ES2543126B1

ES2543126B1 - Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites with multiple applications in the fields of higher education

Info

Publication number: ES2543126B1
Application number: ES201400105A
Authority: ES
Inventors: Carlos MASCAREÑAS PEREZ-IÑIGO; Juan José PALMA GUERRERO
Original assignee: Universidad de Cadiz
Current assignee: Universidad de Cadiz
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: ES2543126R1; ES2543126A2

Abstract

Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales con aplicaciones múltiples en el campos de la enseñanza superior.#La invención permite, mediante un sistema relativamente económico, la integración de conceptos y técnicas de distintas asignaturas y disciplinas, de manera que con un único demostrador se puedan asimilar conceptos básicos y fundamentales de las tecnologías aplicables al estudio de la física, las radiotelecomunicaciones, la astronomía, la ingeniería telemática, los sistemas de control o la ingeniería industrial.Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites with multiple applications in the fields of higher education. # The invention allows, through a relatively economical system, the integration of concepts and techniques of different subjects and disciplines, so that with a single demonstrator they can assimilate basic and fundamental concepts of the technologies applicable to the study of physics, radiotelecommunications, astronomy, telematic engineering, control systems or industrial engineering.

Description

DEMOSTRADOR DE CONCEPTOS DE RADIOCOMUNICACIONES VÍA SATÉLITES ECUATORIALES CON APLICACIONES MÚLTIPLES EN EL CAMPOS DE LA ENSEÑANZA SUPERIOR. DEMONSTRATOR OF RADIOCOMMUNICATIONS CONCEPTS VIA EQUATORIAL SATELLITES WITH MULTIPLE APPLICATIONS IN THE FIELDS OF HIGHER EDUCATION.

SECTOR DE LA TÉCNICA. SECTOR OF THE TECHNIQUE.

Enseñanza de la Física y la Tecnologia de los Campos Electromagnéticos y las Radiocomunicaciones. Teaching of Physics and Technology of Electromagnetic Fields and Radiocommunications.

ESTADO DE LA TÉCNICA. STATE OF THE TECHNIQUE.

Actualmente se enseñan los fundamentos de los campos electromagnéticos mediante los conceptos de la Física Clásica, la formulación matemática y a veces la simulación mediante programas de computador, pero se basa fundamentalmente en ejercicios matemáticos que acaban siendo un mero resultado numérico o gráfico, sin ningún significado concreto para el alumno. At present, the fundamentals of electromagnetic fields are taught through the concepts of Classical Physics, mathematical formulation and sometimes simulation by computer programs, but it is fundamentally based on mathematical exercises that end up being a mere numerical or graphic result, without any concrete meaning. for the student

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN. DESCRIPTION OF THE INVENTION

La invención propuesta supone una herramienta que pennite el análisis de los campos electromagnéticos y su medición, así como la realización de prácticas individuales o grupales con resultados prácticos y que mejoran la asimilación de los conceptos de la teoría aprendida en clase con anterioridad o la generación de dichos conceptos cuando se practica el método de la enseñanza por descubrimiento. The proposed invention is a tool that allows the analysis of electromagnetic fields and their measurement, as well as the performance of individual or group practices with practical results and that improve the assimilation of the concepts of theory previously learned in class or the generation of these concepts when the teaching by discovery method is practiced.

La invención permite la demostración de los conceptos de, entre otros: The invention allows the demonstration of the concepts of, among others:

• •: Aceleración Acceleration

• •: Acelerómetro Accelerometer

• •: Amplificación Amplification

• •: Amplificadores de línea Line amplifiers

• •: Amplitud Amplitude

• •: Análisis de Espectros Spectra Analysis

• Análisis de Señales Temporales • Temporary Signal Analysis

• Ángulo Horario • Time Angle

• •: Antenas Antennas

• •: Ascensión Recta Right Ascension

• •: Azimut Azimuth

• •: Bandas Laterales Side Bands

• •: Cables coaxiales Coaxial cables

• •: Cascada de señales Signal cascade

• •: Compás Giroscópico Gyro Compass

• •: Compás Magnético Magnetic Compass

• •: Control automático Automatic control

• •: Declinación Decline

• •: Demora Delay

• •: Derivación Derivation

• •: Dirección de tiro Shooting direction

• •: Distorsión Distortion

• Efeméride • Ephemeris

• Elevación Equipos de radio definidos por software.• Elevation Radio equipment defined by software.

