1. Introdução As telecomunicações, ao longo da história, vêm exercendo um papel preponderante no seu desenvolvimento e, atualmente, têm sido a força propulsora que está, simultaneamente, criando a gigantesca economia global e tornando as suas partes menores e mais poderosas. Nessa situação de total integração com o conjunto de tecnologias em nível mundial,é que temos buscado colocar as telecomunicações, principalmente o no Brasil, em que fatores referentes a desregulamentação tem proporcionado o início de um momento histórico e capaz de provocar transformações extremamente profundas na sociedade. Uma parte dessa transformação pode ser vista, em parte, neste trabalho, o qual faz parte de um projeto pioneiro em sua área: o desenvolvimento de um satélite amador por alunos de graduação. Apresentaremos aqui neste relatório, o desenvolvimento teórico do sistema de rádio enlace do satélite UNOSAT I, desenvolvido por alunos de graduação da Universidade Norte do Paraná. Relatório este, que apesar de tratar de uma tecnologia bastante antiga, vem ao encontro de uma realidade, determinada pela necessidade de compor uma nova alternativa bastante promissora para o conjunto da sociedade brasileira, isto é, as telecomunicações nesse início de século. 2. O Conceito de Ganho e Perda Falar sobre novas tecnologias sem falar sobre as unidades de medidas, geralmente utilizadas em sistemas de telecomunicações, é, sem sombra de dúvidas, muito delicado, além do que, as medidas realizadas em telecomunicações são de vital importância na instalação de qualquer sistema. 1
2.1 O Conceito de Ganho e Atenuação Em muitos circuitos envolvendo sistemas de telecomunicações, nós podemos encontrar sistemas que amplificam os sinais (ganho) e os que atenuam os sinais (atenuação). Vamos supor que tenhamos um quadripolo, como o mostrado na figura seguinte, considerando um determinado valor para o sinal de entrada e um outro valor para o sinal de saída. figura 2.1 - Quadripolo O ganho do quadripolo (G) é dado pela seguinte equação: G = NíveldoSinaldeSaída NíveldoSinaldeEntrada Da mesma forma podemos definir como atenuação a relação mostrada na seguinte equação, levando em conta a figura 2.1. G = NíveldoSinaldeEntrada NíveldoSinaldeSaída 2
Tanto o ganho como a atenuação são números adimensionais, pois os dois níveis são expressos na mesma unidade. O que verificamos é que poderemos encontrar valores compreendidos da seguinte forma: G > 1 G = 1 G < 1 Para melhor explicar a natureza do quadripolo mostrado anteriosmente, vamos definir, com o exemplo, dois tipos de parâmetros das linhas físicas de comunicação: os parâmetros primários e os parâmetros secundários. A figura seguinte é uma linha de transmissão física. figura 2.2 - Transmissão Física Tomando esta linha, podemos verificar que ela é composta de elementos, tais como: resistência por unidade de comprimento, indutância por unidade de comprimento, capacitância por unidade de comprimento e condutância por unidade de comprimento. Figura 2.3 - Parâmetros Primários 3
Estes elementos fazem parte da composição de uma linha de transmissão, e são denominados de parâmetros primários das linhas. Os parâmetros secundários da linha de transmissão são denominados de impedância característica e fator de propagação. No estudo das unidades de medida para sistemas de transmissão, esses dois parâmetros ocupam um papel de destaque. A impedância característica é aquela vista em qualquer ponto da linha e é dada pela seguinte expressão: Zo = R + G + jwc jwl O fator de propagação é dado pela seguinte expressão: Y = ( R + jwl).( G + jwc) = a + jb Onde: C é a capacitância do material L é a Indutância R é a resistância G é a Capacitância do Gerador O valor de "a" é dado em Neper por Km e equivale à atenuação do circuito. Um neper equivale a 8,686 db, sendo denominado de constante de atenuação. O valor "b" é denominado de constante de fase e seu valor é dado em radianos por segundo. Em telecomunicações utilizamos com freqüência relações logarítmicas para expressas grandezas elétricas ou acústicas de mesma unidade ou com algum valor de referência. O logaritmo da relação de grandezas corresponde, dentro de uma ampla faixa de amplitude, à evolução exponencial das tensões, correntes e potências. 4
