Televisión Satelital.
Como introducción…
Mientras
van transcurriendo los años, el mundo va creando nuevas formas para que las
personas puedan comunicarse a pesar de la distancia que las separe. De esta
manera se creó la comunicación satelital. Esta brinda muchas oportunidades para
las personas, de manera que puedan tener una comunicación clara y precisa, ya
sea oral o escrita y, hasta en muchas ocasiones, la comunicación puede ser
visual. A lo largo de este documento se van a ir revisando las principales
características que conforman a las transmisiones satelitales, más
específicamente, las transmisiones televisivas, debido a la gran importancia
que dicho medio ha adquirido a lo largo de los años.
¿Qué es?
Para poder hablar de la
transmisión de señales televisivas vía satélite debemos definir primeramente lo
que es la transmisión satelital, que básicamente consiste en transmisiones realizadas mediante él envió de
ondas electromagnéticas a través de satélites artificiales en órbita, y la
recepción de dichas ondas, que es realizada mediante antenas receptoras. Con
este concepto básico se empieza a definir la televisión por satélite.
La televisión por satélite es un
método de transmisión televisiva consistente en retransmitir desde un satélite
de comunicaciones una señal de televisión emitida desde un punto de la Tierra,
de forma que ésta pueda llegar a otras partes del planeta. -De esta forma es
posible facilitar la difusión de señal televisiva a grandes extensiones de
terreno, independientemente de sus condiciones orográficas- [1].
A continuación un video explicativo en el cual se explica más detalladamente el tema.
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- Actividad en Scilab
Para el Script 1:
Código:
La función de este código es la de plantear un
diseño para la antena Yagi-Uda e 6 elementos, todo construido para trabajar con
frecuencias en el orden de los MHz.
Para iniciar la segunda sección del blog, vamos a ver lo que es una antena Yagi-Uda.
Para el Script 1:
Código:
- -> clear
--> frecuency =
574
frecuency
= 574.
-->
lam=(3*10^8)/(574*10^6);
-->
disp('m',lam, "value of the waelength (lamba)");
value of the waelength (lamba)
0.5244755
m
-->
lr=0.475*lam;
-->
disp('m',lr, "Length of the reflector = ");
Length of the reflector =
0.2491259
m
-->
la=0.46*lam;
-->
disp('m',la, "length of the dipole =");
length of the dipole =
0.2412587
m
--> ld1=
0.44*lam;
-->
disp('m',ld1, "length of the directors ld1 and ld2 =");
length of the directors ld1 and ld2 =
0.2307692
m
--> ld3=
0.43*lam;
-->
disp('m',ld3, "length of the director ld3 =");
length of the director ld3 =
0.2255245
m
--> ld4=
0.40*lam;
-->
disp('m',ld4, "length of the director =");
length of the director =
0.2097902
m
--> sr=
0.25*lam;
-->
disp('m',sr, "seperation between the reflector and the dipole");
seperation between the reflector and the
dipole
0.1311189
m
-->
Sd1=0.31*lam;
-->
disp("m",Sd1, "Seperation between the director and the dipole
Sd1=Sd2=Sd3=Sd4 =");
Seperation between the director and the dipole
Sd1=Sd2=Sd3=Sd4 =
0.1625874
m
--> len=1.5*lam;
-->
disp('m',len, "length of the Yagi-Uda antenna=");
length of the Yagi-Uda antenna=
0.7867133
m
-->
diam=0.01*lam;
-->
disp('m',diam, "the diameter of the Yagi-Uda antenna =");
the diameter of the Yagi-Uda antenna =
0.0052448
m
- Descripción de cada función del código:
- Clear // Cumple función de limpiar
variables.
- Frecuency = X // se reemplaza el
valor de frecuencia del canal escogido.
- lam=(3*10^8) /
(X*10^6); // Se reemplaza la frecuencia
del canal escogido para calcular esta variable.
- disp(“m”,lam,
“Value of the waelength (lambda)”); // nos muestra el resultado de lam.
- Lr=0.475*lam; //
esta fórmula es utilizada para hallar la ecuación de longitud del reflector.
- disp(“m”,Lr,
“Length of the reflector =”); // se muestra el valor de la longitud del reflector.
- La=0.46*lam // esta fórmula es
utilizada para hallar el valor del dipolo.
- disp(“m”,La, “Length of the dipole
=”); // se muestra el valor del dipolo.