• •

• Error. • Error.

• Espectro de frecuencias. • Frequency spectrum.

• Foco • Focus

• •: Frecuencia Frequency

• •: Frecuencia de portadora Carrier frequency

• •: Frecuencia Intermedia Intermediate Frequency

• •: Ganancia Gain

• •: Horizonte Celeste Skyline Skyline

• •: Horizonte Radio Horizon Radio

• •: Horizonte Terrestre Earth Horizon

• •: Impedancia Impedance

• •: Índice de Modulación. Modulation Index

• •: Interferencia Interference

• •: Leyes de Maxwell Maxwell's laws

• •: Longitud de Onda Wavelength

• •: Marcación Dial

• •: Mezcla Mixture

• •: Modulaciones analógicas y digitales. Analog and digital modulations.

• •: Nadir Nadir

• •: Norte Magnético Magnetic North

• •: Norte Verdadero True North

• •: órbita orbit

• •: Oscilador Local Local Oscillator

• •: Pérdidas en los cables coaxiales Coaxial cable losses

• •: Polarización Polarization

• •: Procesado Digital de la Señal. Digital Signal Processing.

• •: Radio detection and ranking Radio detection and ranking

• •: Radio direction finding Radio direction finding

• •: Radio Sobre Protocolo Internet Internet Radio Protocol

• •: RadioastronomÍa Radio astronomy

• •: Radiodemora Radiodemora

• •: Radiotelescopio Radio telescope

• •: Realimentación. Feedback.

• •: Receptores de radiofrecuencia Radio Frequency Receivers

• Retardo de propagación • Propagation delay

• •: Rotación terrestre Ground rotation

• •: Ruido ténnico, lohoson y Flicker. Technical noise, lohoson and Flicker.

• •: Satélite satelite

• •: Seguimiento de Satélites Satellite Tracking

• Señales IQ. • IQ signals.

• •: Tiempo de Respuesta Response time

• •: Tiempo de Retardo. Delay time.

• •: Tiempo de Subida Rise Time

• •: Zenit Zenit

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN EXPLANATION OF THE INVENTION

La invención consiste en un sistema completo de enseñanza compuesto por: The invention consists of a complete teaching system composed of:

a) Una platafonna metálica autosoportada que está formada por un soporte de antenas en forma de L, U, u otra forma fisica y sujeto a una superficie vertical o bien un mástil metálico vertical de diámetro adecuado para instalar sobre su cúspide un rotor de antenas yen la parte inferior una base lo suficientemente consistente como para poder soportar el peso del rotor más sus antenas y el tubo del mástil. Este mástil puede ser intercambiado por un trípode, polín o base adecuada. a) A self-supporting metal platform that is formed by a support of L-shaped, U-shaped, or other physical antennas and attached to a vertical surface or a vertical metal mast of suitable diameter to install a yen antenna rotor on its cusp the bottom part is a base that is consistent enough to support the weight of the rotor plus its antennas and the mast tube. This mast can be exchanged for a suitable tripod, pollen or base.

b) Una o más antenas o intercambiadores de bajo ruido (LNB) en las principales bandas de frecuencias a estudiar desde el punto de vista de la enseñanza de la fisica, las radiocomunicaciones y la radioastronomía. b) One or more low noise antennas or exchangers (LNB) in the main frequency bands to be studied from the point of view of physics, radiocommunications and radio astronomy teaching.

Las antenas podrán instalarse de forma individual o grupal, utilizando cavidades resonantes si fuera necesario y una o más polaridades. The antennas can be installed individually or in groups, using resonant cavities if necessary and one or more polarities.

e) Un rotor de antenas que disponga de giro para pennitir la rotación horizontal de las antenas parabólicas o semicirculares de radio que se instalarán sobre el enganche fabricado a propósito. Este rotor será controlado mediante uno o varios cables eléctricos y dispositivo controlador del rotor, ya sea de fonna manual o por ordenador. e) A rotor of antennas that has rotation to penetrate the horizontal rotation of the parabolic or semicircular radio antennas that will be installed on the hitch manufactured on purpose. This rotor will be controlled by one or more electrical cables and rotor control device, either by hand or by computer.

