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6.7: Comunicación con Satélites

Última actualización

30 oct 2022
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- 6.6: La ionosfera y las comunicaciones
- 6.8: Ruido e interferencia

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Objetivos de aprendizaje

Los satélites pueden ser utilizados para transmitir información a grandes distancias.

La comunicación inalámbrica global se basa en satélites. Aquí, las estaciones terrestres transmiten a satélites orbitantes que amplifican la señal y la retransmiten de vuelta a la tierra. Los satélites se moverán a través del cielo a menos que estén en órbitas geosincrónicas, donde el tiempo de una revolución sobre el ecuador coincide exactamente con el tiempo de rotación de la tierra de un día. Los satélites de televisión requerirían que el propietario ajustara continuamente su antena si el satélite no estuviera en órbita geosincrónica. Las ecuaciones de Newton aplicadas a cuerpos orbitantes predicen que el tiempo T para una órbita está relacionado con la distancia desde el centro de la Tierra R como

$R=\sqrt[3]{\frac{GMT^{2}}{4\pi ^{2}}} \nonumber$

donde G es la constante gravitacional y M la masa terrestre. Los cálculos rinden R = 42200 km, lo que corresponde a una altitud de 35700 km. Esta altitud supera en gran medida a la de la ionosfera, requiriendo que los transmisores satelitales utilicen frecuencias que la atraviesan. De gran importancia en las comunicaciones por satélite es el retraso de transmisión. El tiempo para que los campos electromagnéticos se propaguen a un satélite geosincrónico y regresen es de 0.24 s, un retraso significativo.

Ejercicio $\PageIndex{1}$

Además del retardo, la atenuación de propagación encontrada en la comunicación por satélite supera con creces lo que ocurre en la comunicación basada en espejo ionosférico. Calcular la atenuación incurrida por la radiación que va al satélite (pérdida unidireccional) con la encontrada por Marconi (total subiendo y bajando). Nótese que el cálculo de atenuación en el caso ionosférico, asumiendo que la ionosfera actúa como un espejo perfecto, no es una aplicación sencilla de la fórmula de pérdida de propagación.

Solución

La transmisión al satélite, conocido como el enlace ascendente, encuentra pérdidas de potencia de ley de cuadrados inversos. Reflexionar en la ionosfera no sólo encuentra la misma pérdida, sino dos veces. La reflexión es lo mismo que transmitir exactamente lo que llega, lo que significa que la pérdida total es producto de las pérdidas de enlace ascendente y enlace descendente. La órbita geosincrónica se encuentra a una altitud de 35700 km. La ionosfera comienza a una altitud de unos 50 km. La pérdida de amplitud en el caso satélite es proporcional a 2.8 ×10 ^-8; para Marconi, fue proporcional a 4.4 ×10 ^-10. Marconi tuvo mucha suerte.

Objetivos de aprendizaje

Ejercicio6.7.1\PageIndex{1}

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Ejercicio $\PageIndex{1}$