De posse destas informações, poderemos agora conhecer mais profundamente as unidades de medidas em linhas de transmissão. A seguir, são apresentadas de forma bastante lógica, as unidades de medida mais utilizadas em telecomunicações. 2.2 - O Decibel Em 1963, a Companhia Americana de Telégrafos e Telefones adotou a unidade de transmissão, mais tarde denominada de Bell, em homenagem ao inventor do telefone para expressar os valores contidos de atenuação. Na prática, essa unidade tem valores muito grandes, portanto passou-se a adotar o valor decibel(db) como unidade de medição de ganho e atenuação ou relação de corrente e tensão. A expressão mostrada em seguida define a relação em decibéis, tomando como base valores de potência. db = 10 log Psaida Pentrada Se Psaida [P2] > Pentrada [P1], teremos uma atenuação no circuito. Psaída = Potência de Saída Pentrada = Potência de Entrada Como exemplo teremos um amplificador que libera uma potência de 2W na saída, quando são aplicados 10 mw na entrada. Qual o valor do ganho em db? P1 = 10mW P2 = 2W = 2000mW, logo Db = 10 Log 2000/10 = 23 db 5
2.3 - O dbm O dbm é a relação entre a potência P e uma outra com o valor de referência fixo. O valor fixo, em telecomunicações, foi definido internacionalmente em 1 mw. Utilizando a mesma expressão referente ao db mostrada anteriormente e atribuindo o valor de 1mW ao valor de P1, teremos como calcular o valor do db. Assim, como exemplo vamos converter o valor de 300mW em dbm. dbm= 10 Log 300mW/1mW dbm = 24,7 dbm É importante ressaltar que os valores em níveis absolutos em dbm nunca podem ser somados, subtraídos, multiplicados ou divididos. O valor de potência em dbm somente pode ser somado ao db, como mostrado na expressão seguinte: dbm = dbm + db Um exemplo bastante prático pode ser aplicado com a seguinte soma: 20 dbm + 20 dbm. Primeiramente, deveremos transformar 20 dbm em valores reais, em watts. 20 dbm = 10 log P P = 100 mw 100 mw + 100 mw = 200 mw dbm = 10 log 200mW dbm = 23,0 = 20 dbm + 20 dbm 6
Como observação deveremos verificar que dbm é potência e db é a relação entre potências. 3. Seleção da Faixa de Freqüências Uma escolha inadequada da faixa de freqüências pode causar transtornos futuros, como interferências elevadas, dificuldades na expansão futura de modo que deve ser realizada de forma criteriosa, após análise tanto do sistema a ser projetado como dos enlaces e sistemas existentes na mesma região. A priori, no caso do UNOSAT I, foi possível ( além de recomendado), selecionar uma única faixa de freqüência devido a capacidade do sistema, o qual foi possibilitou diversificar o mínimo possível os tipos de equipamentos e redução na quantidade de sobressalentes. Em alguns casos críticos, sobretudo em regiões em que a maioria das faixas de freqüência está quase saturada, isto não é possível, sendo necessária a utilização de mais de uma faixa de freqüências. Outro fator relevante é que o sistema de comunicação do UNOSAT é UNIDIRECIONAL, no caso, apenas recebendo informação vinda do satélite, chamamos isso de DOWNLINK. Podemos ainda salientar que se trata de um satélite amador, por isso, podemos, utilizar da faixa de freqüência destinada a este tipo de comunicação, sem ônus para o proprietário na aquisição de uma banda de freqüências. Considerando todos esses itens, acima relacionados, a freqüência de transmissão do UNOSAT, escolhida para transportar a informação até a estação terrena é de 148,135 Mhz, modulada em FM comercial, com ± 75 Khz de deslocamento lateral. Freqüência Escolhida Modulação 148, 135 MHz ± 75 Khz Freqüência Modulada (FM) 7
