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Bandas de frecuencias satelitales

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Bandas de frecuencias satelitales

 

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Son cada vez más las actividades en las que los satélites cumplen un papel fundamental (meteorología, comunicaciones, diversas tareas de exploración y observación terrestre, astronomía, etc), entonces, por el alto número de satélites en uso, para evitar congestión en el espectro electromagnético, se requiere un mayor ancho de banda que el disponible en bandas más bajas como la VHF. A raíz de eso, para las transmisiones satelitales, cada vez se utilizan más frecuencias de la parte alta de la banda UHF, así como de la banda SHF (zona de microondas).

La mitad alta de la banda UHF y la banda SHF han sido subdivididas en bandas más pequeñas para uso de transmisiones satelitales. Estas bandas se llaman: L, S, C, X, Ku, K, y Ka.

Ya se mencionó que una ventaja de estas bandas de frecuencias más altas (y por ende mayor ancho de banda disponible) es que pueden transmitir mayor densidad de datos por segundo, lo que da como resultado información más detallada y de mejor calidad. No obstante, también tienen una desventaja relacionada con el clima, ya que estas señales de frecuencias más altas son más susceptibles a la lluvia y a los altos niveles de humedad, entonces se degradan con mayor facilidad.

Banda L (1 GHz a 2 GHz): El rango de entre 1.2 GHz y 1.8 GHz es utilizado por satélites de diverso tipo, entre ellos se incluyen los del Sistema de Posicionamiento Global -GPS por las siglas Global Positioning System- (Estados Unidos), así como los sistemas de navegación satelital Glonass (Rusia), Galileo (Unión Europea), Beidou (China). Asimismo, este rango es usado por satélites de búsqueda y rescate del sistema SARSAT/COSPAS, y también por satélites de telefonía móvil satelital de los sistemas Iridium e Inmarsat.
 
El rango de entre 1.67 GHz y 1.71 GHz es usado por satélites meteorológicos para transmisión de datos e imágenes de alta resolución desde los satélites a las estaciones terrenas (downlink o bajada de datos).
 
 
Banda S (2 GHz a 4 GHz): Entre 2.025 GHz y 2.3 GHz es usado por agencias espaciales -como la NASA- para comunicaciones con la Estación Espacial Internacional y con naves espaciales. También es utilizado por el Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa de Estados Unidos de América (Defense Meteorological Satellite Program) y por el sistema de telefonía satelital móvil Inmarsat.
 
Entre 2.5 GHz y 2.67 GHz es utilizado en algunos países asiáticos por sistemas de difusión televisiva y de radio satelital.
 
 
Banda C (4 GHz a 8 GHz): El rango de entre 3.4 GHz y 4.2 GHz es usado por sistemas de telecomunicaciones satelitales y por cadenas de televisión satelital. Su uso es muy común en zonas de abundantes precipitaciones tropicales, dado que las señales de la Banda C sufren menor degradación por lluvia y humedad que las señales de la banda Ku descrita más abajo.
 
El rango 5.9 GHz - 6.4 GHz es usado por los mismos servicios del rango 3.4 GHz - 4.2 GHz, solo que en aquel rango se realiza la bajada de datos desde satélites a tierra (downlink), mientras que en el rango 5.9 GHz - 6.4 GHz se realiza la subida de datos desde tierra a los satélites (uplink).
 
 
Banda X (8 GHz a 12 GHz): Muy usada en investigación espacial, operaciones enfocadas al espacio profundo, así como por satélites militares y de observación ambiental. Muchos satélites y naves espaciales cuentan con transmisores complementarios de bandas S y X. Paralelamente, esta banda es empleada por radares en diversas actividades.
 
 
Banda Ku (12 GHz a 18 GHz): Muy usada por satélites de comunicaciones de diversas partes del mundo para el envío y recepción de videos, datos y sonido. A pesar de que las señales de la banda Ku son susceptibles a la lluvia y se degradan más fácilmente en zonas de altas precipitaciones que las señales de la banda C, esto es compensado con la enorme calidad y alta velocidad de los datos transmitidos en banda Ku, gracias al gran ancho de banda disponible.
 
 
Banda Ka (entre 26 GHz y 40 GHz): Las señales de esta banda son cada día más utilizadas debido al gran ancho de banda que proporcionan, algo muy necesario en un espacio cada vez más congestionado de satélites. Una ventaja es que al no ser tan usada la banda Ka en servicios terrestres, las antenas satelitales para estas frecuencias pueden ser instaladas casi en cualquier lugar, a diferencia de otras bandas que sí son compartidas con servicios terrestres y para las que hay que instalar las antenas con mucho cuidado para evitar interferencias con otros servicios. Sin embargo, una desventaja de las señales de esta banda es su gran nivel de degradación debido a la lluvia y humedad (incluso más susceptibles que las señales de la banda Ku), por lo que no es muy útil en zonas tropicales con precipitaciones muy frecuentes y altos porcentajes de humedad. Esta banda es comúnmente utilizada en televisión satelital de alta definición.
 
Se considera que la banda Ka será muy utilizada en el futuro, ya que su gran ancho de banda proveerá abundante espacio para la transmisión de señales en un mundo cada vez más congestionado de satélites. Además, debido a que las señales de la banda Ka tienen menor longitud de onda que las de la banda Ku, se requieren antenas más pequeñas para su recepción. Por otro lado, es importante destacar que si se cuenta con más espacio disponible en esta banda, los costos se reducen debido a las leyes de oferta y demanda.
 
El origen de los nombres de las bandas Ku y Ka proviene de la palabra alemana Kurz que significa corta y se refiere a las ondas de menor longitud de este rango de las ondas de radio o microondas. En realidad, se trata de tres bandas que ocupan el espectro electromagnético entre los 12 GHz y los 40 GHz: la banda Ku (12 GHz - 18 GHz), la banda K (18 GHz - 26 GHz) y la banda Ka (26 GHz - 40 GHz). Sucede que las señales de la banda K (o Kurz) tienen un alto nivel de degradación por humedad o vapor de agua en la atmósfera, por lo que no sirven para comunicaciones satelitales (especialmente alrededor de los 23 GHz). Pero por debajo de los 18 GHz y por encima de los 26 GHz, las señales son menos susceptibles al vapor de agua y pueden utilizarse en transmisiones satelitales. El nombre Ku proviene de Kurz Unten, que en alemán significa Bajo Corta (se refiere a las señales del rango en cuestión que están por debajo de la banda Kurz). El nombre Ka proviene de Kurz Above, que en una combinación entre el término alemán Kurz (corta) y el término inglés above (encima) significa Corta Encima (se refiere a las señales del rango en cuestión que se ubican por encima de la banda Kurz).

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Fuentes de información:

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