies received from the satellite by means of a Web page. This laboratory is constituted by a hardware module and another one of software. The hardware part consists of the elements of the earth station and in addition an independent electronic interface to the equipment that controls the arm motor of the satellite dish, based on relays and manipulated by the parallel port of the computer. The software consists of a client and server system developed in Visual BASIC 6, using sockets for communication; in addition to this, it uses the signals of the parallel port for the control of the satellite antenna and the channels of the receiver. The video transmission is through a broadcast video server generated in a free software application by means of a Web page mounted on an http gratuitous server.

3 Introducción El uso de las señales satelitales para comunicaciones digitales a través de las aplicaciones electrónicas actuales se ha vuelto indispensable, ya que ha logrado interconectar dos puntos distantes, sin necesidad de utilizar cableado físico, accediendo a lugares remotos; así como para dar coberturas globales, permitiendo una mayor calidad de comunicación internacional. Los países con poco desarrollo en sus sistemas de telecomunicaciones y con problemas geográficos de grandes desiertos, grandes espacios oceánicos, selvas, bosques o tundras de difícil acceso, utilizan este sistema como una solución a largo plazo para complementar sus sistemas terrestres. En algunos casos las señales satelitales han llegado a desplazar a los cables, aún cuando por su alto costo no han recibido la atención necesaria. Sin embargo, el uso de cableado, en algunos casos, también puede resultar demasiado costoso, o hasta puede llegar a ser casi imposible de instalar. Las ondas de radio, aunque son prácticas y eficientes, no llegan a alcanzar grandes distancias debido a la curvatura de la tierra, la orografía y la atenuación que sufre la señal a medida que se aleja de su fuente de emisión. Para poder lograr una comunicación óptima son necesarias las instalaciones de estaciones retransmisoras para asegurar que la recepción de la señal sea clara y completa. Sin embargo, en algunas ocasiones se torna casi imposible la colocación de este tipo de estaciones. Actualmente es más sencillo ponerse en comunicación con cualquier persona en cualquier punto de la Tierra. Un sistema satelital se puede emplear para múltiples aplicaciones, como puede ser televisión (permitiendo ser testigos de cualquier evento en algún rincón del mundo), la telefonía (permite hablar con quien sea independientemente de su ubicación geográfica), el Internet (permite acceder a toda clase de información científica, histórica, tecnológica, comercial, entretenimiento, cultural, turística, hacer compras, ventas, transacciones, etc.), la radio satelital, el video satelital, la navegación marítima y aérea, la localización GPS, meteorología, etc. Los sistemas satelitales cuentan con estaciones terrenas en distintas zonas, en las cuales, algunas veces, es necesario realizar ajustes en los ángulos de sus antenas, lo cual provoca una inversión

4 en tiempo y costo. Con un sistema capaz de controlar las antenas remotamente, habría un ahorro en ese tiempo y dinero. En muchas instituciones donde son impartidas materias de temas satelitales, como es el caso de la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, es necesario que los alumnos se relacionen con las tecnologías satelitales, realizando prácticas de tal manera que todos puedan acceder y controlar el equipo de una manera ordenada y fácil, y que miembros del mismo equipo o todo un grupo, incluso el propio profesor de la materia, sean testigos de las prácticas sin necesidad de estar presentes. El objetivo principal del Laboratorio de Recepción Satelital, es poner a disposición de los estudiantes la manera de conocer los satélites geoestacionarios del Cinturón de Clarke, sintonizándolos con un sólo equipo y de manera remota, de tal forma que puedan acceder a él desde cualquier lugar con acceso a Internet, pudiendo mover la antena satelital siguiendo la línea del ecuador para localizar los diferentes satélites geoestacionarios existentes, y poder cambiar la sintonía del receptor entre las distintas frecuencias de transmisión de los satélites. Así como aprovechar los recursos con que cuenta la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, sin necesidad de realizar gastos adicionales para cada usuario. Un grupo completo de alumnos podrá observar los movimientos realizados por la antena y será testigo de las señales captadas. A partir de aquí se desprenden los siguientes objetivos generales: Mover el plato satelital mediante el uso de una computadora, así como recibir las señales transmitidas por el satélite. Desarrollar un software para realizar las operaciones de control y manipulación del plato satelital. Implementar una interfaz electrónica para interconectar una estación terrena con la computadora que permita manipular los movimientos del plato satelital. Controlar el software de manera local en el servidor y tener acceso remotamente a los controles a través de Internet por medio de una página Web. El equipo con el que se cuenta es económico y de uso comercial, por lo que sólo trabaja con un brazo motor, limitando los movimientos de la antena controlados automáticamente a un grado de libertad, mecánicamente se pueden tener los dos grados de libertad; además, no se cuenta con un decodificador, por lo que sólo pueden ser recibidas las frecuencias libres de satélites geoestacionarios.

5 Los capítulos contenidos en este documento describen la instalación e implementación del laboratorio de Recepción Satelital. El capítulo 1 trata sobre la historia y los conceptos básicos de los satélites y estaciones terrenas. El capítulo 2 describe la forma en que se instaló la estación terrena, el apuntamiento de la antena satelital y el diseño del circuito electrónico utilizado para los movimientos del brazo motor. En el capítulo 3 se describe el software encargado de manipular la antena satelital por Internet. Los materiales utilizados para este trabajo se mencionan en el capítulo 4.