3.1 Normas que tratam do uso da freqüência de 148 MHZ 3.1.1 Portaria nº 989, de 30.08.74 O MINISTRO DE ESTADO DAS COMUNICAÇÕES, no uso de suas atribuições cometidas pelo Decreto nº 70568, de 18 de maio de 1972, RESOLVE: I. Aprovar a Norma que estabelece a canalização e as condições da utilização da faixa de radiofreqüências compreendida entre 138 e 174 MHz atribuída aos Serviços Fixo e Móvel Amadores, que a esta acompanha, rubricada pelo Secretário-Geral deste Ministério. II. Facultar às entidades que utilizam freqüências fora da canalização estabelecida por essa Norma, o prosseguimento de seu emprego pelo prazo de 2 (dois) anos, sem qualquer restrição. III. Estabelecer que, a partir do término do prazo fixado no item anterior, os sistemas ora em funcionamento, caso venham a causar interferências prejudiciais a outros sistemas que operam de acordo com essa Norma, tenham seus planos de freqüências modificados, compulsoriamente, na forma desta. IV. Estabelecer o prazo de 5 (cinco) anos para que todos os sistemas se enquadrem no estabelecido por essa Norma. V. Determinar que o DENTEL somente consigne as freqüências requeridas, mediante a apresentação, pelo engenheiro responsável do projeto, de um plano de freqüências e potências em que tenham sido consideradas as freqüências anteriormente consignadas, sendo responsabilidade do usuário dessas freqüências evitar interferências aos sistemas já autorizados. VI. Estabelecer que todos os equipamentos a serem empregados de acordo com essa Norma sejam homologados pelo DENTEL. 8
VII. Determinar que o DENTEL colabore com os usuários no sentido de facilitar a obtenção de todas as informações necessárias à preparação dos projetos técnicos referentes à utilização da faixa ora regulamentada. VIII. Os prazos estabelecidos nos itens II e IV supra referidos são contados a partir data de publicação da presente Portaria. 3.1.2 Regulamentação para faixas abaixo de 1 Ghz CONSELHO DIRETOR DA AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES - ANATEL, no uso de suas atribuições e tendo em vista o disposto no art. 22, da Lei n 9.472, de 16 de julho de 1997, e art. 35 do Regulamento da Agência Nacional de Telecomunicações, aprovado pelo Decreto n 2.338, de 7 de outubro de 1997, em sua Reunião n 52, realizada no dia 9 de dezembro de 1998, e CONSIDERANDO os comentários recebidos decorrentes da Consulta Pública nº 72, de 24 de setembro de 1998 Regulamento sobre as Condições de Uso de Radiofreqüências abaixo de 1 GHz por Sistemas de Satélites não Geoestacionários, publicada no Diário Oficial da União, de 25 de setembro de 1998, resolve: Art. 1º Aprovar o Regulamento sobre as Condições de Uso de Radiofreqüências abaixo de 1 GHz por Sistemas de Satélites não Geoestacionários. Art. 2º Esta Resolução entra em vigor na data de sua publicação. RENATO NAVARRO GUERREIRO Presidente 9
- Tipos de Antena Os tipos de antena devem ser selecionados enlace a enlace, considerando preferencialmente a configuração final dos enlaces a serem projetados e dos enlaces existentes. Como regra geral, recomenda-se para enlaces em FM-VHF a utilização de antenas omnidirecionais para transmissão, e direcionais para recepção, entretanto como o UNOSAT I é um satélite não geoestacionário, um controle de posição deveria ser adotado para que se utiliza-se uma antena direcional Yagi na recepção, portanto utilizaremos uma antena omnidirecional de alto ganho na recepção. Utilizando-se ainda dos critérios adotados na sessão 3, podemos definir as antenas a serem utilizas, de acordo com a tabela abaixo: ANTENA GANHO PESO ALTURA FABRICANTE M-300C TRANSMISSORA M-220A RECEPTORA 1,5 dbm 90g 560 mm AQUARIOS 6 dbm 1.252g 2560 mm AQUARIOS A antena é um elemento de grande importância para o projeto de um rádio enlace. É interessante salientar que estamos trabalhando com antenas comerciais, calibradas especificamente para a freqüência escolhida para o uso no UNOSAT. Alguns grupos que desenvolvem satélites amadores usam ainda, diversos tipos de "sucata" como antena, como fitas métricas metálicas, arames e objetos metálicos em geral, entretanto, o uso de um material desse porte impede que obtenhamos uma precisa avaliação da forma como o sistema se comporta. 10
