A tecnologia de satélite é fundamental para os serviços de telecomunicações (transmissão de TV, telefonia móveis, comunicações em geral), sistemas de navegação (GPS, GLONASS), observação da terra, etc. Os testes em órbita (do Inglês IOT – In-Orbit Test) são essenciais para garantir o desempenho exigido em todos estes serviços.

Os testes em órbita são efectuados de modo a se verificar a operacionalidade de todos os equipamentos dos diferentes subsistemas do satélite fundamentalmente da Carga Útil (payload). É de realçar que os mesmos têm início logo após a separação entre o satélite e o veículo lançador culminando com o comissionamento da carga útil no seu ponto orbital.

Os fabricantes e operadores de satélites em órbita terrestre Geoestacionária (GEO), Média (MEO) e Baixa (LEO) devem garantir que a carga útil opere ao mais alto nível de desempenho. Para tal o segmento terrestre, operando em diferentes bandas de frequências (L, C, Ku, Ka, etc), deve estar  preparado quanto as infraestruturas de RF (rádio frequência) de modo a emitir para o satélite os sinais de teste para medição de uma ampla gama de parâmetros e receber deste a verificação de que os referidos parâmetros estão ou não em conformidade para cumprir a sua missão.

Para a realização dos testes em órbita, o segmento terrestre alberga um conjunto de sistemas de hardware e software de transmissão e recepção de dados.

O hardware do segmento terrestre é equipado por um conjunto de equipamentos, dentre eles destacam-se o sistema de antena (reflector, pedestal da antena, feeder, sistema de rastreamento do satélite, amplificadores de baixo ruído (LNA), sensores de potência, etc), amplificadores de potência (TWTA/HPA/SSPA), analisador de espectro, gerador de sinais, matrizes de comutação, servidores, estação de monitoramento e controlo (PCs), entre outros.

Por sua vez o software para o IOT é baseado em produtos de softwares para analisar e medir as características da carga útil do satélite e comparar os resultados com as previsões ou especificações previamente definidas. Na fase IOT, o software de teste controla, monitora e configura o caminho de RF de uplink e downlink do segmento terrestre,  garante  realização das medições da carga útil ou calibração dos equipamentos do segmento terrestre.

As principais funções do software IOT são: Funções de Administração, Calibração, Cadeia de Medição, Monitoramento e Comando.

Uma das principais funções do software IOT é sem dúvidas a calibração dos equipamentos que acontece antes da realização os testes em órbita. É extremamente necessário calibrar os equipamentos instalados no segmento terrestre de modos a verificar se os parâmetros obtidos por um equipamento estão nos limites do valor esperado e se ele está adequado ao uso.

Neste artigo trazemos uma ideia de como o segmento terrestre se comporta durante o IOT de um satélite de telecomunicações.

Após a calibração e estando todo hardware e software pronto, os testes em órbita seguem a seguinte cadeia de medição:

Na cadeia de transmissão o sinal é gerado pelo equipamento Gerador de sinais que injecta um sinal de uplink de RF na frequência de operação do satélite (0-20 GHz), este sinal passa pela matriz de comutação que distribui o sinal para as diferentes bandas de frequências em uso no satélite, para testar uma banda de frequência de cada vez e daí o sinal é enviado para o amplificador de potência TWTA/HPA ou equivalente que amplifica o sinal, que a seguir  passa pelo sensor de potência para medir o sinal na cadeia de injecção da antena IOT e através do sistema da antena é enviado para o satélite.

O sinal emitido pelo satélite (Downlink) é recebido pelo sistema de antena e enviado para o LNA que irá eliminar possíveis ruídos e amplificar o sinal que em seguida é enviado para matriz de comutação que vai distribuir os diferentes sinais de dowlink e por fim o sinal chega ao analisador de espectro para realizar a medição (RF e digital) em portadoras, transponders e sinal de beacon.

Através do software instalado no PC cliente IOT acoplado ao servidor ligado à rede do sistema se poderá efectuar a leitura dos parâmetros no analisador de espetro e assim se poderá verificar se a carga útil do satélite está pronta para cumprir a missão pela qual foi desenhada.

O segmento terrestre desempenha um papel fundamental para a realização dos testes em órbita, pois garante toda infraestrutura terrestre (hardware e software) que permite o monitoramento constante de todo hardware instalado de modos a garantir que os equipamentos funcionem dentro dos parâmetros ideais, permite medir e comparar os resultados obtidos a fim de garantir que a Carga Útil do satélite opere ao mais alto nível de desempenho. 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Satellite communications Systems 5th Edition;
• keysight.com.

Autor:

Joel de Jesus
Licenciado em Matemática pela Universidade Agostinho Neto
Especialista Sénior para o Canal de Serviços do MCC