6 Capítulo 1 Conceptos Básicos de Satélites Desde años inmemorables, el hombre ha buscado la manera de comunicarse con los demás desde puntos remotos de una manera rápida y segura. Estas necesidades se han visto más claras en los tiempos de guerra, cuando es necesario el envío de mensajes puntual y oportuno. En siglos pasados era común ver palomas mensajeras o botellas flotando en el mar con mensajes dentro; o bien, hombres tenían que recorrer distancias muy largas y peligrosas para llevar documentos importantes a sus destinatarios. Algunas veces llegaba la información sin ningún percance, sin embargo, en otras ocasiones podía llegar alterada o simplemente no llegaba. Pasaban días, incluso meses para que el remitente pudiera recibir una respuesta del destinatario. Con estas necesidades han ido surgiendo nuevas ideas de comunicación a través de los años. Uno de estos avances tecnológicos han sido las telecomunicaciones, que no son otra cosa más que la comunicación por medio de la electricidad, surgiendo en el siglo XIX. Hoy en día, un mensaje llega en cuestión de segundos a su destinatario; o bien, se puede realizar una videoconferencia en tiempo real. 1.1 Historia de los Satélites Gracias a la necesidad de la comunicación, el hombre ha tenido la idea de crear satélites artificiales en la superficie de la Tierra, capaces de cubrir espacios territoriales muy extensos para transmitir información a diferentes lugares remotos e inaccesibles y mantener comunicación entre los continentes de la Tierra.

7 El primero en concebir la idea de un satélite geoestacionario fue un oficial inglés de la Segunda Guerra Mundial, llamado Arthur C. Clarke, quien en 1945 publicó un artículo llamado Extra-Terrestrial Relays, en donde describía un sistema de comunicaciones de tres satélites en órbita síncrona para lograr una cobertura global de la superficie terrestre (Neri Vela, 2003), (Rosado, 1999). Durante los años de 1946 a 1957, se trabajó en la construcción de cohetes suficientemente potentes para lograr poner en órbita un satélite. Se crea el proyecto RAND (Research And Development) por la compañía Douglas Aircraft y la Army Air Force, ambas estadounidenses, para examinar los planes del satélite artificial. Pero no fue hasta el 4 de octubre de 1957 cuando los rusos enviaron al espacio el primer satélite mundial, llamado Sputnik; físicamente era una esfera de aluminio pulida para reflejar las radiaciones y así mantener la temperatura interna del satélite. Su diámetro era de 58 cm y su peso de 84 Kg Transportaba dos radiotransmisores. Sus baterías de alimentación eran de plata y zinc. Su vida útil fue de 21 días (Hecl, 2003). El 31 de enero de 1958, Estados Unidos lanza su primer satélite científico, el Explorer I. En ese mismo año, lanza el satélite Score con una grabación de un mensaje navideño del presidente Eisenhower (Stern, 2002), (Barnes & Nombles, 2003). De 1950 a 1960, Estados Unidos utiliza la Luna como satélite para la comunicación entre barcos y tierra firme, rebotando las señales en ella (Barnes & Nombles, 2003). El primer satélite de comunicaciones fue puesto en órbita el 12 de agosto de 1960 por Estados Unidos, fue nombrado Echo I. Era un globo de 30 metros de diámetro forrado de aluminio. Realizó la primera transmisión entre New Jersey y Arizona (Falasco, 2003). Para el 4 de octubre de ese mismo año, fue lanzado el satélite estadounidense Courier 1B, siendo el primer satélite activo de comunicaciones puesto en órbita y en utilizar células solares para la retransmisión. Utilizaba cuatro receptores, cinco grabadoras y cuatro transmisores. Su vida útil fue de 18 días, retransmitiendo 118 millones de palabras (Falasco, 2003), (Rosado, 1999). El Telstar I fue el primer satélite en transmitir imágenes televisivas desde Europa a Estados Unidos, pesaba 72 Kg y tenía un diámetro de 87 cm. Fue lanzado por la compañía AT&T el 10 de julio de 1962. El 13 de diciembre de ese mismo año se lanza el satélite Relay I, construido por RCA para la

8 NASA, con dimensiones similares al Telstar I. Un año después es lanzado el Telstar II (Falasco, 2003), (Barnes & Nombles, 2003), (Rosado, 1999). En Febrero de 1963 se lanza el Syncom I de la NASA, fallando su equipo de radio, por lo que se envió el Syncom II el 26 de julio de ese mismo año, enlazó a Río de Janeiro (Brasil), Lagos (Nigeria) y New Jersey (EEUU) (Barnes & Nombles, 2003). La ceremonia de inauguración de los juegos olímpicos en Japón fue transmitida vía satélite a través del satélite Syncom 3, el cual fue lanzado el 19 de agosto de 1964. En ese mismo año se formó la organización internacional de comunicaciones, INTELSAT (ídem). El primer satélite lanzado por esta organización fue el INTELSAT I o Early Bird, el 28 de junio de 1965. Fue diseñado para una vida útil de dos años y medio, funcionando un total de cuatro años (ídem). En ese mismo año, la URSS lanza el satélite Molniya I, satélite de transmisión de programas televisivos. Entre 1965 y 1975 se lanzaron 29 satélites Molniya (Rosado, 1999). En 1967 son lanzados tres satélite INTELSAT II. Logrando INTELSAT una cobertura global. Para los años de 1968 a 1970, INTELSAT realizó 8 lanzamientos de su nueva generación de satélites INTELSAT III, teniendo un fracaso a pesar de sus mejoras. Entre 1971 y 1973 se lanzan 4 satélites INTELSAT IV (ídem). Canadá fue el primer país en contar con un sistema interior, lanzando el Anik I en noviembre de 1972 (Barnes & Nombles, 2003). 1999). En 1974 en un proyecto entre Francia y Alemania, es lanzado el satélite Simphonie I (Rosado, Desde entonces a la fecha, han sido varios los satélites lanzados por INTELSAT y por distintos países.

