La televisión satélite en profundidad

 Hola a todos:

En entradas anteriores os había hablado de temas relacionados con la TV satélite. Por ejemplo cuando hable de su recepción en el equipo de cabecera y cuando hice una introducion a la tv satélite. En el presente post os hablare en mayor profundidad sobre la TV satélite.

1. Enlaces de radiofusión satélite.

La comunicación vía satélite se puede resumir en 4 pasos

1.1 En el centro de producción de programas de TV se graban los telediarios, shows, etc y también se controla la programación no grabada (Películas, series, documentales, etc) para ser enviados vía fibra, cable o ondas hacia la estación terrestre transmisora.

1.2 La estación terrestre transmisora convertirá las señales recibidas en ondas electromagnéticas y las enviara hacia el satélite. La frecuencia típica de las ondas ascendentes es de 14 GHz.

1.3 Los satélites recibirán estas ondas ascendentes, su modulo transpondedor las transformara en ondas descendentes que volverá a direccionar hacia la tierra, pero con una frecuencia típica de 12 GHz. 

1.4 Las antenas parabólicas de recepción que están orientadas a un satélite especifico, recibirán las señales descendentes en forma de onda, la transformaran en señales eléctricas que serán decodificadas para que el televisor pueda reproducir cada pixel RGB.

2. Características de los canales satélite.

Las principales características que definen un canal de televisión satélite son: Frecuencia de transmisión, Banda de transmisión y la polaridad de la señal (vertical u horizontal). Tambien debemos tener en cuenta la posición del satélite en la orbita geoestacionaria (fija desde un observador que este situado en la tierra)

Podemos ver en la imagen un bloque LNB (Low Noise Block) con las cuatro salidas posibles:

• Banda baja horizontal
• Banda alta horizontal
• Banda baja vertical
• Banda alta vertical

La modulación utilizada para la transmisión de TV satélite es la modulación QPSK, una modulación complicada de la que os pongo un enlace por si queréis saber mas. Si os fijáis PSK ya lo vimos en el post sobre modulación.

Por tanto en PSK los 0s son cuando la onda se iniciaba con una fase negativa y los 1s cuando la onda se iniciaba con una fase positiva. La Q de QPSK significa Quadrature, debido a que se trata de una onda compleja con 4 polos distintos: Uno a 45º, otro a 135º, 225º y 315º.

Por tanto los bits de información se transmitirán en el espacio de la siguiente forma:

3. Elementos de recepción de la señal de TV satélite.

El presente blog tiene como protagonista las ICTs, por ello es importante que nos centremos en los elementos de recepción de señales satélites en la ICT, es decir las antenas parabólicas receptoras y su unidad de decodificación. Podemos considerar que los elementos de recepción son tres:

• Reflector: Se trata de una superficie parabólica capaz de concentrar las ondas de satélite en un punto llamado foco.
• LNB (Low Noise Block): Se coloca justo en el foco para recibir la señal electromagnética  concentrada y transformarla en una señal eléctrica. Como hemos visto al principio del post, si es capaz de captar 4 señales diferentes tendrá 4 salidas.
• Unidad decodificadora: Es capaz de decodificar la señal eléctrica modulada en la señal eléctrica capaz de reproducir los colores en los pixeles de la televisión. En ICT 2 se exige que la unidad decodificadora sea colectiva. Por supuesto en las viviendas que no exista esta instalación colectiva el receptor se encuentra en el interior de la vivienda individual

Elementos recepción individual 

Unidad interior de decodificación en un edificio colectivo (debajo del equipo de cabecera)

4. Ajuste y orientación de las antenas parabólicas.

Para la correcta orientación hacia un satélite (Astra o Hispasat), sera necesario ajustar los dos parámetros básicos:

• Elevación: Orientara hacia la altura que se encuentra el satélite
• Azimut: Orientara la proyección horizontal de la posición del satélite

Obtención de la elevación:

La formula de la elevación es:

Siendo

Donde θ es el ángulo de la latitud norte del lugar donde se encuentra la antena y el Φ es la diferencia entre la longitud oeste del lugar y la longitud oeste del satélite

Ejemplo de obtención de la elevación: 

Vamos a obtener los datos de elevación de una antena ubicada en Daimiel (latitud norte de 39,08º, longitud Oeste de - 3,62º' y declinación magnética de 4,5º).

Para orientar hacia el Satélite: HISPASAT (longitud de 30º Oeste).

Solución:

Para calcular E:

Necesitamos hallar β

Donde θ = latitud norte del lugar = 39,08º

Φ= longitud oeste del lugar - longitud oeste del satélite= -3,62º - (-30º) = -3,62 +30 = 26,38º

arccos(0,896*0,776) = arccos(0,695296) = 46,21º = β

arctg (cos 46,21º - 0,15127) / sen 46,21º= arctg 0,743 = 36,6º Angulo de elevación respecto a la horizontal de la antena de Daimiel hacia el satélite Astra

Obtención del Azimut:

Para conocer el giro de la antena respecto a un eje vertical usaremos la siguiente formula 

Donde los ángulos son antiguos conocidos: θ es el ángulo de la latitud norte del lugar donde se encuentra la antena y el Φ es la diferencia entre la longitud oeste del lugar y la longitud oeste del satélite

Calculamos el Azimut para Daimiel e Hispasat según los datos del ejercicio anterior del calculo de la elevación:

A= 180º + arctg (tag Φ/ sen θ) = 180 + arctg (tag 26,38º/ sen 39,08) = 180 + arctg(0,496/0,63) =

= 180º + arctg (0,787) = 180º + 38,2º = 218,2º