- Ld1=0.44*lam //
esta fórmula es utilizada para hallar la longitud de los directores LD1 Y LD2.
- disp(“m”,Ld1, “Length
of the directors Ld1 and Ld2 =”); // se muestra el valor de longitud del
director LD1 y LD2.
- Ld3=0.43*lam; //
esta fórmula es utilizada para hallar la
longitud del director LD3.
- disp(“m”,Ld3,
“Length of the director Ld3 =”); // Se muestra el valor de la longitud del
director LD3.
- Ld4= 0.40*lam; //
esta fórmula es utilizada para hallar la longitud del director LD4.
- disp(“m”,Ld4,
“Length of the director Ld4 =”); // Se muestra el valor de la longitud del
director LD4.
- Sr=0.25*lam; //
Esta es la fórmula para hallar la distancia entre el dipolo y el reflector.
- disp(“m”,Sr,
“Seperation between the reflector and the dipole =”); // se muestra el valor
entre el dipolo y el reflector “Sr”.
- Sd1=0.31*lam; //
esta fórmula es utilizada para calcular
la separación entre el director y el dipolo.
- disp(“m”,Sd1,
“Seperation between the director and the dipole Sd1=Sd2=Sd3=Sd4 =”); // se
muestra los valores de separación del director y los dipolos a utilizar.
- diam=0.01*lam; // se calcula el
diámetro de construcción de la antena.
- disp(“m”,diam, “The
diameter of the Yagi-Uda antenna =”); // se muestra el valor del diámetro de la
antena.
Conclusiones del programa
La funcionalidad de este programa para establecer los datos requeridos
para la instalación de la antena Yagi-Uda es excepcional. Los datos obtenidos
de las pruebas confirman el buen funcionamiento del programa, por ejemplo, para el diseño de una antena Yagi-Uda con una frecuencia de canal de 548MHz.
- Para el Script 2:
Código:
- clear;
- close;
- clc;
- rsh=35900;
- reh=6371;
- e=98;
- alpha=reh/rsh;
- ca=2*asind(alpha*cosd(e));
- disp("degree",ca,"coverage angle=");
El principal objetivo de este programa es hallar la cobertura que posee un satélite de transmisión
dedicado a la televisión digital.
- - Clear // Limpia el código y todas sus variables.
- - Close; // Cerrar.
- - Clc; // Limpia todos los comandos utilizados.
- - rsh= X // se reemplaza la X por la distancia que
tiene el satélite con respecto a la tierra.
- - reh= 3671 // nos indica el radio de la tierra en
km, es cual que podemos encontrar ya calculado.
- - e= Input // es la entrada donde se coloca el
valor del ángulo de inclinación.
- - alpha=reh/rsh; // se realiza el siguiente
procedimiento para calcular Alpha una variable importante.
- - ca=2*asind(alpha*cosd(e)); // se realiza la
siguiente operación para hallar la cobertura en la cual se encuentra el
satélite.
- - disp("degree",ca,"coverage
angle="); // muestra el valor de la cobertura en la que se encuentra el
satélite.
Conclusiones del programa
La
funcionalidad de este programa para establecer los datos requeridos para la instalación
de la antena Yagi-Uda es excepcional. Los datos obtenidos de las pruebas
confirman el buen funcionamiento del programa, por ejemplo, para la determinar
la cobertura de un satélite utilizando un Angulo de elevación de 70º.
- Para el Script 3:
Código:
1 Clear;
2 Close;
3 Clc;
4 F = 6.1;
5 C = 3e8;
6 lambda=c/(F*1e9);
7 Gtdb=54;
8 Gt=10^(Gtdb/10);
9 R=37500;
10 FSL=(4*%pi*R*1e3/lambda);
11 FSLdb=20*log10(FSL);
12 losses=6;
13 Totallosses=FSLdb+losses;
14 TL=10^(Totallosses/10);
15 Pt=100;
16 Grdb=26;
17 Gr=10^(Grdb/10);
18 Pr=Pt*Gt*GR/TL;
19 Prdb=10*log10(Pr);
20 Ta=35;
21 Tr = 500
22 B = 36
23 En = Ta+Tr
24 K = 1.36e-23
25 Pno=K*En*B*1e6;
26 Pnodb=10*log10(Pno);
27 Pnod=K*En;
28 Pnoddb=10*log10(Pnod);
29 CN=Prdb-Pnodb;
30 CN0=Prdb-Pnoddb;
31 Disp(“dB”,CN, “Signal power to noise power ratio
dB =”);
32 Disp(“dBHz”,CN0,”signal power to noise density ratio
dBHz=”);
El objetivo de este código es encontrar la relación Señal-Ruido que se
presentan en un sistemas de transmisión satelital enfocado a la television.