9 Satélites Mexicanos México no se ha quedado atrás en cuanto a las comunicaciones satelitales. En 1968 inicia su participación en la era satelital al inaugurar una estación emisora y receptora de imágenes satelitales en Tulancingo, Guerrero, con el propósito de transmitir los Juegos Olímpicos de México (Servín, 2000). A finales de los años 70 s y principios de los 80 s, con la idea de cubrir las emisiones televisivas a ciudades de Estados Unidos, fue rentado el espacio de tres satélites extranjeros, dos de ellos pertenecían al consorcio INTELSAT y el tercero fue el satélite estadounidense Westar III (Telecomm, 2003). El 17 de junio de 1985 se lanza el Morelos I, primer satélite mexicano, a través del transbordador espacial Discovery desde Cabo Cañaveral, Florida. Inicia operaciones el 29 de agosto enlazando la casa de José María Morelos, en Morelia, Michoacán y la Torre Central de Telecomunicaciones de México, D. F. (Telecomm, 2003). Su función básica fue la transmisión de señales televisivas de las compañías Televisa e IMEVISION, así como el canal 11 del sistema TV CANITEC; de radiodifusión a grupo ACIR, OIR, Radio Centro, Estéreo Rey y Raza, además la cobertura de eventos especiales. En cuanto a datos, en la banda Ku transmitía para empresas paraestatales como CFE, PEMEX, SCT, diario El Nacional, agencias noticiosas como NOTIMEX y AP (SCT, 1987). En marzo de 1994 queda fuera de servicio. Teniendo una vida útil de 9 años (Telecomm, 2003). El 27 de Noviembre de 1985 se lanza el segundo satélite mexicano, el Morelos II, también desde Cabo Cañaveral, en el transbordador Atlantis, del cual era tripulante el Dr. Rodolfo Neri Vela. Con una capacidad de 32 canales de televisión y una vida útil de 13 a 14 años (Telecomm, 2003), (Guerrero, Juárez, & Valera, 2003). Al principio sólo como un satélite de reserva por si llegaba a fallar el Morelos I (SCT, 1987). El 20 de noviembre de 1993 fue lanzado en Kourou, Guyana Francesa, el satélite Solidaridad I. Quedando fuera de servicio el 28 de Agosto de 2000 después de un desperfecto, adelantando a 7 años el fin de su vida útil (Telecomm, 2003), (COFETEL, 2000).

10 El satélite Solidaridad II fue lanzado, al igual que el Solidaridad I, desde Kourou, Guyana Francesa, el 8 de octubre de 1994. Es un satélite de comunicaciones de órbita geoestacionaria que aún se encuentra en órbita (Servín, 2000). El 28 de marzo de 1995, gracias a la cooperación de la Universidad de Moscú, en Plesetsk, Rusia, se lanzó el primer satélite mexicano, con piezas mecánicas fabricadas en el Instituto de Física y en el Centro de Instrumentos de la UNAM, el UNAMSAT-A, construido en la UNAM. El microsatélite se caracterizaba por tener un peso de 10.7 Kg, contando con celdas solares y baterías como fuente de energía. Sin embargo, el cohete explotó en el aire antes de ser puesto en órbita debido a que no estaba diseñado para tal operación (ídem). En 1996, fue lanzado el microsatélite UNAMSAT-B, el cual era una réplica de su antecesor UNAMSAT-A. Este nuevo satélite funcionó y transmitió señales durante 46 días (ídem). El 6 de diciembre de 1998 es lanzado el satélite SATMEX 5, desde Kourou, Guyana Francesa. Satélite geoestacionario que aún da servicios de comunicaciones comerciales (Telecomm, 2003). La empresa Satélites Mexicanos (SATMEX), cuenta con un nuevo satélite, SATMEX 6. Este satélite está listo para su lanzamiento, sin embargo aún no ha sido puesto en órbita debido a inconvenientes económicos con las empresas de seguros, siendo detenido en la Guyana Francesa (Yuste, 2004). Será el más poderoso en América Latina. Cuenta con una capacidad de 36 y 24 transponders en las bandas C y Ku, respectivamente (Satmex, 2004b). Su cobertura será continental, abarcando desde Estados Unidos hasta Argentina. SATMEX 6 será lanzado desde Kourou, Guayana Francesa. Tendrá una vida útil estimada de 15 años (Satmex, 2003). Por último, el satélite mexicano más reciente, SATEX 1 (Satélites Experimentales), que aún se encuentra en construcción. Es un microsatélite de propósitos para actividades de investigación, como mediciones atmosféricas, enseñanza vía satélite y para tomar fotografías del globo terráqueo para seguir el proceso de desertificación, crecimiento de la mancha urbana y avances de incendios forestales. Tiene un peso de 55 Kg y sus dimensiones son de 55 cm por lado. Estará a 800 kilómetros de la Tierra, teniendo un contacto con México cuatro veces al día con una duración de 15 minutos aproximadamente. Tendrá una vida útil aproximada de 10 años y se lleva un 85 % de avance. A cargo están la SCT, Telecom, Cofetel, el IPN, el CICESE, el CIMAT, la UAP, la UNAM (Viayra, 2004).