d) Un amplificador común o amplificadores de línea para todas las antenas. d) A common amplifier or line amplifiers for all antennas.

e) Uno o varios receptores de diversa tecnología, como pueden ser entre otros: e) One or several receivers of different technology, such as:

a. Receptores de radio definidos por software para las frecuencias inferiores a 900 MHz, con integración a ordenador mediante conexión USB. to. Software-defined radio receivers for frequencies below 900 MHz, with computer integration via USB connection.

b. Uno o más receptores de televisión analógica vía satélite y otro b. One or more analogue satellite television receivers and another

receptor de televisión digital vía satélite por cada antena de Banda digital satellite television receiver for each Band antenna

Ancha de 3 a 4 GHz, Banda e Wide 3 to 4 GHz, Band e

c. Un receptor de televisión analógica vía satélite y C. An analogue satellite television receiver and

5 5: d. Uno o más receptores de televisión digital vía satélite por cada d. One or more digital satellite television receivers for each

antena de Banda Ancha de 10,9 a 12,7 GHz, Banda Ku Broadband antenna 10.9 to 12.7 GHz, Ku Band

e. Uno o más receptores de radio definido por software para las and. One or more radio receivers defined by software for

frecuencias inferiores a 1700 MHz, con integración a ordenador frequencies below 1700 MHz, with computer integration

mediante conexión USB por cada receptor de televisión por via USB connection for each television receiver by

10 10: satélite. satelite.

f) F): Un receptor de televisión analógicaldJgital/video/audioNGA por cada One analog television receiver Digital / video / audio NGA for each

receptor de televisión vía satélite. Satellite TV receiver

g) g): Un sistema informático de proceso de señales y datos. A computer system for signal and data processing.

h) h): Un sistema informático de distribución de datos. A computerized data distribution system.

15 fifteen: i) Instrumental de laboratorio de radiotecnia y electrónica, como i) Radio and electronics laboratory instruments, such as

osciloscopio, frecuencímetro, analizador de espectros, generador de oscilloscope, frequency meter, spectrum analyzer, generator

radiofrecuencia. radiofrequency

j) j): Software apropiado para el análisis de señales en los dominios del tiempo Appropriate software for signal analysis in time domains

y la frecuencia. and the frequency

20 twenty: k) Un sistema electrónico de referenciación geográfica. k) An electronic geographic reference system.

1) one): Un inyector o diversos inyectores de señal para proporcionar la calibración One injector or various signal injectors to provide calibration

de los receptores. of the receivers.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS. Figura 1.-Diagrama de bloques simplificado de la invención. Figura 2.-Sistema de antenas receptoras. Figura 3.-Antenas de longitud variable por rosca de las cavidades resonantes. Figura 4. -Disposición de las antenas de polarización vertical y horizontal en la BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES. Figure 1.-Simplified block diagram of the invention. Figure 2.-Receiving antenna system. Figure 3.- Antennas of variable length by thread of the resonant cavities. Figure 4. - Arrangement of vertical and horizontal polarization antennas in the

cavidad resonante. Figura 5. -Cavidad resonante para frecuencias múltiples. Figura 6.-Sistema de soporte y sistema de control de apuntamiento y resonant cavity Figure 5. - Resonant cavity for multiple frequencies. Figure 6.-Support system and pointing control system and

monitorización local. Figura 7.-Sistema de análisis de señales e integración con Internet. local monitoring Figure 7.-Signal analysis system and integration with the Internet.

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN. Los componentes de la invención pueden agruparse en los siguientes sistemas: MODE OF EMBODIMENT OF THE INVENTION. The components of the invention can be grouped into the following systems:

a) SISTEMA DE ANTENAS RECEPTORAS. Las antenas receptoras y LNBs se montan sobre una verga metálica que sale del a) RECEIVING ANTENNAS SYSTEM. The receiving antennas and LNBs are mounted on a metal cock that leaves the

soporte del reflector parabólico, tubular o cuadrada, utilizando sus propios sistemas de fijación o los sistemas incluidos por el fabricante del mismo. Fundamentalmente se usan una, dos o más antenas parabólicas de foco centrado o parabolic, tubular or square reflector support, using its own fixing systems or the systems included by the manufacturer. Fundamentally one, two or more centrally focused parabolic antennas or

descentrado conteniendo cada una uno o más Low Noise Brancher (LNB) que reciben en las bandas de satélites geoestacionarios de televisión en las bandas Ku ye. off-center each containing one or more Low Noise Brancher (LNB) that they receive in the geostationary television satellite bands in the Ku ye bands.