- - Clear; // Limpia el código y todas sus
variables.
- - Close; // Cerrar
- - Clc; // Limpia los comandos utilizados
- - F = 6.1; // Frecuencia a utilizar en Ghz
- - C = 3e8; // Definiendo una variable
- - lambda=c/(F*1e9); // Se utiliza para encontrar
la ganancia del reflector.
- - Gtdb=54; // se ingresa la variable de ganancia
de la antena.
- - Gt=10^(Gtdb/10); // Se calcula la perdida de
espacio libre de acuerdo con la frecuencia y la distancia determinada entre el
satélite y la tierra.
- - R=37500; // distancia entre el satélite y la
tierra
- - FSL=(4*%pi*R*1e3/lambda);
- - FSLdb=20*log10(FSL);
- - losses=6; // valores indicados de bajos niveles
en dB.
- - Totallosses=FSLdb+losses; // se halla el total
de losses de bajos niveles en dB.
- - TL=10^(Totallosses/10); // Se utiliza para
determinar la potencia de recepción.
- - Pt=100; // valor utilizado de potencia para
transmitir.
- - Grdb=26;
- - Gr=10^(Grdb/10);
- - Pr=Pt*Gt*GR/TL; // se utiliza para hallar un
valor utilizado para calcular la potencia de ruido.
- - Prdb=10*log10(Pr); // se calcula la potencia de
ruido y densidad
- - Ta=35; // variable dada como el valor de ruido
de la antena en temperatura kelvin.
- - Tr = 500; // valor de ruido recibido por la
antena en temperatura Kelvin.
- - B = 36; // valor de banda de frecuencia recibido
en MHz.
- - En = Ta+Tr; // equivalencia del ruido con
temperatura.
- - K = 1.36e-23; // constante utilizada llamada
constante de Boltzmann.
- - Pno=K*En*B*1e6; // Potencia calculada de ruido.
- - Pnodb=10*log10(Pno);
- - Pnod=K*En; // densidad calculada de la potencia
de ruido.
- - Pnoddb=10*log10(Pnod); // valor calculado del
radio de la señal de ruido.
- - CN=Prdb-Pnodb;
- - CN0=Prdb-Pnoddb;
- - Disp(“dB”,CN, “Signal power to noise power ratio
dB =”); // muestra el radio de
potencia de la señal de ruido en dB.
- Disp(“dBHz”,CN0,”signal power to noise density
ratio dBHz=”); // muestra la densidad del radio de potencia de la señal de
ruido en dBHz.
Conclusiones del programa
Con el código planteado, procedemos a realizar las pruebas de
funcionamiento, del cual obtenemos la siguiente gráfica:
Básicamente La relación
señal/ruido se define como el margen que hay entre la potencia de la señal que
se transmite y la potencia de ruido que la corrompe. Este margen es medido en
decibelios. (Señal-ruido SNR se utiliza para los sistemas de comunicación
analógicos en su lugar). Con el programa utilizado podemos determinar esa relación
con mucha mas exactitud.
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Para más información se anexan algunas
referencias a páginas de internet y artículos científicos…
1. "Televisión por satélite", Es.wikipedia.org, 2018. [Online]. Available: https://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3n_por_sat%C3%A9lite. [Accessed: 17- Apr- 2018].
2. M. l_virues, "Características de las comunicaciones por satélite - Monografias.com", Monografias.com, 2018. [Online]. Available: http://www.monografias.com/trabajos11/caracsat/caracsat.shtml. [Accessed: 17- Apr- 2018].
3. "Cómo funciona la Televisión Satelital?", AzBolivia® - Todo Sobre Televisión Satelital, 2018. [Online]. Available: http://www.azbolivia.com/tutoriales/como-funciona-la-television-satelital. [Accessed: 17- Apr- 2018].
4. Banda C", Es.wikipedia.org, 2018. [Online]. Available: https://es.wikipedia.org/wiki/Banda_C. [Accessed: 17- Apr- 2018].
5. Banda Ku", Es.wikipedia.org, 2018. [Online]. Available: https://es.wikipedia.org/wiki/Banda_Ku. [Accessed: 17- Apr- 2018].
