Problema sat



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Encontro07.10.2019
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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;

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:

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.





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