11 1.2 Fundamentos de Satélites En el mundo de las telecomunicaciones, los satélites han tenido un papel muy importante, siendo en muchos lugares un medio de comunicación indispensable. Los satélites son cuerpos que giran alrededor de otros. Existen dos tipos de satélites, los satélites naturales y los satélites artificiales. Los satélites naturales existen en la naturaleza desde siempre, el hombre no ha tenido nada que ver con su presencia. La Luna es el satélite natural de la Tierra. Aquellos objetos puestos en órbita por el hombre y que giran alrededor de la Tierra son satélites artificiales. Estos satélites son utilizados con fines científicos, tecnológicos y militares. Dentro de los satélites artificiales se encuentran los satélites orbitales o asíncronos y los satélites geoestacionarios. 1.2.1 Satélites Orbitales o Asíncronos Los satélites orbitales o asíncronos giran alrededor de la Tierra trazando un patrón elíptico o circular. No son estacionarios con relación a ningún punto de la Tierra, por tal razón sólo pueden ser vistos durante poco tiempo. La figura 1 muestra un ejemplo de satélites orbitales. Este tipo de satélites se subdivide en 2 tipos más: - Satélites de órbita progrado, los cuales giran en el mismo sentido que la Tierra y a una velocidad mayor. - Satélites de órbita retrógrada giran en sentido contrario a la Tierra o en la misma dirección pero con una menor velocidad a ella (PUCP, 2003).

12 Fig. 1 Satélites orbitales Por su tipo de órbita y altura, los satélites orbitales o asíncronos se clasifican en LEO y MEO: - Los satélites LEO son satélites de órbita baja, pesan cerca de 700 Kg, cubren una órbita circular a una altura entre los 200 y los 1,400 Km aproximadamente, cubriendo un periodo de una hora con 40 minutos y un tiempo de visibilidad de 10 minutos desde un punto estático de la Tierra (ídem). - Los satélites MEO son satélites de órbita media, tienen un peso cercano a los 1,000 Kg, cubren una órbita elíptica a una altura entre los 40,000 Km en el apogeo y 500 Km en el perigeo, en un periodo de 12 horas y un tiempo de visibilidad de 8 horas (ídem). 1.2.2 Satélites Geoestacionarios Los satélites geoestacionarios (GEO) tienen un peso aproximado a los 1,500 Kg, mantienen una posición fija con respecto a la Tierra, debido a que la altura de la órbita en la cual se encuentran, está en una órbita ecuatorial a 35,786 Km, orbitando de forma circular y geosincrónica, de tal manera que su periodo de rotación coincide con el de la Tierra, y ambos tienen la misma dirección. Su periodo de visibilidad es de 24 horas (García, 2003). La figura 2 muestra los tres tipos de patrones orbitales (Tomasi, 1996):

13 Fig. 2 Órbitas de satélite: (a) baja altitud, de órbita circular (LEO); (b) altitud media, órbita elíptica (MEO); (c) alta altitud, órbita geosíncrona (GEO). Dependiendo del uso que se les dé a los satélites, éstos pueden ser: Satélites meteorológicos. Satélites de navegación. Satélites militares y espías. Satélites de observación de la tierra. Satélites científicos y de propósitos experimentales. Satélites de radioaficionados. Satélites de comunicaciones Los satélites meteorológicos son utilizados para tomar fotos a la superficie terrestre proporcionando datos meteorológicos para predecir condiciones atmosféricas. En la navegación los satélites son útiles ya que permiten determinar posiciones en el mar, localizar iceberg s y trazar corrientes oceánicas. Los satélites militares y espías tienen una mayor precisión y seguridad, se usan para guía de misiles, localización y seguimiento de los efectivos militares, movimientos de tropas o control de los vehículos y naves militares. Con los satélites de observación de la Tierra como los satélites geodésicos es posible establecer las coordenadas en determinados puntos de la Tierra; o bien, con los satélites astronómicos son