6. Satellite TV: How It Works, Compare vs. Cable TV", Es.xfinity.com, 2018. [Online]. Available: https://es.xfinity.com/hub/tv-video/satellite-tv. [Accessed: 17- Apr- 2018].
7. S. Tiempo, "SATELITAL", El Tiempo, 2018. [Online]. Available: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-537026. [Accessed: 17- Apr- 2018].
8. J. Ramos Mallea, "SATÉLITES DE COMUNICACIÓN", Revistasbolivianas.org.bo, 2018. [Online]. Available: http://www.revistasbolivianas.org.bo/scielo.php?pid=S1997-40442011000100007&script=sci_arttext. [Accessed: 17- Apr- 2018].
9. Redes Satelitales", Geocities.ws, 2018. [Online]. Available: http://www.geocities.ws/gabrymn/TE/Trabajo5.html. [Accessed: 17- Apr- 2018].
10. M. Jorge Hernandez, "Redes Satelitales - Monografias.com", Monografias.com, 2018. [Online]. Available: http://www.monografias.com/trabajos29/redes-satelitales/redes-satelitales.shtml. [Accessed: 17- Apr- 2018].
11. Fuentes de interferencia en un sistema de comunicación satelital no relacionadas con otros sistemas satelitales", Ptolomeo.unam.mx, 2018. [Online]. Available: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/162/A8.pdf?sequence=8. [Accessed: 17- Apr- 2018].
12. Madhavendra Richharia, "Mobile Satellite Broadcast Systems," in Mobile Satellite Communications:Principles and Trends , 1, Wiley Telecom, 2013, pp.752- doi: 10.1002/9781118810170.ch12 keywords: {Digital multimedia broadcasting;Europe;Mobile communication;Receivers;Satellite broadcasting;Satellites;TV},
13. C. Sacchi, "The new frontier of EHF for broadcast and multimedia satellite services," 2017 IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB), Cagliari, 2017, pp. 1-12. doi: 10.1109/BMSB.2017.7986157 keywords: {Internet of Things;direct broadcasting by satellite;high definition television;millimetre wave propagation;satellite links;tropospheric electromagnetic wave propagation;EHF frontier;EHF satellite links;Internet-of-Things;Ka-band links;Ku-band links;broadband frontier;broadcast satellite services;extremely high frequency frontier;high-capacity transmission;high-definition TV broadcasting;millimeter wave domain;multimedia content delivery;multimedia satellite services;satellite communication;terrestrial 5G integration;tropospheric propagation impairment mitigation;Absorption;Attenuation;Bandwidth;Multimedia communication;Satellite broadcasting;Satellites;Future technologies and services of broadcasting;Next generation broadcast sat systems and standards},
URL: http://ezproxy.cuc.edu.co:2263/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7986157&isnumber=7986123
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keywords: {broadcast antennas;planar antennas;satellite antennas;antenna gain;direct broadcast satellite reception;direct broadcast satellite services;directivity;frequency 12 GHz;metallo-dielectric superstrate;planar high-gain antennas;resonant cavity antenna;satellite reception;Bandwidth;Cavity resonators;Downlink;Reflector antennas;Satellite antennas;Satellite broadcasting;beam reconfiguration;direct broadcast satellite;directive antenna;low profile;resonant cavity antenna;satellite reception;satellite tv;vehicular communications},
URL: http://ezproxy.cuc.edu.co:2263/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7593472&isnumber=7593458
15. H. Sallam, T. Abdel-Nabi and J. Soumagne, "A GEO Satellite System for Broadcast Audio and Multimedia Services Targeting Mobile Users in Europe," 2008 4th Advanced Satellite Mobile Systems, Bologna, 2008, pp. 134-139.
doi: 10.1109/ASMS.2008.31
keywords: {digital radio;direct broadcasting by satellite;mobile satellite communication;multimedia communication;European GEO system;European satellite radio system;GEO satellite system;Turbo coding;WorldSpace;broadcast audio;channel level resource allocation;frequency 12.5 MHz;mobile users;modulation schemes;multimedia services;satellite digital radio waveform;satellite radio service;service level resource allocation;variable length interleaver;Digital communication;Digital multimedia broadcasting;Europe;Multimedia communication;Multimedia systems;Paper technology;Radio broadcasting;Resource management;Satellite broadcasting;Telecommunication standards},
URL: http://ezproxy.cuc.edu.co:2263/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4620254&isnumber=4620223