M - 220A M-300C 11
5 - Metodologia de Cálculo de Desempenho e Disponibilidade Neste item apresentamos a metodologia de cálculo de desempenho e disponibilidade que elaboramos e utilizamos em nossos projetos sistêmicos. Esta metodologia está em conformidade com o apresentado nos itens anteriores, e com as teorias aplicadas à propagação, e é aplicável aos enlaces diretos sem repetição passiva. 5.1 - Atenuação no Espaço Livre em que: A atenuação no espaço livre é dada pela seguinte fórmula: Ae = 32,4 + log( f. d) DB Ae - Atenuação no espaço livre (db) F - Freqüência central em MHZ D - distância em Km 5.2 - Atenuação devido a absorção na Atmosfera Calculada pela expressão: A = yd = ( y + y ). 0 w d em que d - comprimento do enlace (Km) Yo - Absorção em db/km devido ao oxigênio Yw - Absorção em db devido ao vapor d'água 12
5.3 - Atenuação no guia de onda ou cabo coaxial das Estações A atenuação no cabo das estações A e B é dada por: Ac β = perdanocabo / mxlcβ em que Acβ - Atenuação no cabo (db/m) Lcβ - comprimento do cabo (m) 5.4 - Atenuação Total Líquida A atenuação total líquida é dada por: At = Ael + Aab + Armf + Aca + Acb + AtTX + AtRX + Atob ( GT + GR) db em que: - Ael - Atenuação no Espaço livre (db) - Aab - atenuação devido à absorção na atmosfera (db) - Armf - atenuação total no circuito de ramificação (TX/RX) (db) - ACA - Atenuação em cabos e/ou guias de onda lado A (db) - ACB - Atenuação em cabos e/ou guias de onda lado B (db) - AatTX - valor do atenuador lado TX (db) - AatRX - valor do atenuador lado RX (db) - Aob - Valor da perda por obstrução (db) - GT e GR - Ganhos das antenas RX e TX (dbi) 5.5 - Nível de Recepção Nominal (sem desvanecimento) (Prn) O nível de recepção nominal é dado por: em que Pr n = Pt AT Prn - Nível de recepção nominal (dbm) 13
Pt - Potência de transmissão (dbm) At- atenuação total (db) 5.6 - Distância entre Estações Coordenadas Geográficas são um sistema de localização exata de um ponto qualquer na superfície da Terra, em que se considera a Terra rigorosamente esférica, recoberta de uma rede de círculos. Para o projeto é fundamental levantar as coordenadas geográficas. Mapa Mundi Meridiano - São linhas perpendiculares ao Equador, passando pelos pólos; Paralelas - São as linhas paralelas ao Equador. A latitude do ponto pode ser definida como sendo a distância, em graus, entre o ponto e o Equador, contada sobre um meridiano, podendo ser o Norte ou Sul, adquirindo valor nulo no Equador e 90 nós pólos. Cada grau corresponde aproximadamente a um valor entre 110,5 e 111,5 Km. 14
A longitude do ponto pode ser definida como sendo a distância, em graus, contada sobre o Equador, entre o meridiano que passa pelo ponto e o meridiano de Greenwich, podendo ser Oeste ou Leste, adquirindo um valor nulo no meridiano de Greenwich e 180 no meridiano oposto a ele. De posse das coordenadas geográficas, podemos calcular a distância linear entre dois pontos. As coordenadas geográficas poderão ser levantadas no mapa ou com o auxílio do GPS na localidade, sendo este um meio mais preciso de obter com exatidão as coordenadas de um pontos. A distância poderá ser determinada diretamente no mapa, ou ainda calcula-la com o emprego da fórmula mostrada à seguir, com mais precisão. d = 111,2 x = cos 1 [sen La x sen La 1 2 + cos La x cosla 1 2 x cos( Lo 1 Lo 2 )} Sendo La1: Latitude do ponto 1 Lo1: Longitude do ponto 1 La2: Latitude do ponto 2 Lo2: Longitude do ponto 2 Observar que os graus deverão estar em números absolutos, ou seja, transformados em graus decimais. 15
