Desempeños de los Diametros en America referente al Satelite Hispasat

El Siguiente trabajo me lo remitio un amigo Venezolano , y que paso a postearlesa continuacion bueno a grandes rasgos el trabajo nos expone de una forma muy detallada la influencia de los parametros diametro, lluvia en nustras zonas de residencia en el Continente Americano y aunque el referente es su pais de origen.

Tambien aclaro que en el trabajo se fue bastante modesto en el sentido que los LNB de hoy en dia como minimo usualmente no superan o,7 dB de factor ruido pero como no todos tienen los mismos parametros siempre se tiende a ir por lo mas perjudicial por tanto debemos tener en cuenta esta salvedad, de todas formas es muy interesante este trabajo a modo de profundizar mas nuestros conocimientos ya que el mismo se adecuaria a cada zona donde se resida como puede observarse, no es logicamente un Pire A con 48 dBW donde esta Cuba a un Pire F y G 42-45 dBW donde esta Venezuela.

Pero como quiera nos ilustra muchisimo y la intencion del mismo es informar y profundizar nuestros conocimientos en este sentido lo mismo para instalaciones Individuales que son la mayoria de los casos, asi como para las Colectivas, donde si entra a jugar la distribucion y el largo del cable coaxial en verdad agradecemos mucho este trabajo que nos manda nuestro amigo.

El presente trabajo tiene como objetivo el análisis del desempeño y selección del diámetro de antenas parabólicas para la recepción de TV satélite en zonas lluviosas. El escenario de la recepción es Venezuela y el satélite de comunicaciones considerado es el HISPASAT 1D en 30º W.

Los resultados obtenidos serán comparados con las recomendaciones que hace el propio operador español. El método de cálculo utilizado y la descripción del estándar DVB-S, están contenidos en las referencias [1] y [2].

2. Sitios de recepción

En la Tabla 1 se muestran las coordenadas de las ciudades escogidas y los ángulos de orientación al satélite HISPASAT 1D (30º W).

Coordenadas de ciudades y ángulos de orientación al HISPASAT 1D
Ciudad Longitud Latitud Acimut Elevación

Ciudad Bolívar 63º W 8º N 102º 51º
Caracas 67º W 10º N 103º 46º
Maracaibo 71º W 11º N 102º 41º

Dicha Tabla 1 permite mostrar la variación del ángulo de elevación al HISPASAT 1D. Como el valor de la atenuación por lluvia incrementa inversamente proporcional al valor del ángulo de elevación (mayor trayecto recorrido a través de la lluvia), se seleccionará la ciudad de Maracaibo (Zulia) para los cálculos de la selección del diámetro de la antena receptora.

3. El satélite de comunicaciones

En la Figura 1 se muestra la huella del HISPASAT 1D para el haz América [3]. Los contornos indican el valor de Potencia Isotrópica Radiada Efectiva (PIRE) para la zona de cobertura. En el sitio de recepción, Maracaibo, el valor de PIRE es de 47 dBW. Las transmisiones de TV digital desde este satélite utilizan la norma DVB-S con una razón de símbolo (SR, Symbol Rate) de 27,5 Msimb/s y una razón de código (FEC, Forward Error Correction) igual a 2/3. La velocidad del flujo de transporte digital (TS, Transport Stream) será de 33,8 Mbit/s (75.3 dB.bit/s). Fig.1 Huella del HISPASAT 1D (30º W) en su cobertura América

4. Resultados

En la Tabla 2 se muestran los resultados del cálculo de la atenuación por lluvia ( ), el incremento de la temperatura de ruido ( ) y el margen necesario de potencia ( ) para diferentes disponibilidades del servicio promedio anual.

La zona de recepción (Maracaibo) es Zona N. Para los cálculos, se ha utilizado la polarización horizontal (caso peor), una frecuencia nominal de 12 GHz y un LNB con 0,7 dB de figura de ruido. La pérdida de espacio libre desde el HISPASAT 1D hasta la ciudad de Maracaibo, a la frecuencia de 12 GHz, es de 205,5 dB.