En el caso de los dipolos plegados de las frecuencias de UHF estos se sitúan en paralelo con los LNBs dentro del foco de la parábola, con el fin de acumular la máxima radiación emitida desde los satélites. In the case of the folded dipoles of the UHF frequencies these are placed in parallel with the LNBs within the focus of the parabola, in order to accumulate the maximum radiation emitted from the satellites.

Para los satélites geoestacionarios que transmiten entre 1500 y 1700 MHz, se utiliza una cavidad resonante cilíndrica dotada de dos z6calos o conectores hembra de chasis de los tipos BNC o N, pudiendo ser de cualquier otro tipo. Estos conectores se situarán a la distancia idónea desde el fondo de la cavidad resonante que permita la mejor recepción de señal. La hembra del conector se situará fuera de la Cavidad y en el otro extremo se le soldará un cilindro de metal hueco y con rosca interior. For geostationary satellites that transmit between 1500 and 1700 MHz, a cylindrical resonant cavity equipped with two female chassis jacks or connectors of the BNC or N types is used, and can be of any other type. These connectors will be located at the ideal distance from the bottom of the resonant cavity that allows the best signal reception. The female of the connector will be located outside the Cavity and at the other end a hollow metal cylinder with internal thread will be welded.

Dentro del cilindro de metal con rosca interior se insertará un tomillo con rosca para metales (vulgo rosca-chapa) que pennitirá ajustar la longitud del sistema tomillo-cilindro a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia a recibir, fonnando la antena receptora para dicha banda. Si se gira el tomillo en sentido horario se acortará la antena (se incrementará la frecuencia de recepción) y si se gira en antihorario se alargará la antena (se reducirá la frecuencia de recepción) (Figura 3). Inside the metal cylinder with an internal thread, a thread with a metal thread (vulgar thread-plate) will be inserted, which will allow adjusting the length of the thyme-cylinder system to a quarter of the wavelength of the frequency to be received, fusing the receiving antenna for that band. If the thyme is turned clockwise the antenna will be shortened (the reception frequency will be increased) and if it is turned counterclockwise the antenna will be lengthened (the reception frequency will be reduced) (Figure 3).

Para fijar la antena a su longitud idónea y que no se altere la misma con las vibraciones o las diferencias de temperatura, se le dota al tomillo de una tuerca de apriete o fijación que deberá ser apretada contra el extremo del cilindro roscado, impidiendo que se mueva el tomillo interior. To fix the antenna to its ideal length and not to alter it with vibrations or temperature differences, the thyme is provided with a tightening or fixing nut that must be pressed against the end of the threaded cylinder, preventing it from being Move the inner thyme.

Uno de los zócalos o conectores se ubicará en la parte inferior de la cavidad resonante, formando la antena de polaridad vertical, mientras que el otro, al encontrarse a 900. fonnará la antena de polaridad horizontal. One of the sockets or connectors will be located in the lower part of the resonant cavity, forming the antenna of vertical polarity, while the other, when it is 900. It will form the antenna of horizontal polarity.

Con el fin de poder sintonizar bien las antenas, sin estar sometiendo al conjunto a esfuerzos mecánicos inútiles. se dota a la Cavidad Resonante, de dos orificios de 6 mm de diámetro situados justo en la pared contraria del conector que soporta a cada antena, tal corno se indica en las figuras 4 y 5 Y que permitirán el paso de un destornillador o varilla de ajuste de material no metálico. In order to be able to tune the antennas well, without subjecting the assembly to useless mechanical stresses. The Resonant Cavity is provided with two 6 mm diameter holes located just on the opposite wall of the connector that supports each antenna, such as indicated in Figures 4 and 5 and that will allow the passage of a screwdriver or rod of adjustment of non-metallic material.

Dichos orificios se obturarán con sendos tapones de material plástico cuando se encuentren en situaciones nonnales de operación para evitar la entrada de agua o insectos. (Figura 5). These holes will be sealed with two plastic plugs when they are in non-operating situations to prevent the entry of water or insects. (Figure 5).

