Questões de Telecomunicações – Transmissão e Modulação (FGV)

As antenas usadas na comunicação entre uma estação terrena e um satélite, muitas vezes, devem possuir alta diretividade, para vencer a grande distância do enlace.

Um exemplo de antena altamente diretiva, que é usada em enlaces satelitais, é a antena

Nos enlaces para comunicação com sistemas espaciais, existe um tipo de ruído que está sempre presente e que independe do apontamento da antena. Esse ruído é normalmente modelado como aditivo, branco e gaussiano.

Trata-se do ruído

Em relação às características do canal satelital, assinale a afirmativa correta.

As faixas de frequências para comunicação com satélites são usualmente divididas em bandas de frequência. Em uma dessas bandas, o sinal normalmente sofre mais perdas e interferências por condições atmosféricas severas, como chuvas fortes. No entanto, essa banda, por operar na faixa entre 27 e 40GHz (downlink), possibilita taxas de transmissão mais altas.

Essa banda de frequências é:

Uma estação terrena enxerga um satélite em uma posição fixa e constante. Tal satélite percorre uma órbita circular equatorial com velocidade de 11054km/h.

Sabendo que o raio médio da Terra é de 6370km e que a velocidade angular de rotação da Terra é de 0,264rad/h, assinale a opção que indica o valor que mais se aproxima da órbita do satélite em relação à superfície da Terra.

As faixas de frequências para comunicação com satélites são usualmente divididas em bandas de frequência. Em uma dessas bandas, o sinal normalmente sofre menos perdas e interferências pelas condições atmosféricas. No entanto, essa banda, por operar na faixa de 1,5GHz (downlink) e 1,6GHz (uplink), não possibilita taxas de transmissão tão altas quanto as outras bandas.

Assinale a opção que indica essa banda de frequências.

A ionosfera é uma região da atmosfera formada por um plasma ionizado que pode interferir com as comunicações para o espaço. No entanto, essa região possui uma alta refletividade somente em certas faixas de frequências, deixando as ondas eletromagnéticas passarem sem muita atenuação no restante do espectro.

Por conta dessa alta refletividade, os enlaces de comunicação com o espaço devem evitar uma certa faixa de frequências, que é conhecida como

A Recomendação ITU-R AS.363.5 estabelece que a faixa de frequência preferencial para os enlaces do sistema de telemetria e telecomando de um satélite devem estar entre 1 e 8GHz. Normalmente, estes enlaces utilizam portadoras entre 2025 e 2300MHz.

Esta porção do espectro, que está contida na faixa de 2GHz a 4GHz, é conhecida como

A antena do subsistema de TT&C a bordo desempenha um papel fundamental ao garantir que o satélite seja acessado pela Estação Terrena nas fases críticas do lançamento e do posicionamento em órbita.

São requisitos desejáveis de uma antena do subsistema de TT&C:

O subsistema de telemetria, telecomando e rastreamento (Tracking, Telemetry and Command - TT&C) é o responsável por gerenciar o satélite durante todo seu ciclo de vida.

As atividades de telemetria envolvem

Um sistema hipotético de telemetria realiza a medida da altitude de um satélite a partir do tempo total de viagem de ida e volta do sinal transmitido pela estação terrestre ao satélite. O sinal transmitido é um tom com frequência fixa 𝑓 modulando em AM a portadora do sistema de telemetria. O tempo total de viagem é calculado a partir da comparação da fase do sinal transmitido e recebido pela estação terrestre. O sistema deverá ser utilizado para o monitoramento de satélites a 20000km de altitude e o tempo de processamento do sinal pelo satélite é desprezível.

Sabendo-se que a velocidade da luz é igual a 3 × 10⁸m/s, a frequência máxima 𝑓 do tom para que não haja ambiguidade da altitude é, aproximadamente, igual a

Deseja-se determinar a velocidade radial de um satélite em baixa órbita a partir da comparação da frequência do sinal transmitido por uma estação terrestre (𝑓₁) e da frequência do sinal recebido pelo satélite (𝑓₂).

Sabendo-se que, em um determinado instante, 𝑓₁ = 18𝐺𝐻𝑧 e 𝑓₂ = 18.000.144𝑘𝐻𝑧, a velocidade radial do satélite é, aproximadamente, igual a

O Subsistema de rastreamento, telemetria e telecomando (Tracking, Telemetry and Command – TT&C) é o responsável por fornecer o gerenciamento e o controle para manter o satélite operacional e em órbita.

Um enlace dedicado entre o satélite e Estação Terrestre (ET) é estabelecido para o tráfego de dados relativos a TT&C.

Relacione as atividades relacionadas por este subsistema às suas definições.

1. Telemetria

2. Rastreamento

3. Comando

( ) receber sinais de controle da ET para iniciar manobras e alterar o estado ou o modo de operação de equipamentos.

( ) transmitir à ET os dados de medidas dos diversos sensores, bem como informações do funcionamento dos equipamentos e confirmação da execução dos comandos enviados pela Estação de TT&C.

( ) realizar medidas da altitude e da velocidade radial do satélite, com o objetivo de determinar sua posição e órbita.

Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada.

Para garantir operação remota eficaz do satélite, sendo mantido em órbita nominal e operando corretamente, um ou mais dos elementos definidos a seguir são necessários:

I. Estação de Rastreio e Controle (ERC). Esta estação é responsável por enviar comandos para o satélite e receber seus dados de telemetria.

II. Unidade de Controle do Satélite (UCS): A UCS está localizada a bordo do satélite e é responsável por receber e executar os telecomandos enviados pela ERC.

III. Sistema de Telemetria do Satélite (STS). Este sistema é responsável por coletar e transmitir dados do satélite de volta para a ERC, incluindo informações sobre o status do satélite, saúde dos sistemas e dados de carga útil.

Assinale a opção que indica os elementos necessários.

A antena é um componente passivo fundamental em satélites, responsável por conectar uma onda eletromagnética presente em um guia de onda ou cabo coaxial ao espaço livre. Um satélite pode empregar diferentes tipos de antenas, incluindo as parabólicas, helicoidais e omnidirecionais, entre outras.

Sobre as antenas, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) O ganho de uma antena é a medida de sua capacidade de concentrar a energia do sinal eletromagnético em uma direção específica.

( ) Quanto ao perfil de irradiação, as antenas em geral têm um lóbulo principal e um dado número de lóbulos secundários.

( ) Antenas altamente direcionais têm baixo ganho e se concentram em uma pequena área de cobertura, enquanto antenas omnidirecionais têm alto ganho e abrangem áreas amplas.

As afirmativas são, respectivamente,

Em um enlace de telemetria estabelecido entre o satélite e a estação terrestre utilizando-se modulação BPSK sem codificação, observou-se o incremento da probabilidade de quadros perdidos.

Com o objetivo de mitigar esta condição, assinale a opção que apresenta a estratégia que pode ser implementada.

Um sistema de comunicações via satélite é composto de uma constelação de satélites e estações terrestres que desempenham diversas funções. É dividido entre segmento espacial e segmento terrestre.

Com relação aos componentes do subsistema de telemetria e telecomando, assinale a afirmativa correta.