Fundamentos de Sistemas de Recepción Satelital: Conceptos y Componentes Clave

Fundamentos de los Sistemas de Recepción Satelital

3.1. Conceptos Fundamentales

El sistema de recepción por satélite se compone de una estación terrestre emisora que envía señales a un satélite, y este las reenvía a una estación terrestre receptora. La principal ventaja de este sistema es la ausencia de obstáculos físicos entre el emisor y el receptor, lo que garantiza una transmisión eficiente.

Haz Ascendente

Señales enviadas desde una estación emisora terrestre al satélite, operando generalmente en un rango de frecuencia de 12,7 a 14 GHz.

Haz Descendente

Señales enviadas desde el satélite hacia las antenas parabólicas terrestres, con una frecuencia que oscila entre 10,7 y 12,75 GHz.

Cobertura o Huella del Satélite

Zona específica de la superficie terrestre sobre la cual un satélite enfoca su haz de microondas, determinando el área de recepción.

PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente)

Potencia efectiva que irradia el satélite hacia la zona de emisión, medida en decibelios-vatio (dBW).

Transpondedor

Aparatos electrónicos ubicados dentro del satélite que tienen la función de recibir, amplificar y reemitir un grupo de canales satelitales.

Posición Orbital

Ubicación fija en la que se encuentran los satélites respecto a la Tierra. Cada satélite posee una posición orbital geoestacionaria definida por sus coordenadas geográficas (longitud y latitud).

3.2. Bandas de Frecuencia y Polarización

La Banda Ku (10,7 a 12,75 GHz) es la banda de frecuencia predominante utilizada para el enlace descendente en Europa. Esta banda se subdivide en varias semibandas para diferentes servicios:

• Banda FSS Baja: Rango de 10,7 GHz a 11,7 GHz.
• Banda DBS: Rango de 11,7 GHz a 12,5 GHz, utilizada principalmente para servicios de radiodifusión directa por satélite.
• Banda FSS Alta: Rango de 12,5 GHz a 12,75 GHz.

En la recepción satelital, existen dos tipos principales de polarizaciones para optimizar el uso del espectro:

• Polarización Lineal: Utilizada comúnmente en servicios FSS (Fixed Satellite Service). Puede ser horizontal o vertical.
• Polarización Circular: Empleada en servicios DBS (Direct Broadcast Satellite). Puede ser de giro a derechas o a izquierdas.

Los canales se alternan en su tipo de polaridad para evitar interferencias. Por ejemplo, los canales con polarización lineal alternan entre polaridad horizontal y vertical.

3.3. Estructura de las Instalaciones Receptoras de TV Satelital

Las instalaciones receptoras de televisión por satélite se pueden clasificar en dos grandes grupos, según el número de usuarios a los que sirven:

• Instalaciones Individuales: Pertenecen a un solo usuario y constan de una o varias tomas de televisión.
• Instalaciones Colectivas: Pertenecen a una comunidad de vecinos y están diseñadas para abastecer a múltiples tomas de televisión.

Es importante destacar que las instalaciones satelitales suelen estar integradas en la misma infraestructura que las instalaciones terrestres. Dentro de una instalación satelital, se pueden distinguir tres zonas funcionales principales:

• Sistema Captador de Señales: Encargado de recibir la señal del satélite y convertirla a Frecuencia Intermedia (FI).
• Equipo de Cabecera: Elementos que reciben las señales FI del sistema captador, las tratan, las procesan según el sistema elegido y las preparan para su distribución por la red.
• Red de Distribución: Se encarga de distribuir las señales procesadas desde el equipo de cabecera hasta las tomas de los usuarios finales.

3.4. El Sistema Captador de Señales

El sistema captador de señales es el conjunto de elementos responsables de recibir las señales de radio y televisión, tanto de emisores terrestres como satelitales. Su ubicación habitual es en el tejado o la azotea del edificio para asegurar una línea de visión clara.

Específicamente, el sistema captador satelital recibe las señales del enlace descendente del satélite y las convierte a Frecuencia Intermedia (FI). Está compuesto por los siguientes elementos:

• Antenas Parabólicas: Elementos principales para la captación de la señal.
• LNB (Low Noise Block converter): Dispositivo que recibe la señal reflejada por la antena y la convierte a FI.
• Mástiles y Elementos de Sujeción: Estructuras para el montaje y fijación de las antenas.
• Elementos Activos o Pasivos: Componentes adicionales para adecuar y optimizar las señales recibidas.

3.4.1. Las Antenas Receptoras

Las antenas son el elemento crucial encargado de captar la débil señal procedente del satélite. La mayoría de estas antenas son de tipo parabólico debido a su geometría.

La forma parabólica permite concentrar todas las señales recibidas, que inciden de forma paralela a su eje, en un único punto denominado foco. En este punto estratégico se coloca el LNB, el cual tiene la función de recibir la señal reflejada por la parábola (o reflector) y transformarla a Frecuencia Intermedia (FI) para su posterior distribución.

Existen diversas topologías de antenas satelitales, cada una con características y aplicaciones específicas:

• Antenas de Foco Primario: El foco está situado en el sentido de incidencia de la energía electromagnética que recibe el reflector. Una desventaja es que la unidad exterior (LNB) puede proyectar una sombra sobre la zona central del reflector, reduciendo la eficiencia.
• Antenas Offset: En este diseño, la unidad exterior (LNB) se sitúa fuera de la línea de visión directa del satélite, evitando así que proyecte sombra sobre el reflector. Esto resulta en un mayor rendimiento y eficiencia.
• Antenas Cassegrain y Gregorian: Estas antenas incorporan un segundo reflector (subreflector) en su foco. En una antena Cassegrain, el subreflector es hiperbólico, mientras que en una antena Gregorian es elíptico. La unidad exterior recibe las ondas después de una doble reflexión: primero en el reflector principal y luego en el subreflector.
• Antenas Multisatélite: Diseñadas para recibir señales de múltiples satélites simultáneamente. Presentan múltiples haces de recepción, utilizando un reflector común y hasta cuatro conversores (LNBs). La separación máxima entre los satélites que pueden captar es de aproximadamente 20º.
• Antenas Planas: Construidas a partir de agrupaciones de pequeñas antenas elementales con diversas configuraciones. Aunque fueron creadas inicialmente para sistemas móviles, también pueden instalarse en cualquier emplazamiento fijo debido a su diseño compacto y discreto.