El segmento espacial lo componen los siguientes elementos: El satélite
Los enlaces ascendente y descendente 3.1.1 El Satélite
Constituye el punto central de la red y su función es la de establecer comunicaciones entre los diversos puntos de la zona en la que atiende.
El satélite, que es una estación repetidora que amplifica, cambia de banda y retransmite la señal radioeléctrica recibida, estableciendo conexiones entre las estaciones terrenas de su zona de cobertura. Es de sobra conocido que tres satélites Geoestacionarios no pueden dar cobertura permanente al 100% de la Tierra, pues las regiones polares no son accesibles. Los estudios han demostrado que cuatro satélites en órbita muy elíptica constituyen el número mínimo de satélites necesario para asegurar la cobertura global de toda la Tierra, mientras que previamente se pensaba que cinco satélites en órbita circular de altura media era el mínimo absoluto.
Pueden distinguirse en el satélite las secciones de recepción, conversión, conmutación y transmisión.
En la sección de recepción, son elementos fundamentales para la sensibilidad del satélite la antena y el amplificador de bajo factor de ruido.
Las características principales que tiene que tener la antena del satélite son: Cobertura
Forma del diagrama y nivel de los lóbulos laterales Pureza de la polarización
Potencia
Capacidad de detección en radiofrecuencia Cobertura
La zona de cobertura vista desde el satélite se define por el contorno de igual ganancia o de igual P.I.R.E.1
Las primeras antenas de satélite estaban constituidas por un reflector alimentado mediante bocinas circulares. Esta estructura radia únicamente haces circulares.
1 P.I.R.E: Potencia isótropa radiada equivalente. La PIRE se calcula conociendo la potencia del emisor y la ganancia de la antena y se expresa en decibelios de la forma: PIRE = 10 log ( Pt x G )
No obstante, para una p.i.r.e dada, la potencia de RF que dan los transpondedores, y por tanto, la potencia eléctrica consumida, pueden reducirse se las antenas transmisoras concentran su radiación en las zonas de cobertura. Es por ello, por lo que los satélites actuales utilizan antenas con haces conformados que radian en el interior de los contornos de la zona de servicio y evitan el desbordamiento.
Aunque el problema es menos crítico en la recepción, a menudo hay que utilizar aquí también este tipo de antenas con el fin de reducir los requisitos de potencia de RF de la estación terrena para el enlace ascendente y con ello el coste de dichas estaciones terrenas. Forma del diagrama y nivel de los lóbulos laterales
La forma del diagrama y los niveles de los lóbulos laterales de las antenas se especifican en el Reglamento de Radiocomunicaciones y en la Recomendación de la UIT-R.
Pureza de la polarización
Las limitaciones en cuanto a frecuencias disponibles y la congestión de la órbita geoestacionaria se traducen en una necesidad creciente de reutilización de frecuencias por medio de la discriminación de polarización. Suelen usarse tanto la polarización circular como la polarización lineal.
Potencia
Referente a la potencia, cada generación de satélites radia una p.i.r.e superior, por lo que implica imponer mayores requisitos en materia de control térmico así como de productos de intermodulación.
Capacidad de detección en radiofrecuencia
Cuando la anchura de haz es pequeña (inferior a 2º) se utiliza un sistema de detección en RF que corrige automáticamente toda desviación de la dirección del haz.
Como las frecuencias de recepción y transmisión del satélite son distintas, debe efectuarse en éste una conversión de frecuencias, seguida de una amplificación de la señal. Se denomina transpondedor al conjunto convertidor de frecuencia-amplificador.
Un elemento clave de todo transpondedor es el amplificador de potencia (HPA). Para una sola portadora, el HPA suele funcionar en el nivel máximo de potencia de salida o de saturación, o en las proximidades de él, a fin de lograr una gran eficacia en la conversión de la energía de continua en energía de RF. También se requiere que el HPA amplifique las señales sin distorsiones u otras degradaciones.
Las señales que llegan a la antena receptora del satélite son débiles y el transpondedor debe amplificarlas y enviarlas, a las antenas transmisoras.
La sección de conmutación establece el encaminamiento de la señal y la asignación de transpondedores.
El módulo de transmisión es un amplificador no lineal en transmisiones analógicas y cuasi- lineal en trasmisiones digitales. Las señales de salida de diferentes portadoras se multiplexan para su emisión por una antena, cuyo diagrama de radiación depende de la cobertura requerida.
En un sistema puede haber más de un satélite, uno en servicio y otro de reserva (que puede estar en órbita o en tierra), o bien uno en servicio, otro de reserva en órbita y un tercero de reserva en tierra. La posición adoptada dependerá de la confiabilidad que se pretende obtener.
3.1.2 Enlaces ascendente (Tierra-espacio) y descendente (espacio-Tierra)
Es característica fundamental de ambos la propagación en condiciones de espacio libre, a la que está asociada una atenuación proporcional al cuadrado de la frecuencia y al cuadrado de la distancia. Puede también existir atenuación adicional por lluvia. Como, debido a la limitación de potencia del satélite, el enlace descendente es el más desfavorable, se asignan a éste las frecuencias más bajas del grupo atribuido al servicio de telecomunicación por satélite.