6. Cálculos de Desempenho e Disponibilidade Preliminares - Resultados e Conclusões Mostraremos aqui, o calculo realizado para o posicionamento da Estação Móvel (UNOSAT) no equador, ou seja, latitude 0. Lembrados que para demais coordenadas geográficas o método para cálculo é equivalente. 6.1 Cálculo da Distância entre Dois Pontos. COORDENADA GEOGRÁFICA DO EQUADOR - Latitude 0 Longitude 50,87 (Linear à ET) COORDENADA GEOGRÁFICA DA ET EM LONDRINA - Latitude 23,146 Longitude 50,87 Valores acima são ABSOLUTOS Então -> = arccos [ sem(0). sem(23,146) + cos(0). cos(23,146). cos(50,87-50,87)] = 0,403981 RADIANOS DISTANCIA LINEAR = 23,14 graus x 111,2 = 2573 Km A distância acima, representa a distância entre dois pontos, linearmente falando, ou seja, tomando por exemplo, uma cidade localidade perfeitamente no equador, e na mesma longitude de londrina, ou seja, a distância linear, entre londrina e esta cidade é de 2573 Km, considerando que ela esteja posicionada nas mesmas coordenas geográficas do cálculo acima. Entretanto, necessitamos da distância entre Londrina e o satélite, e, virtualmente falando, posicionamos o satélite nessa coordenadas acima, ou seja, a 800 Km sobre essa fictícia cidade, essa distância é a altitude do satélite, que não é fixo, e possui uma nova posição a cada instante, por isso, imaginemos um triangulo de Pitágoras, 16
onde a hipotenusa, é a distância procurada, o cateto maior, é a distancia linear, e o menor cateto a altitude do satélite. UNOSAT DISTANCIA ET - EM ALTITUDE Londrina cidade fictícia Sendo assim, se aplicarmos a tradicional formula do teorema de Pitágoras, onde queremos achar a hipotenusa, e dispomos do Cateto menor, e do Cateto maior, concluímos que a distância entre o Satélite UNOSAT e a Estação Terrestre em Londrina é de 2695 Km. De posse da distância real entre o satélite no equador, e londrina, podemos determinar as perdas. ATENUAÇÃO EM ESPAÇO LIVRE (Ae) Ae = 32,4 + 20 log(f x d) (db) Ae = 32,4 + 20 log (148,135 x 2695) Ae = 144,42 db Podemos considerar ainda, 5 db como perdas em cabos e conexões. Para absorção atmosférica, existem algumas tabelas, entretanto, se dispormos de alguns dados podemos calcula-la, o que não é necessário. Vicente Soares Neto, em seu livro SISTEMAS DE PROPAGAÇÃO E RADIO ENLACE, cita que para enlaces em VHF, há uma perda de 0,1 db por Km, ou seja para 2695 Km, temos 269,5 db de perdas. Somando as perdas, temos 144,42 + 5 + 269,5 = 418,92 db 17
Ganho das Antenas -> TX 1,5 db RX 6 db Potência Irradiada 5W ou 36,9897 dbm Limiar de recepção 0,25 µv para estação receptora Prmin = (0,25. 0,25) / 50 Ohms -> Lei de OHM onde 50 Ohms equivale a impedância do circuito. Prmin = 119,03 dbm + 50dB (devido a reforço do circuito de recepção do receptor, e filtros) Prec = 36,9897 + 7,5-418,92 = Em torno de -360 dbm Ou seja, -370 dbm é um valor muito inferior à -169,03 dbm, que é o limite mínimo para que haja o enlace, ou seja, o enlace estará INDISPONÍVEL. Abaixo seguem as tabelas referentes aos cálculos para as demais latitudes. Há diferenças mínimas entre os cálculos acima e os abaixo apresentados, devido ao fato que na confecção de tabelas foram utilizadas TODAS as casas decimais. Tabela 6.1 - DISTANCIA ENTRE LONDRINA E DEMAIS POSIÇÕES DO SATÉLITE UNOSAT (LATITUDES) LATITUDES (Graus) 0 1 2 3 4 DISTÂNCIA ENTRE LONDRINA E DEMAIS LATITUDES (Km) 2695,338614 2589,359983 2483,837932 2378,833224 2274,417513 18
19 5 2170,675797 6 2067,709528 7 1965,640568 8 1864,616282 9 1764,816079 10 1666,459896 11 1569,819181 12 1475,231105 13 1383,11686 14 1294,004854 15 1208,559372 16 1127,61422 17 1052,208527 18 983,6171094 19 923,3598063 20 873,1637452 21 834,8457342 22 810,0930526 23 800,1656002 24 805,6116321 25 826,1271668 26 860,6352129 27 907,5410313 28 965,0385264 29 1031,357781 30 1104,911429 31 1184,352371 32 1268,575064 33 1356,689252 34 1447,984683 35 1541,896376