Para ajustar la distancia de la pared reflectora de la cavidad resonante se utilizará un disco metálico del tamaño del diámetro interior de la cavidad resonante. To adjust the distance of the reflecting wall of the resonant cavity, a metal disk the size of the inner diameter of the resonant cavity will be used.

En el centro del disco metálico O reflector se soldará la cabeza de un tomillo roscado para metal, segú,n la figura 5 y se instalará dentro de un agujero perforado en el eje de la cavidad resonante, al cual se le habrá soldado una tuerca de la misma métrica y paso que el tomillo para poder fijarlo y pennitir que se deslice girando sobre sí mismo. In the center of the metallic disk O reflector, the head of a threaded metal thyme will be welded, according to figure 5, and installed inside a hole drilled in the axis of the resonant cavity, to which a nut will be welded. the same metric and step as the thyme to fix it and allow it to slide turning on itself.

Fuera de la cavidad resonante habrá una palomilla del mismo paso y métrica que el tomillo que se utilizará para fijar la distancia del reflector a las antenas una vez que haya sido manipulado el conjunto. Outside the resonant cavity there will be a moth with the same pitch and metric as the thyme that will be used to set the distance of the reflector to the antennas once the assembly has been manipulated.

Para seleccionar la antena se utilizará un selector electrónico digital con una salida y tantas entradas como antenas se deseen utilizar, pennitiendo el paso de la señal recibida hacia los receptores. To select the antenna, a digital electronic selector will be used with one output and as many inputs as antennas you wish to use, allowing the signal received to pass through the receivers.

b) SISTEMA DE SOPORTE Y DE CONTROL DE APUNTAMIENTO Y MONITORIZACIÓN LOCAL. b) SYSTEM OF SUPPORT AND CONTROL OF POINTS AND LOCAL MONITORING.

A la salida de cada antena, o LNB. inmediatamente después de su conector se conectará un cable coaxial RG59 de 75 Ohmios, o similar, mediante el conector apropiado en cada caso, y se llevará. después de pasar por el selector electrónico de antena receptora y el motor de giro horizontal, hasta un amplificador de línea cuya banda pasante sea acorde a la frecuencia de resonancia de todas las antenas a utilizar. Este amplificador de línea se encuentra ubicado en el bloque amplificadores, pudiendo ser uno sólo para una antena o varios en el caso de utilizar frecuencias distintas a la del amplificador de línea. At the output of each antenna, or LNB. immediately after its connector, a 75 Ohm RG59 coaxial cable, or similar, will be connected through the appropriate connector in each case, and will be carried. after passing through the electronic selector of the receiving antenna and the horizontal rotation motor, to a line amplifier whose pass band is in accordance with the resonant frequency of all the antennas to be used. This line amplifier is located in the amplifiers block, being able to be only one for an antenna or several in the case of using frequencies different from that of the line amplifier.

Las antenas y LNBs inyectan, mediante el cable coaxial y los conectores, las señales de radiofrecuencia recibidas en sendos amplificadores de línea, figura 6, y estos, que se alimentan a través de apropiados inyectores de corriente, a su vez en otros cables coaxiales la señal de radiofrecuencia amplificada hasta los niveles necesarios para poder llegar al sistema de recepción y procesamiento de señales y datos. The antennas and LNBs inject, by means of the coaxial cable and the connectors, the radio frequency signals received in two line amplifiers, figure 6, and these, which are fed through appropriate current injectors, in turn into other coaxial cables. amplified radio frequency signal to the levels necessary to reach the system for receiving and processing signals and data.

Los amplificadores de línea se ubicarán en la proximidad inmediata de la salida del rotor de la antena, en el caso de utilizarse LNBs e inmediatamente después de la antena en el caso de ser cavidades resonantes o dipolos plegados. The line amplifiers will be located in the immediate vicinity of the antenna rotor output, in the case of using LNBs and immediately after the antenna in the case of being resonant cavities or folded dipoles.

