Generalmente se utilizan dos estaciones terrenas por satélite. Una de estas estaciones es el emisor u origen de la señal enviada al satélite y la otra es el receptor de dicha señal, aunque tienen cada una la capacidad de enviar y recibir, por lo que las llamaremos transreceptores. Las estaciones terrenas receptoras, reciben los datos correspondientes al estado del satélite como posición determinada por telemetría, altura, alarmas por mal funcionamiento de algún circuito electrónico o de potencia, etc. Estos parámetros son calculados, comparados y analizados por computadoras en las estaciones terrenas, obteniendo los datos para el correcto funcionamiento del satélite. Entonces se envían los comandos necesarios para ajustar por ejemplo los motores-cohetes. Y corregir la posición y poner en funcionamiento los circuitos de control que actúan sobre los diferentes módulos del sistema de comunicaciones. Actualmente, existen varias clases de estaciones terrenas, integradas por reflector parabólico, las cuales pueden variar en el tamaño, potencia de transmisión, sensibilidad de recepción, capacidad de canales, modos de acceso, etc.
Generalmente, cierto número de estas estaciones pueden constituir una subestación dedicada a un servicio específico. En los satélites existen dos grandes tipos: estabilización por giro (cilíndricos) o triaxial (con paneles extendidos).
Las antenas del satélite reciben las señales de radiofrecuencia provenientes de las estaciones terrenas transmisoras, y después de que son procesadas en el satélite, la transmiten de regreso hacia la tierra, concentradas en un haz de potencia. Los elementos de alimentación, denominados alimentadores, son generalmente antenas de corneta conectadas a guías de onda que emiten energía hacia un reflector parabólico para entregársela a los equipos receptores. Las antenas son la interfase o etapa de transformación entre las señales electromagnéticas que viajan por el espacio y las señales que circulan dentro de varios de sus subsistemas. Paradójicamente, una antena parabólica chica puede recibir y transmitir dentro de una extensión territorial muy grande, mientras que una antena de mayor tamaño, que opere a la misma frecuencia, solamente puede hacerlo dentro de una zona geográfica más pequeña. Para funcionar adecuadamente, todo satélite necesita un suministro de energía eléctrica sin interrupción y sin variaciones significativas en los niveles de voltaje y corriente. La cantidad de potencia requerida por cada uno en particular depende de sus características de operación, y normalmente varía entre los 500 y 2000 watts. El subsistema de energía eléctrica consiste en tres elementos fundamentales: una fuente primaria, una fuente secundaria y un acondicionador de potencia; este último está integrado por dispositivos como reguladores, convertidores y circuitos de protección, que permiten regular y distribuir la electricidad con los niveles adecuados a cada una de las partes del satélite. Una gran desventaja que actualmente tiene las celdas solares es que su factor de eficiencia en la conversión de energía eléctrica es muy bajo. En un principio era del orden del 8%; ahora se utilizan celdas con una tecnología mejor, que brindan factores de eficiencia del 10 al 12%, pues también aprovechan gran parte de la energía radiada por el sol en la región ultravioleta de su espectro. La intensidad de la radiación solar sobre las celdas del satélite no es constante, puesto que éste se acerca o aleja del sol junto con la tierra al desplazarse alrededor de él, completando una vuelta en un año; cuando el satélite y la tierra se acercan al Sol, la intensidad de la radiación solar sobre las celdas aumenta.
Cuanto más grandes son las antenas, tienen la propiedad de una mayor capacidad para concentrar la energía en un haz electromagnético muy angosto, que ilumina pocas unidades cuadradas, pero que las irradia con niveles muy altos de densidad de potencia; esto facilita el diseño y reduce el costo de las estaciones terrenas receptoras.
Sistema satelital
A.1.3 Cobertura
Huella de iluminación. Es la cobertura de cada haz, está limitada por un contorno muy irregular hecho a propósito por los diseñadores de las antenas del satélite, de esta forma no se desperdicia potencia transmitiéndola a puntos geográficos en los que no hay tráfico o estaciones terrenas transmisoras y receptoras, concentrándola para que ilumine sólo los lugares geográficos en los que si hay densidades importantes de población, equipos y gran demanda de servicios de comunicación. Al haz que irradia cada una de las antenas también se le llama haz de contorno.
Tipos de Orbitas: Orbita baja (Leo): Están situados a una altitud de 2 000 a 4 000 Km. y poseen un periodo de 90 minutos. Existen dos tipos de órbitas LEO: polares y elípticas.
Ventajas: el tiempo de propagación de la señal es bajo y proporciona cobertura mundial. Inconvenientes: es necesario corregir continuamente la órbita debido al efecto de la atmósfera y son necesarios muchos satélites para cubrir el globo.
Orbita media (MEO): Situados a una altitud de 10 000 Km. Su periodo es de 6 horas. Un sistema de comunicación que los utilizase sólo necesitaría 3 ó 4 satélites, pero el tiempo de propagación es alto.
Orbita muy elíptica (Reo): Tienen el perigeo a unos 500 Km. y el apogeo a 50 000. Las órbitas están inclinadas 63.5 grados para poder dotar de servicios de comunicación a las zonas más al norte. El periodo varía de las 8 a las 24 horas. Debido a la gran excentricidad de la órbita pasa mucho tiempo en el apogeo, por lo que parece estacionario desde la Tierra. La potencia de recepción es baja y el tiempo de propagación elevado, por lo que se utilizan para redifusión directa.
Orbita geoestacionaria (GEO): Son de tipo circular con periodo igual al de la Tierra (24 horas). Su altura es de 35 786 Km. (Se deduce de la condición de que el satélite ha de permanecer quieto con respecto a la Tierra). Su área de servicio es de 1/3 la superficie del globo, por lo que se necesitan pocas unidades para cubrir el globo. Su desventaja es el enorme tiempo de propagación.