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 1637,974392 1735,859056 1835,261316 1935,947419 2037,727068 2140,444271 2243,970283 2348,198132 2453,038357 2558,415677 2664,266362 2770,536158 2877,178624 2984,153808 3091,42717 Temos acima, a distância entre a estação terrena, localizada em londrina, até a posição do satélite UNOSAT, variando-se a latitude. TABELA 6.2 ATENUAÇÃO DO SINAL E ESTADO DO SINAL PARA RECEPÇÃO A tabela abaixo foi obtida utilizando-se as informações, e procedimentos de cálculo acima apresentados. No campo ATENUAÇÃO TOTAL LÍQUIDA, englobam-se a atenuação por perda em espaço livre, e demais fatores atenuantes acima mencionados. A potência mínima exigida para que haja o estabelecimento do enlace é de 169 dbm. 20
Latitude 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Atenuação Total Líquida (db) Potência Recebida (dbm) ESTADO DA RECEPÇÃO 398,9127587 361,9231 INDISPONÍVEL 387,4091523 350,4195 INDISPONÍVEL 375,8878181 338,8981 INDISPONÍVEL 364,3470381 327,3573 INDISPONÍVEL 352,7848313 315,7951 INDISPONÍVEL 341,1988981 304,2092 INDISPONÍVEL 329,5865472 292,5968 INDISPONÍVEL 317,944602 280,9549 INDISPONÍVEL 306,2692759 269,2796 INDISPONÍVEL 294,5560057 257,5663 INDISPONÍVEL 282,7992233 245,8095 INDISPONÍVEL 270,9920375 234,0023 INDISPONÍVEL 259,1257776 222,1361 INDISPONÍVEL 247,1893239 210,1996 INDISPONÍVEL 235,1680871 198,1784 INDISPONÍVEL 223,0423966 186,0527 INDISPONÍVEL 210,7848267 173,7951 INDISPONÍVEL 198,3554945 161,3658 DISPONÍVEL 185,6931458 148,7034 DISPONÍVEL 172,6964945 135,7068 DISPONÍVEL 159,1793418 122,1896 DISPONÍVEL 144,7372621 107,7476 DISPONÍVEL 128,1697332 91,18003 DISPONÍVEL 99,17325612 62,18356 DISPONÍVEL 122,3526061 85,36291 DISPONÍVEL 140,2077774 103,2181 DISPONÍVEL 155,0753007 118,0856 DISPONÍVEL 168,8047626 131,8151 DISPONÍVEL 21
28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 181,9287045 144,939 DISPONÍVEL 194,6758823 157,6862 DISPONÍVEL 207,1657941 170,1761 DISPONÍVEL 219,4687928 182,4791 INDISPONÍVEL 231,6298138 194,6401 INDISPONÍVEL 243,6793133 206,6896 INDISPONÍVEL 255,6388901 218,6492 INDISPONÍVEL 267,5244184 230,5347 INDISPONÍVEL 279,3479081 242,3582 INDISPONÍVEL 291,1186648 254,129 INDISPONÍVEL 302,8440459 265,8543 INDISPONÍVEL 314,529969 277,5403 INDISPONÍVEL 326,1812643 289,1916 INDISPONÍVEL 337,8019264 300,8122 INDISPONÍVEL 349,3952958 312,4056 INDISPONÍVEL 360,9641952 323,9745 INDISPONÍVEL 372,5110303 335,5213 INDISPONÍVEL 384,0378691 347,0482 INDISPONÍVEL 395,5465016 358,5568 INDISPONÍVEL 407,0384876 370,0488 INDISPONÍVEL 418,5151949 381,5255 INDISPONÍVEL 429,9778292 392,9881 INDISPONÍVEL 441,4274588 404,4378 INDISPONÍVEL Pode-se assim concluir que utilizando-se potência máxima de 5W para transmissão, o satélite UNOSAT I cobrirá um raio de 600 Km. Utilizando-se meia potência, em torno de 2, a 2,5 W, o nanosatélite cobrirá um raio de 100 à 150 Km, abaixo disso o sinal é perceptível, porém muito fraco, e assim sujeito a interferências, podendo se degradar completamente antes da chegada à estação terrena. 22
Torna-se possível, quando utilizando-se potência máxima, captar o sinal do satélite (TRANSMISSÃO DE VOZ APENAS) utilizando-se um bom rádio portátil de comunicação operando na faixa de FM-VHF. 7. ANÁLISES FINAIS ESTAÇÃO REMOTA - UNOSAT 1 ANTENA TRANSMISSOR FORMATO DA TRANSMISSÃO TIPO DE CONEXÃO CONSUMO FREQÜÊNCIA DE TRANSMISSÃO ÓRBITA ALTITUDE M300-C FABRICADA POR ANTENAS AQUARIOS GANHO DE 1,5 dbi OMNIDIRECIONAL TIPO COMERCIAL FABRICANTE ICOM POTÊNCIA 5W-6W SINAL DE VOZ + PACOTE DE DADOS X25, TRANSMITIDOS EM INTERVALOS CONTROLADOS PELO COMPUTADOR DE CONTROLE DO SISTEMA. DOWNLINK ATÉ 1,6 A TRANSMITINDO EM POTÊNCIA MÁXIMA, EM TORNO DE 700 ma PARA MÉDIA POTÊNCIA. 148,135 MHz ± 45KHz NÃO GEOESTACIONÁRIO EM TORNO DE 800 Km As duas tabelas, acima e abaixo nos dão uma noção das características gerais do sistema. Abaixo temos representações gráficas a respeito da área de vizualização e área de enlace, bem como a intersecção de ambas, área no qual poderemos captar melhor o sinal do satélite, de acordo com os cálculos. 23