Como sistema de monitorización local, en el caso de los receptores de televisión vía satélite, y para que el alumno pueda evaluar la bondad del sistema de seguimiento y apuntamiento, se utilizan uno, dos o más receptores de televisión vía satélite por cada antena parabólica, nonnalmente uno analógico y otro digital con el sistema DBV -S o similar. Así mismo podrán presentar la imagen emitida por el ordenador de análisis, de fonna separada, simultánea o mezclada para una mejor comprensión por parte del alumnado. As a local monitoring system, in the case of satellite television receivers, and so that the student can evaluate the goodness of the tracking and pointing system, one, two or more satellite television receivers are used for each satellite dish, One analog and one digital with the DBV -S or similar system. They may also present the image issued by the analysis computer, in a separate, simultaneous or mixed way for a better understanding by the students.

La función del mismo es doble, por un lado sintonizar la cadena adecuada, con todos sus parámetros de modulación y codificación y verla en pantalla y por otro filtrar la señal de Frecuencia Intermedia proveniente del LNB, O antena, respectivo. Its function is twofold, on the one hand to tune the appropriate chain, with all its modulation and coding parameters and see it on the screen and on the other to filter the Intermediate Frequency signal from the LNB, or antenna, respectively.

Como los receptores de TV vía satélite tienen una entrada y una salida se pueden poner ambos en cascada y además se pueden visualizar las imágenes en los monitores que están conectados a las salidas SCART, Audio-Vidoo, VGA o Euroconectores. Since satellite TV receivers have an input and an output, both can be cascaded and images can also be displayed on monitors that are connected to the SCART, Audio-Vidoo, VGA or Euroconnector outputs.

El control del rotor de giro horizontal se realiza a través de los receptores de televisión vía satélite, ya sea mediante los comandos USAL o los protocolos DISEC compatibles con el rotor. A este receptor se le denomina Control Motor Giro Horizontal. Horizontal rotation rotor control is done through satellite television receivers, either through USAL commands or DISEC protocols compatible with the rotor. This receiver is called Horizontal Turn Motor Control.

La salida digital de datos de posición de la parábola del receptor vía satélite se conecta al ordenador de control, el cual recibe la posición del satélite sintonizado O del ángulo de horizonte apuntado según el decodificador y l. compara con l. posición del sensor de posición ubicado en la verga de la parábola, The digital output of position data of the satellite receiver's parabola is connected to the control computer, which receives the position of the tuned satellite O of the horizon angle pointed according to the decoder and l. compare with l. position sensor position located on the parabola cock,

inmediatamente debajo de la antena principal y que da indicaciones de aceleración, actitud, rumbo verdadero y elevación en los tres ejes principales. immediately below the main antenna and giving indications of acceleration, attitude, true heading and elevation in the three main axes.

Los giróscopos se encuentran ubicados en ángulo recto uno respecto a otro y ambos en posición vertical, proporcionando el Norte Verdadero y la señal de error de apuntamiento sobre éste. Los acelerómetros se encontrarán situados en tres posiciones: una que será paralela a la verga que soporta a antenas, otra perpendicular a la primera y la tercera será perpendicular a las otras dos, fonnando un sistema de coordenadas de tres ejes. The gyroscopes are located at right angles to each other and both in an upright position, providing True North and the pointing error signal on it. The accelerometers will be located in three positions: one that will be parallel to the rod that supports antennas, another perpendicular to the first and the third will be perpendicular to the other two, forming a three-axis coordinate system.

Si la integración en el tiempo de la aceleración angular nos proporciona la velocidad angular, la integración de esta última nos proporciona la posición de las antenas con respecto a una posición de referencia. If the integration in time of the angular acceleration gives us the angular velocity, the integration of the latter gives us the position of the antennas with respect to a reference position.

Los giróscopos nos indican dónde se encuentra el Polo Norte Geográfico mediante su giro a través de un eje. Todo aquello que sea error estable sobre el Polo Norte Geográfico puede considerarse el rumbo o demora verdadera del sistema. The gyroscopes tell us where the North Pole is located by turning it through an axis. Anything that is a stable error on the Geographic North Pole can be considered the true course or delay of the system.

El ordenador de control realiza los cálculos necesarios para proveer en pantalla la indicación de las actuaciones necesarias para deshacer el error, así como pennite registrar en fonnato ¡nfonnático adecuado los datos que se han estado recibiendo por parte de todos los sensores y los datos enviados al rotor. The control computer carries out the necessary calculations to provide on the screen the indication of the necessary actions to undo the error, as well as pennite to record in adequate phonatographic data the data that has been received by all the sensors and the data sent to the rotor.

e) SISTEMA DE ANÁLISIS DE SEÑALES E INTEGRACIÓN CON INTERNET. e) SIGNAL ANALYSIS SYSTEM AND INTERNET INTEGRATION.