La decodificación de canal utilizada por el IRD (Integrated Receiver and Decoder) con norma DVB-S, contribuye con 8,50 dB de ganancia de codificación. Considerando que la pérdida adicional totaliza 0,3 dB (0,1 dB de pérdida en el alimentador + 0,2 dB por desalineación entre antenas [4]), que el aporte de ruido del enlace ascendente es prácticamente despreciable (menor de 0,02 dB) y que la antena parabólica tiene una eficiencia de 70 %, se obtienen los resultados mostrados en la Tabla 3.

Tabla 2

Atenuación por lluvia y margen
Disponibilidad Ag ΔT Mg

99,9 % 7,82 dB 4,76 13 dB
99,7 % 4,60 dB 4,08 dB 9 dB
99,5 % 3,55 dB 3,67 dB 7,3 dB
99 % 2,46 dB 3,08 dB 5,6 dB

Tabla 3

G/T y diámetro de la antena (D)
Disponibilidad G/T D

99,9 % 23,5 dB/K 143 cm
99,7 % 19,5 dB/K 90 cm
99,5 % 17,8 dB/K 74 cm
99 % 16,3 dB/K 62,3 cm

En la Tabla 4 se muestra la comparación con los resultados ofrecidos por el operador HISPASAT S.A. para la ciudad de Maracaibo. Los diámetros de antenas considerados por el operador son de 75, 80, 96, 120, 130 y 180 cm.

Tabla 4

Resultados comparativos con los de HISPASAT S.A.
Disp. (diseño) D (diseño) Disp. (HISP) D (HISP)

99,9% 143 cm 99,92% 180 cm
99,7% 90 cm 99,74% 96 cm
99,5% 74 cm 99,55% 75 cm
99% 62,3 cm - -

5. Conclusiones:
Instalaciones Individuales:

* La recepción es factible con el uso de antenas parabólicas de 75 cm de diámetro y LNB con 0,7 dB de figura de ruido para una disponibilidad promedio anual de 99,5 % que representa menos de 2 días de interrupción del servicio por concepto de lluvia (1 día, 19 horas y 48 minutos).

* Si se utiliza un LNB de figura de ruido de valor mayor, por ejemplo de 1 dB, es necesario utilizar una antena de 80 cm o algo mayor (82,2 cm es el valor calculado), manteniendo la misma disponibilidad de 99,5 % promedio anual. Es posible mantener el mismo valor de diámetro (75 cm), disminuyendo ligeramente la disponibilidad promedio anual.

* Debe destacarse que los valores de diámetro de antena sugeridos por HISPASAT S.A. son de 75, 80, 96, 120, 130 y 180 cm; por lo que, en algunos casos se observa un gran diferencia entre el valor calculado y el valor recomendado. El caso mas relevante es el relativo a la disponibilidad del 99,9 % promedio anual.

* Debe observarse que el operador no hace ninguna recomendación de diámetro para 99 % de disponibilidad promedio anual. El UIT-R recomienda (WARC´77 y RARC´83) disponibilidades del 99 % del peor mes lo que equivale al 99,7 % promedio anual.

Instalaciones de Antenas Colectivas:

Para instalaciones de antenas colectivas (SMATV) debe considerarse un diámetro superior de antena para compensar parcialmente los efectos de la pérdida de la red de distribución. Por ejemplo, considerando 47 dBW de PIRE, una ganancia de 38 dBi para la antena receptora de 75 cm a 12 GHz, 50 dB para la ganancia del LNB, 205,5 dB de pérdida de espacio libre, 3,55 dB de atenuación por lluvia para el 99,5 % de disponibilidad promedio anual y 0,3 dB de pérdida adicional; se obtiene un nivel de señal a la salida del LNB de 65 dBµV.

Considerando que la cabecera del sistema SMATV debe ser alimentada con un nivel de señal de 70 dBµV, entonces el valor del diámetro de antena debe ser de 133 cm; lo que, utilizando los valores recomendados de HISPASAT, debe seleccionarse una antena de 130 cm.

* No debe utilizarse más de 60 metros de coaxial entre la salida del LNB y la entrada del IRD. Por ejemplo, tomando que el valor de salida del LNB es de –44 dBm (65 dBµV -109), que el IRD tiene una sensibilidad entre –65 y –25 dBm y que el coaxial presenta una atenuación de 29 dB/100 m a 2000 MHz (1ra. FI), entonces la longitud máxima de coaxial permisible será de 72,4 metros.

Ing..Jorge Matos Gomez