ESTAÇÃO TERRENA - LONDRINA ANTENA RECEPTOR FORMATO DA RECEPÇÃO FREQÜÊNCIA DE RECEPÇÃO M220-A FABRICADA POR ANTENAS AQUARIOS GANHO DE 6 dbi OMNIDIRECIONAL - PLANO TERRA TIPO COMERCIAL FABRICANTE ICOM SENSIBILIDADE 0,25 µv CIRCUITO TIPO SUPER HETERODINO DC RECEPÇÃO DO SINAL DE VOZ DECODIFICAÇÃO VIA TNC DO PACOTE X25 136 A 173 MHz VHF FM COORDENADAS LATITUDE 23 LONGITUDE 51 ALTITUDE EM TORNO DE 600m As figuras abaixo bem como a tabela de listas de acesso foram geradas utilizando-se o software STK - Satellite Tool Kit, disponível em www.stk.com. Além de análises para satélites, o STK nos fornece uma gama variada de aplicações para uso aeroespacial, como projeto de mísseis, navegação, e GPS. 24
A figura acima mostra ilustra a inclinação do satélite, passando por uma área de enlace possível entre o UNOSAT e LONDRINA. 25
Observamos no quadro acima a trajetória do UNOSAT pela terra, e em lilás a área de visualização em Londrina. 26
Neste quadro, observa-se em lilás, a área de visualização e em amarelo a área de rádio enlace possível. Em Azul, observamos a intersecção das áreas, este é o local onde será o momento, onde será possível captar melhor o sinal. 27
Abaixo, apresentamos as estatísticas de enlace para o mês de Janeiro (Exemplo), as informações abaixo se referem ao tempo que conseguiremos visualizar o UNOSAT, em LONDRINA. As informações em negrito ilustram a zona de enlace efetivo, ou seja, a posição em azul do mapa anterior. UNOSAT1-To-ETLONDRINA Satellite-UNOSAT1-To-Facility-ETLONDRINA: Access Summary Report UNOSAT1-To-ETLONDRINA --------------------------------------------------------------------------------------------------- Access Start Time (UTCG) Stop Time (UTCG) Duration (sec) --------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1 Jan 2003 16:23:00.46 1 Jan 2003 16:33:32.45 631.984 2 1 Jan 2003 18:08:21.03 1 Jan 2003 18:22:57.22 876.188 3 1 Jan 2003 19:55:03.96 1 Jan 2003 20:11:00.93 956.963 4 1 Jan 2003 21:42:27.04 1 Jan 2003 21:58:42.50 975.463 5 1 Jan 2003 23:30:04.60 1 Jan 2003 23:46:15.20 970.594 6 2 Jan 2003 01:17:53.11 2 Jan 2003 01:33:22.53 929.418 7 2 Jan 2003 03:06:24.66 2 Jan 2003 03:19:32.81 788.156 8 2 Jan 2003 04:57:42.23 2 Jan 2003 05:03:16.08 333.854 9 2 Jan 2003 15:50:30.42 2 Jan 2003 16:00:44.93 614.514 10 2 Jan 2003 17:35:45.61 2 Jan 2003 17:50:15.89 870.280 11 2 Jan 2003 19:22:26.13 2 Jan 2003 19:38:21.39 955.259 12 2 Jan 2003 21:09:48.13 2 Jan 2003 21:26:03.38 975.255 13 2 Jan 2003 22:57:25.37 2 Jan 2003 23:13:36.62 971.258 14 3 Jan 2003 00:45:13.05 3 Jan 2003 01:00:45.59 932.537 15 3 Jan 2003 02:33:41.51 3 Jan 2003 02:46:59.11 797.601 16 3 Jan 2003 04:24:43.27 3 Jan 2003 04:30:56.31 373.037 17 3 Jan 2003 15:18:00.81 3 Jan 2003 15:27:56.89 596.077 18 3 Jan 2003 17:03:10.33 3 Jan 2003 17:17:34.43 864.102 19 3 Jan 2003 18:49:48.37 3 Jan 2003 19:05:41.82 953.447 20 3 Jan 2003 20:37:09.24 3 Jan 2003 20:53:24.25 975.014 21 3 Jan 2003 22:24:46.14 3 Jan 2003 22:40:58.01 971.868 22 4 Jan 2003 00:12:33.06 4 Jan 2003 00:28:08.55 935.496 23 4 Jan 2003 02:00:58.58 4 Jan 2003 02:14:25.23 806.642 24 4 Jan 2003 03:51:46.60 4 Jan 2003 03:58:34.39 407.791 28
