Análise da potência de recepção do beacon do SGDC em banda Ka na presença de chuva

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bomfim, Caio Cesar Goulart
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45953
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.
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spelling Análise da potência de recepção do beacon do SGDC em banda Ka na presença de chuvaAnálise da potência de recepção do beacon do SGDC na presença de chuvaComunicação via satéliteBanda KaSistemas de comunicaçãoTecnologias de comunicaçãoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2022.Os sistemas de comunicação via satélite têm tido um crescimento vertiginoso nos últimos anos devido ao surgimentos e expansão de novas tecnologias que demandam cada vez mais banda. Essa constante evolução tem impulsionado a indústria no sentido de desenvolver tecnologias de comunicação com maior capilaridade, eficiência e inteligência. Pautado nesta constatação, este trabalho realiza a análise dos efeitos da atenuação devido à chuva em banda Ka no enlace de recepção da antena gateway de Brasília. Inicialmente, descreve-se a penetrabilidade do acesso à internet nas regiões do Brasil e o atual cenário das comunicações via satélite no país. É realizada a contextualização histórica dos sistemas espaciais, a descrição das órbitas e aplicações e a explanação sobre os sistemas espacial, de controle, usuário e a arquitetura do Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações, SGDC, incluindo a cadeia de rastreamento e os recursos utilizados para extração e tratamento dos dados manipulados. Medidas do sinal do beacon foram obtidas por meio da gateway de Brasilia durante todo o ano de 2021 e tais medidas embasaram o desenvolvimento deste trabalho. Volumes pluviométricos mensais foram obtidos entre os anos de 2010 e 2020 e foram confrontados com os volumes verificados no ano de 2021 a fim de constatar a representatividade dos dados de potência recebida do beacon obtidos para a elaboração deste trabalho. Por meio dos dados obtidos, propôs-se o valor de clear sky a partir do qual foi construída uma tabela descrevendo tempos de atenuação, número de eventos e porcentagem de tempo anual para a faixa de atenuação de 1 a 30 dB. Estuda-se ainda a correlação entre a quantidade de eventos de chuva e a porcentagem de tempo em que o sinal do beacon é atenuado abaixo do nível de clear sky durante as estações do ano. Por fim, obtém-se uma tabela que considera os intervalos de tempo de 30-60, 60-120, 120-300 e 300-1200 segundos, por nível de atenuação considerado. Utilizando-se desses dados, é demonstrado o comportamento temporal anual de atenuação do sinal de beacon por faixa de atenuação e é proposto um modelo matemático capaz de representar, com uma boa precisão, o intervalo de referência considerado, que é o intervalo de 30-60 segundos. Além disso, são propostos fatores de escalonamento capazes de reduzir os demais intervalos estudados, ao intervalo de referência considerado. A presente investigação propõe dois modelos estatísticos capazes de representar fidedignamente o comportamento anual do sinal de beacon na presença de chuva, na região de Brasilia. Os resultados comprovam a aplicabilidade e precisão dos modelos propostos no dimensionamento de sistemas de radiofrequência que operam em banda Ka.The satellite communication systems has had a vertiginous growth in recent years due to the emergence and expansion of new technologies that demand more and more bandwidth. This constant evolution has driven the industry to develop communication technologies with higher capillarity, efficiency and intelligence. Based on this finding, this work performs the analysis of the effects of attenuation due to rain in Ka band on the reception link of the gateway antenna in Brasilia. Initially, the penetrability of internet access in the regions of Brazil and the current scenario of satellite communications in the country are described. The historical contextualization of the space systems, the description of the orbits and its applications and the explanation of the space, control, user segments and the architecture of the SGDC system are carried out, including the tracking chain and the resources used to extract and process the manipulated data. Beacon signal measurements were obtained through the Brasilia gateway throughout 2021 and such measurements supported the development of this work. Monthly rainfall volumes were obtained between the years 2010 and 2020 and were compared with the volumes verified in the year 2021 in order to check the representativeness of the power data measured from the beacon. Through the data obtained, the clear sky value was proposed, from which a table was constructed describing attenuation times, number of events and percentage of annual time for the attenuation range 1 to 30 dB. The correlation between the amount of rain events and the percentage of time in which the beacon signal is attenuated below the clear sky level during seasons, is also studied. Finally, a table is obtained that considers the time intervals of 30-60, 60-120, 120-300 and 300-1200 seconds, per considered attenuation level. Using these data, the annual temporal behavior of attenuation of the beacon signal by attenuation range is demonstrated and a mathematical model capable of representing, with good precision, the reference interval considered, which is the interval of 30-60 seconds. In addition, scaling factors capable of reducing the other studied intervals to the reference interval are proposed. The present investigation proposes two statistical models capable of reliably representing the annual behavior of the beacon signal in the presence of rain, in the region of Brasilia. The results prove the applicability and precision of the proposed models in the dimensioning of radiofrequency systems that operate in Ka band.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaDias, Ugo Silvacaiocgb@hotmail.comBomfim, Caio Cesar Goulart2023-06-14T20:44:40Z2023-06-14T20:44:40Z2023-06-142022-12-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBOMFIM, Caio Cesar Goulart. Análise da potência de recepção do beacon do SGDC em banda Ka na presença de chuva. 2022. xi, 56 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45953porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-01T16:01:16Zoai:repositorio.unb.br:10482/45953Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-01T16:01:16Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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