La televisión satélite en profundidad

 Hola a todos, 

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

1. Enlaces de radiodifusión satélite.



La comunicación vía satélite se puede resumir en 4 pasos:



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.



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

3. Los satélites recibirán estas ondas ascendentes, su módulo transponedor las transformará en ondas descendentes que volverá a direccionar hacia la tierra, pero con una frecuencia típica de 12 GHz.

4. Las antenas parabólicas de recepción que están orientadas a un satélite específico, recibirán las señales descendentes en forma de onda, la transformarán 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). También debemos tener en cuenta la posición del satélite en la orbita geoestacionaria (fija desde un observador que esté 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 más. 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 a distintos ángulos 45º, 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 parábolicas 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 del 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 píxeles 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 se 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), será necesario ajustar los dos parámetros básicos:
Elevación: Orientará la altura en la que se encuentra el satélite
Azimut: Orientará la proyección horizontal de la posición del satélite

Obtención de la Elevación:
La fórmula 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)
Para orientar hace el Satélite HISPASAT (longitud de -30º Oeste).

Solución:

Para calcular E: 

 

Necesitamos hallar 

 

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(cos 26,38º * cos 39,08º) = 

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 Ángulo de elevación respecto de 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 fórmula: 

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. 

 

Calulamos el Azimut para Daimiel e Hispasat, según los datos del ejercicio anterior de cálculo de la elevación:

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

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