14 realizadas exploraciones en las capas superiores de la atmósfera y es posible recolectar datos relativos a diversos cuerpos celestes. Los satélites científicos son usados para hacer pruebas en la atmósfera o probar leyes físicas. Los satélites de radioaficionados permiten investigar, estudiar y experimentar con equipos de radiocomunicaciones, prestando sus servicios para la ayuda comunitaria y como reserva en telecomunicaciones para la defensa nacional. Los satélites de comunicaciones se encargan de transmitir señales de televisión, de radio, de telefonía y datos. El presente trabajo está basado en los satélites de comunicaciones, los cuales son sólo objetos en el espacio que sirven como repetidores de las señales enviadas desde la Tierra. Por su tipo de construcción se pueden dividir en hiladores o spinners, y estabilizadores en tres ejes (Tomasi, 1996). En los spinners (hiladores) o estabilizados por giro, una parte de la estructura del satélite gira sobre su propio eje, manteniendo el equilibrio de todo el equipo; la otra parte permanece fija, al igual que las antenas, las cuales están orientadas hacia la Tierra. La unión entre estas secciones es sólo un mecanismo de rodamiento y transferencia de energía eléctrica con poca fricción (Neri Vela, 2003). La figura 3 muestra un satélite con estructura tipo spinner o hilador (Satmex, 2004a). Fig. 3 Satélite Morelos II. Estructura tipo Spinner.

15 Los satélites estabilizados en tres ejes están formados por una estructura que conserva su estabilización debido a tres volantes giratorios internos en cada uno de los tres ejes, los cuales son utilizados como referencia para lograr la orientación hacia la Tierra. Aparentemente se mantienen estáticos con los paneles solares extendidos en el vacío y con las antenas dirigidas a la Tierra (Neri Vela, 2003). La figura 4, muestra un satélite con estabilización triaxial (EDUSAT, 2003). Fig. 4 Satélite con estabilización triaxial. 1.2.3 Estructura y Funcionamiento de los Satélites de Comunicaciones Al estar en el espacio los satélites se vuelven vulnerables a diversas fuerzas perturbadoras, para enfrentar este tipo de obstáculos, sus estructuras requieren un buen diseño, una supervisión constante y un control efectivo y permanente. Si se llegara a presentar alguna falla en cualquiera de sus componentes ocasionaría el fin de la vida útil del satélite (Neri Vela, 2003). La estructura de los satélites está formada por los subsistemas descritos en la tabla 1 (Neri Vela, 2003), la cual es presentada a continuación.

16 Subsistema Antenas Comunicaciones Energía Eléctrica Control Térmico Posición y Orientación Propulsión Rastreo, Telemetría y Comando Estructural Función Encargadas de la recepción y la transmisión de las señales de radiofrecuencia desde o hacia la zona geográfica respectiva. Encargado de amplificar las señales recibidas, ampliar su frecuencia y pasarlas a las antenas para su retransmisión hacia la Tierra. Suministra electricidad a todos los equipos, con los niveles de voltaje y corriente adecuados, bajo todo tipo de condiciones, ya sean normales o en caso de eclipses. Regula la temperatura del satélite durante el día y la noche. Se encarga de determinar y mantener la posición y la orientación del satélite. Así como la estabilización y posición correcta de las antenas y paneles solares. Es la última etapa que se usa para la colocación del satélite en su órbita geoestacionaria, proporcionando incrementos de velocidad para corregir las desviaciones en posición y orientación. Se encarga de monitorear e intercambiar información con el centro de control en Tierra para conservar el funcionamiento del satélite. Es el encargado de mantener la rigidez y controlar todos los equipos, desde el despegue hasta su funcionamiento orbital. Tabla 1. Subsistemas de un satélite de comunicaciones (Neri Vela, 2003). A continuación se describen los subsistemas satelitales más detalladamente. 1- Subsistema de Antenas Las antenas se encargan de recibir la señal de la estación terrena, la procesan y la amplifican en el satélite, para retransmitirla a la estación terrena. Existen diferentes tipos de antenas para los satélites, las más comunes son monopolos, dipolos, helicoidales, bicónicas, cornetas, platos parabólicos, entre otros tipos (Neri Vela, 2003). Entre más pequeña sea una antena parabólica su haz de radiación es más ancho que una antena parabólica grande, por lo que puede recibir y transmitir en áreas más grandes; por el contrario, una antena grande, su zona de cobertura es más chica debido a que su haz de radiación es mucho más angosto; sin embargo, tiene una mayor ganancia (Neri Vela, 2003).

17 La cobertura satelital en la Tierra depende de la ubicación del satélite en la órbita, de las antenas para recibir la señal del satélite y la frecuencia que transmite el satélite (Tomasi, 1996). Las antenas del satélite son manipuladas para concentrar la potencia en una zona determinada en la superficie de la Tierra. Los patrones de radiación resultantes de la antena del satélite son llamados Huellas (Fig. 5(Satmex, 2004a)), en donde dichos patrones se pueden dividir en (Tomasi, 1996): Tierra, la cobertura es aproximadamente un tercio de la superficie terrestre. Zonal, la cobertura es menor a un tercio de la superficie terrestre, en la cual están los satélites Domsat. Punto, cubren una zona geográfica muy pequeña de la superficie de la Tierra. Fig. 5 Huellas satelitales. La imagen muestra los patrones de radiación de la antena (Huellas) de la banda Ku2 del satélite Satmex 5. Los contornos de intensidad o densidad indican las áreas con misma densidad. 2- Subsistema de Comunicaciones El subsistema de comunicaciones se encarga de separar las señales recibidas a través de las antenas desde la estación terrena en grupos o canales de banda ancha de microondas, (llamados Transponders), las amplifica, las procesa digitalmente, cambia la frecuencia a frecuencias más bajas dentro del espectro electromagnético, después las amplifica, las reagrupa y las pasa a las antenas para ser retransmitidas hacia la estación terrena receptora. Estos canales de banda ancha pueden contener canales de datos, de telefonía o de televisión. Regularmente los satélites contienen 12 canales de banda ancha que trabajan en las bandas C y Ku (Neri Vela, 2003). Las bandas 6/4 y 14/12 GHz son las frecuencias de la portadora más usadas en las comunicaciones por satélite, en donde la frecuencia de subida o ascendente (de la estación terrena al