--------------------------------------------------------------------------------------------------- Access Start Time (UTCG) Stop Time (UTCG) Duration (sec) --------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 4 Jan 2003 14:45:31.70 4 Jan 2003 14:55:08.27 576.576 26 4 Jan 2003 16:30:35.19 4 Jan 2003 16:44:52.83 857.643 27 4 Jan 2003 18:17:10.68 4 Jan 2003 18:33:02.20 951.523 28 4 Jan 2003 20:04:30.37 4 Jan 2003 20:20:45.11 974.738 29 4 Jan 2003 21:52:06.93 4 Jan 2003 22:08:19.35 972.427 30 4 Jan 2003 23:39:53.12 4 Jan 2003 23:55:31.42 938.301 31 5 Jan 2003 01:28:15.86 5 Jan 2003 01:41:51.15 815.296 32 5 Jan 2003 03:18:51.68 5 Jan 2003 03:26:10.85 439.168 33 5 Jan 2003 14:13:03.12 5 Jan 2003 14:22:19.02 555.896 34 5 Jan 2003 15:58:00.20 5 Jan 2003 16:12:11.09 850.892 35 5 Jan 2003 17:44:33.07 5 Jan 2003 18:00:22.55 949.483 36 5 Jan 2003 19:31:51.53 5 Jan 2003 19:48:05.95 974.424 37 5 Jan 2003 21:19:27.72 5 Jan 2003 21:35:40.66 972.938 38 5 Jan 2003 23:07:13.24 5 Jan 2003 23:22:54.20 940.959 39 6 Jan 2003 00:55:33.33 6 Jan 2003 01:09:16.91 823.581 40 6 Jan 2003 02:45:58.17 6 Jan 2003 02:53:46.01 467.847 41 6 Jan 2003 13:40:35.16 6 Jan 2003 13:49:29.05 533.896 42 6 Jan 2003 15:25:25.35 6 Jan 2003 15:39:29.19 843.836 43 6 Jan 2003 17:11:55.54 6 Jan 2003 17:27:42.86 947.320 44 6 Jan 2003 18:59:12.72 6 Jan 2003 19:15:26.79 974.073 45 6 Jan 2003 20:46:48.53 6 Jan 2003 21:03:01.93 973.403 46 6 Jan 2003 22:34:33.42 6 Jan 2003 22:50:16.89 943.475 47 7 Jan 2003 00:22:50.98 7 Jan 2003 00:36:42.49 831.513 48 7 Jan 2003 02:13:05.83 7 Jan 2003 02:21:20.13 494.307 49 7 Jan 2003 13:08:07.89 7 Jan 2003 13:16:38.29 510.402 50 7 Jan 2003 14:52:50.67 7 Jan 2003 15:06:47.13 836.462 51 7 Jan 2003 16:39:18.09 7 Jan 2003 16:55:03.12 945.031 52 7 Jan 2003 18:26:33.94 7 Jan 2003 18:42:47.62 973.682 53 7 Jan 2003 20:14:09.35 7 Jan 2003 20:30:23.17 973.825 54 7 Jan 2003 22:01:53.64 7 Jan 2003 22:17:39.50 945.856 55 7 Jan 2003 23:50:08.80 8 Jan 2003 00:04:07.91 839.106 56 8 Jan 2003 01:40:14.48 8 Jan 2003 01:48:53.37 518.883 57 8 Jan 2003 12:35:41.43 8 Jan 2003 12:43:46.62 485.195 58 8 Jan 2003 14:20:16.14 8 Jan 2003 14:34:04.90 828.758 29
--------------------------------------------------------------------------------------------------- Access Start Time (UTCG) Stop Time (UTCG) Duration (sec) --------------------------------------------------------------------------------------------------- 59 8 Jan 2003 16:06:40.72 8 Jan 2003 16:22:23.33 942.608 60 8 Jan 2003 17:53:55.19 8 Jan 2003 18:10:08.44 973.248 61 8 Jan 2003 19:41:30.18 8 Jan 2003 19:57:44.38 974.205 62 8 Jan 2003 21:29:13.92 8 Jan 2003 21:45:02.02 948.105 63 8 Jan 2003 23:17:26.79 8 Jan 2003 23:31:33.17 846.374 64 9 Jan 2003 01:07:24.01 9 Jan 2003 01:16:25.84 541.835 65 9 Jan 2003 12:03:15.90 9 Jan 2003 12:10:53.89 457.988 66 9 Jan 2003 13:47:41.79 9 Jan 2003 14:01:22.49 820.708 67 9 Jan 2003 15:34:03.44 9 Jan 2003 15:49:43.49 940.047 68 9 Jan 2003 17:21:16.47 9 Jan 2003 17:37:29.24 972.770 69 9 Jan 2003 19:08:51.02 9 Jan 2003 19:25:05.56 974.546 70 9 Jan 2003 20:56:34.24 9 Jan 2003 21:12:24.47 950.230 71 9 Jan 2003 22:44:44.94 9 Jan 2003 22:58:58.27 853.331 72 10 Jan 2003 00:34:34.29 10 Jan 2003 00:43:57.65 563.363 73 10 Jan 2003 11:30:51.51 10 Jan 2003 11:37:59.91 428.396 74 10 Jan 2003 13:15:07.60 10 Jan 2003 13:28:39.90 812.297 75 10 Jan 2003 15:01:26.26 10 Jan 2003 15:17:03.60 937.343 76 10 Jan 2003 16:48:37.79 10 Jan 2003 17:04:50.04 972.245 77 10 Jan 2003 18:36:11.87 10 Jan 2003 18:52:26.72 974.849 78 10 Jan 2003 20:23:54.60 10 Jan 2003 20:39:46.83 952.234 79 10 Jan 2003 22:12:03.24 10 Jan 2003 22:26:23.23 859.988 80 11 Jan 2003 00:01:45.26 11 Jan 2003 00:11:28.89 583.628 81 11 Jan 2003 10:58:28.52 11 Jan 2003 11:05:04.41 395.890 82 11 Jan 2003 12:42:33.60 11 Jan 2003 12:55:57.11 803.509 83 11 Jan 2003 14:28:49.16 11 Jan 2003 14:44:23.65 934.487 84 11 Jan 2003 16:15:59.15 11 Jan 2003 16:32:10.82 971.671 85 11 Jan 2003 18:03:32.73 11 Jan 2003 18:19:47.85 975.116 86 11 Jan 2003 19:51:15.00 11 Jan 2003 20:07:09.12 954.123 87 11 Jan 2003 21:39:21.69 11 Jan 2003 21:53:48.05 866.357 88 11 Jan 2003 23:28:56.84 11 Jan 2003 23:38:59.60 602.759 89 12 Jan 2003 10:26:07.32 12 Jan 2003 10:32:06.99 359.673 90 12 Jan 2003 12:09:59.79 12 Jan 2003 12:23:14.11 794.325 91 12 Jan 2003 13:56:12.16 12 Jan 2003 14:11:43.64 931.475 92 12 Jan 2003 15:43:20.55 12 Jan 2003 15:59:31.60 971.045 30