18 transponder), es el primer número, y la frecuencia de bajada o descendente (de la estación terrena del transponder) es el segundo número (Tomasi, 1996). La tabla 2 presenta el espectro electromagnético de frecuencias electromagnéticas y la tabla 3 representa las frecuencias asignadas para servicios por satélite fijo y de radiodifusión. Frecuencia Longitud de Onda (m) Designación 3 Hz 30 KHz 8 4 10 10 Muy baja frecuencia (VLF) 30 300 KHz 4 3 10 10 Baja frecuencia (LF) 300 KHz 3 MHz 3 2 10 10 Frecuencia media (MF) 3 30 MHz 10 2 10 Alta frecuencia (HF) 30 300 MHz 10 1 Muy alta frecuencia (VHF) 300 MHz 3 GHz 1 1-10 Ultra alta frecuencia (UHF) 3 30 GHz 1 2 10 10 Súper alta frecuencia (SHF) 30 300 GHz 2 3 10 10 Extrema alta frecuencia (EHF) 3 7 10-10 GHz 3 10 3X 10 5 9 X Infrarrojo, luz visible, ultravioleta Tabla 2. Espectro de frecuencias electromagnéticas (Ha, 1990) C: 6/4 X: 8/7 Banda Ku: 14/12 Ku: 17/12 Ka: 30/20 Enlace ascendente (GHZ) Enlace descendente (GHZ) Ancho de banda Servicio GHz 5.925 6.425 3.700 4.200 500 MHz Servicio fijo por satélite GHz 7.900 8.400 7.250 7.750 500 MHz Comunicaciones militares GHz 14.0 14.5 11.7 12.2 500 MHz Servicio fijo por satélite GHz 17.3 17.8 12.7 12.7 500 MHz Servicio de radiodifusión por satélite GHz 27.5 31.0 17.7 21.2 3500 MHz Servicio fijo por satélite Q/V: 47.2-50.2 39.5 42.5 50/40 GHz Banda V Banda Q 3000 MHz Servicio fijo por satélite Tabla 3. Frecuencias asignadas para servicios por satélite fijo y de radiodifusión (Neri Vela, 2003).

19 Debido a que los anchos de banda son limitados, las frecuencias pueden llegar a saturarse, para evitar esto, se hace una reutilización de frecuencias incrementando el ancho de banda. Para reutilizar el espectro de la frecuencia se utilizan los siguientes métodos (Tomasi, 1996): - Generación de múltiples haces. Se incrementa el número de antenas, por lo que diferentes rayos de una misma frecuencia pueden ser dirigidos a diferentes puntos de la Tierra. - Polarización dual, es decir, orientar la polarización electromagnética de manera ortogonal. 3- Subsistema de Energía Eléctrica El satélite es provisto de energía a través de celdas solares, las cuales están diseñadas para funcionar de acuerdo al efecto fotovoltaico, es decir, entre más flujo de radiación solar reciban, mayor es la electricidad que generarán, además, entre más baja sea la temperatura a la que estén expuestas, mayor será la energía que generarán (Neri Vela, 2003). 4- Subsistema de control térmico La temperatura requerida por el satélite depende de las partes con que está formado, requiriendo un equilibrio térmico entre los distintos rangos de temperatura para lograr la eficiencia en la operación de todo el equipo. Los materiales y los colores que forman la estructura del satélite, influyen en el control de la temperatura de todo el equipo para mantenerlo estable en todo momento, como en cambios bruscos sufridos al momento de un eclipse, en donde el satélite queda en total oscuridad, y por lo tanto a temperaturas extremadamente bajas, así mismo, cuando termina el eclipse, se genera otro cambio brusco quedando expuesto nuevamente a los rayos solares; en estos casos el subsistema de control térmico hace un balance en la temperatura para que el satélite continúe en funcionamiento (ídem). 5- Subsistema de posicionamiento y control Los satélites sufren cambios en su posición y orientación con respecto a la Tierra cuando están en el espacio debido a diferentes fuerzas perturbadoras.

20 La posición del satélite se conoce midiendo la distancia a la que se encuentra y el ángulo con relación a algún punto de referencia sobre la Tierra. Estas mediciones se realizan a través de una señal piloto transmitida hacia el satélite, la cual es retransmitida, así, la diferencia detectada entre la señal enviada y la recibida, más el tiempo de retraso, indican la posición del satélite (Neri Vela, 2003). Por medio de interferometría se conoce la dirección o ángulo en que se encuentra el satélite, es decir, dos estaciones separadas por cierta distancia, envían señales pilotos y se comparan las señales recibidas por cada una de ellas (ídem). Existe otra técnica para medir el ángulo, la de máxima recepción, la cual requiere sólo de una estación terrena y consiste en orientar la antena hacia el satélite e irla moviendo hasta encontrar el nivel máximo de radiación. Ya teniendo el punto de máxima radiación se puede conocer la dirección o ángulo del satélite (ídem). Los sensores son utilizados para conocer la orientación del cuerpo del satélite con respecto a la Tierra. Existen sensores de Tierra, de Sol, de radiofrecuencia y estelares, los cuales son más precisos pero más pesados (ídem). La posición y la orientación del satélite pueden ser corregidas comparando los resultados de las mediciones de los sensores con valores de referencia considerados como correctos, después se calculan las correcciones para reducir los errores y finalmente, la posición y orientación del satélite se hace mediante actuadores montados en él (ídem). 6- Subsistema de propulsión Es la última etapa para colocar el satélite en órbita geoestacionaria, proporciona incrementos de velocidad para corregir las desviaciones en posición y orientación. Trabaja de acuerdo a la tercera ley de Newton, la cual dice: cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto, en donde mediante las toberas o conductos de escape, es como se obtienen las fuerzas que generan el empuje en sentido contrario (ídem). Para realizar las correcciones en la posición y la orientación del satélite se aplican empujes con cierta duración para obtener un incremento necesario en la velocidad en la dirección deseada (ídem).

21 7- Subsistema de rastreo, telemetría y comando Este subsistema está encargado del monitoreo y del intercambio de la información entre el satélite y el centro de control de la estación terrena (ídem). El sistema de telemetría mide las cantidades de voltaje, corriente, presión, potencia de salida de los amplificadores, posición de interruptores y las temperaturas (ídem). El rastreo es efectuado mediante señales piloto llamadas tono, que van desde la estación terrena hasta el satélite, y al ser captadas por éste, las remodula y las retransmite a Tierra. Una vez teniendo las señales retransmitidas por el satélite, son comparadas con las que se enviaron originalmente y las diferencias que se obtengan permiten hacer los cálculos para conocer la distancia a la que se encuentra el satélite (ídem). Las señales de comando son necesarias para realizar las correcciones en la operación y funcionamiento del satélite a control remoto, como por ejemplo poder cambiar la ganancia de los amplificadores, cerrar interruptores, modificar la dirección de la estructura, extender los paneles solares, mover las antenas, etc. Estas señales están codificadas y cifradas por cuestiones de seguridad (ídem). 8- Subsistema estructural La estructura es la que le dará al satélite la suficiente rigidez para mantenerlo protegido de todas las fuerzas perturbadoras a las que se verá sometido desde el momento de su lanzamiento; por lo que es importante que sea durable, resistente y lo más ligero posible (ídem). 1.2.4 Separación entre satélites Debido al espacio y al espectro de frecuencia limitado, existe un límite en el número de satélites que pueden ubicarse en el espacio dentro de un arco específico. Por tal motivo, se les asigna a cada uno, una longitud de arco geoestacionario. La posición de cada satélite es muy importante, ya que se debe tener la precaución de no interferir en el espacio de otro satélite. La figura 6 muestra la separación espacial de satélites en una órbita geosíncrona (Tomasi, 1996). Se tienen considerados entre 3 y 6 de separación espacial, esto dependiendo de las siguientes variables (Tomasi, 1996):

22 Fig. 6 Separación espacial de satélites en una órbita geosíncrona. 1. Ancho del haz y radiación del lóbulo lateral de la estación terrena y antenas del satélite. 2. Frecuencia de la portadora de RF. 3. Técnica de codificación o modulación usada 4. Límites aceptables de interferencia 5. Potencia de la portadora de transmisión (TX). Un sistema satelital consiste básicamente de un satélite en el espacio al cual están enlazadas varias estaciones terrenas en la Tierra (Ha, 1990). Para lograr la comunicación entre el satélite y las estaciones terrenas, se tiene un modelo de subida, un transponder y un modelo de bajada. El modelo de subida es el transmisor de la estación terrena al satélite (transponder). La figura 7 describe un diagrama de bloques de un transmisor de estación terrena (Tomasi, 1996). Al transponder del satélite Convertidor ascendente Banda base FDM ó PCM/TDM Modulador (FM, PSK ó QAM) BPF IF Modulador RF BPF HPA RF Generador MW 6 ó 14 Ghz Fig. 7 Modelo de subida del satélite.

23 El papel del transponder es recibir la señal de la estación terrena, amplificarla y retransmitirla por medio de la bajada a los receptores de la estación terrena. La figura 8 muestra el esquema del transponder (ídem). Trasladador de Frecuencia BPF Amplificador de bajo ruido LNA RF Modulador RF BPF Amplificador de baja potencia TWT RF De la estación terrena 6 ó 14 Ghz Oscilador de desplazamiento MW a 2 Ghz A la estación terrena 4 ó 12 Ghz Fig. 8 Transponder del satélite. El modelo de bajada es el transmisor del satélite (transponder) a la estación terrena. La figura 9 muestra un diagrama de bloques del modelo de bajada (ídem). Del transponder del satélite Convertidor descendente (o de bajada) BPF Amplificador de bajo ruido LNA RF Modulador BPF IF Demodulador (FM, FSK ó QAM) Banda base FDM ó PCM / TDM RF Generador MW 4 ó 12 Ghz Fig. 9 Modelo de bajada del satélite. En algunas ocasiones es necesaria la comunicación entre satélites por lo que se realiza un enlace cruzado entre satélites o enlaces intersatelitales (ISL), sin embargo, es limitada la potencia tanto transmitida como recibida debido a que el transmisor y el receptor son enviados al espacio. La figura 10 muestra un enlace intersatelital (ídem).

24 Satélite 1 Satélite 2 Comunicaciones cruzadas Enlace de subida / de bajada Enlace de subida / de bajada Estación 1 Tierra Estación 2 Fig. 10 Enlace intersatelital. 1.2.5 Ángulos de Vista Las antenas son las encargadas de recibir y transmitir la comunicación entre el satélite y la estación terrena. Para lograr la orientación de la antena hacia el satélite, es necesario conocer los ángulos de azimut y elevación, llamados ángulos de vista (Tomasi, 1996). Los ángulos de elevación y azimut, se miden de acuerdo a la posición en la cual la antena tiene la máxima ganancia. Ángulo de elevación El ángulo de elevación es el ángulo formado entre la señal recibida por la antena desde el satélite y la horizontal, (Tomasi, 1996), (Neri Vela, 2003), (Ha, 1990). En la figura 11 está representado el ángulo de elevación. Zenith Dirección hacia el satélite Foco Angulo de elevación θ Plano horizontal Fig. 11 Ángulo de elevación.

25 Azimut Es el ángulo de apuntamiento horizontal de la antena y se mide en el sentido de las manecillas del reloj (Tomasi, 1996), (Neri Vela, 2003), (Ha, 1990). El ángulo azimut φ se encuentra entre 0 y 360. Dependiendo de la localización de la estación con respecto al punto del satélite, el ángulo de azimut φ está dado por (Ha, 1990): - Hemisferio norte: ' Estación terrena al oeste del satélite: φ = 180 φ ' Estación terrena al este del satélite: φ = 180 + φ - Hemisferio sur: Estación terrena al oeste del satélite: ' φ = φ ' Estación terrena al este del satélite: φ = 360 φ El ángulo azimut es representado en la figura 12 (Neri Vela, 2003). Dirección hacia el satélite geoestacionario, en el plano ecuatorial φ Este θ Sur Proyección horizontal de la línea hacia el satélite Oeste Plano horizontal Norte geográfico Ubicación de la estación terrena Fig. 12 Angulo de azimut.

26 Rango El rango es la línea que se forma desde la estación terrena hasta el satélite, y se obtiene por medio de Ley de Cosenos, con los datos de la latitud de la terrena, el radio de la Tierra y la posición del satélite geoestacionario (Neri Vela, 2003). 1.2.6 Interferencia y Atenuación de Señales Existen varios factores por los cuales las señales pueden sufrir interferencias o pueden tener alguna atenuación: Atenuación por absorción atmosférica Como las señales tienen que atravesar la atmósfera, en ese momento su potencia se atenúa por causa de las ondas electromagnéticas que interactúan con las moléculas de los gases de la atmósfera (Neri Vela, 2003). Atenuación por lluvia Cuando llueve, las señales portadoras se atenúan conforme se propagan por el aire. Las gotas de agua absorben la energía al momento de ser calentadas por las señales de microondas y conforme la longitud de onda se asemeja al tamaño de las gotas, la atenuación también es mayor (ídem). Efecto Faraday Al momento de que las señales de microondas de polarización lineal cruzan las capas de la ionósfera que están cargadas eléctricamente por la radiación solar, se provoca una desviación no deseable en su dirección del campo magnético, esto se conoce como Efecto Faraday (ídem). Tiempo de retardo y latencia Es el tiempo que las señales tardan en subir de la estación terrena al satélite y viceversa (Neri Vela, 2003).

27 1.3 Estaciones Terrenas Una estación terrena es el equipo que se encuentra en algún punto de la Tierra y establece comunicación con el satélite; puede ser fija o estar instalada en lugares móviles, ya sean terrestres, marítimos o aéreos; son utilizadas para recibir, transmitir o ambas (Neri Vela, 2003). La figura 13 muestra un diagrama de bloques genérico de una estación terrena (ídem). Señales en banda base (forma original) Modulador TRANSMISOR Convertidor ascendente RECEPTOR Amplificador de alto poder Duplexor ANTENA Señales en banda base (forma recuperada similar a la original) Demodulador Convertidor descendente RASTREO Amplificador de bajo ruido Señales de error Motores de movimiento Receptor de rastreo Servomecanismo de la antena Control de apuntamiento de la antena Señales de comando Entrada de datos de apuntamiento Programa Sistema de alimentación de energía Red comercial Fig. 13 Diagrama de bloques genérico de una estación terrena. 1990): Según Tri T. Ha, la estación terrena está dividida básicamente en las siguientes partes (Ha, 1. Una terminal RF que consiste de un convertidor de bajada y un convertidor de subida, un amplificador de alto poder, un amplificador de bajo ruido y una antena. 2. Una terminal banda base consiste de equipo banda base, un codificador y un decodificador, y un modulador y demodulador.