Además, no reflejado en la figura 7, se puede aprovechar la salida de canal ajustable de radiofrecuencia para que pueda recibirse la señal sintonizada en un canal de UHF y decodificarse y analizarse por medio de un receptor SOR con salida USB u otro instrumento especializado en comunicaciones electrónicas. En este caso el receptor de televisión vía satélite haría de filtro de RF y de mezclador de señales, bajando de la banda de 900-2700 MHz a 500-900 MHz. In addition, not reflected in Figure 7, the radio frequency adjustable channel output can be used so that the tuned signal can be received on a UHF channel and decoded and analyzed by means of an SOR receiver with USB output or other specialized communications instrument Electronic In this case, the satellite television receiver would act as an RF filter and signal mixer, going down from the 900-2700 MHz band to 500-900 MHz.

Se conectará un derivador de una entrada por cuantas salidas sean necesarias en el caso de que queramos repartir la señal recibida a otros receptores de análisis o a otros decodificadores, lo cual puede ser muy útil en los talleres de prácticas de análisis de señales. En el caso de los equipos que usan LNBs se realizará en Frecuencia Intennedia y en el caso de los equipos que operan directamente con su antena en la banda de frecuencias de trabajo de la antena. A derivative of an input will be connected for as many outputs as necessary in case we want to distribute the received signal to other analysis receivers or other decoders, which can be very useful in the workshops of signal analysis practices. In the case of equipment that uses LNBs, it will be carried out in Intennedia Frequency and in the case of equipment that operates directly with its antenna in the working frequency band of the antenna.

Desde la salida de Frecuencia Intermedia de los receptores de televisión vía satélite, se conecta un receptor de radio definido por software (SDR) que opera en las frecuencias detenninadas por la antena y que denominaremos Receptor de Análisis. From the Intermediate Frequency output of the satellite television receivers, a software defined radio receiver (SDR) is connected that operates on the frequencies determined by the antenna and we will call the Analysis Receiver.

Estos receptores pueden estar diseñados ex profeso para cada frecuencia y función These receivers can be designed specifically for each frequency and function

o ser receptores de propósito general, por ejemplo decodificadores de televisión digital terrenal, que se han adaptado mediante software a las funciones de recepción de imágenes y audiofrecuencias o de análisis de espectros de señales analógicas y digitales. or be general purpose receivers, for example digital terrestrial television decoders, which have been adapted by software to the functions of image and audio frequency reception or of analog and digital signal spectra analysis.

La integración de los receptores con los ordenadores tipo pe, Mac o microordenadores similares a la platafonna Raspberri PI se realizará mediante un interface nonnalizado que puede ser el USB u otro. A estos ordenadores les denominamos ordenadores de análisis. The integration of the receivers with the computers type pe, Mac or microcomputers similar to the Raspberri PI platform will be carried out by means of an unnalized interface that can be the USB or other. We call these computers analysis computers.

El análisis y tratamiento de la señal se realiza mediante el software más adecuado elegido por el equipo docente entre los comerciales, gratuitos o de coste compartido, o bien programado por ellos mismos para aplicaciones donde no hayan encontrado el programa óptimo. The analysis and treatment of the signal is carried out by means of the most suitable software chosen by the teaching team among the commercial ones, free or of shared cost, or programmed by themselves for applications where they have not found the optimal program.

Lo mismo sucede con los programas de decodificación de comunicaciones. The same goes for communications decoding programs.

El control del apuntamiento de la antena se realizará mediante el protocolo adecuado para el rotor de antena, ya sea mediante un control digital de apertura y cierre de relés o mediante un sistema complejo de comunicaciones dotado de estructura y codificación. Todo dependerá del rotor elegido. The control of the antenna aiming will be carried out by means of the appropriate protocol for the antenna rotor, either by means of a digital control of opening and closing of relays or by means of a complex communications system equipped with structure and coding. Everything will depend on the chosen rotor.

Con el fin de poder medir las señales con los típicos instrumentos de laboratorio radiotécnico (Instrumentación electrónica) se utilizarán derivadores de una entrada y dos salidas a una entrada y ocho salidas, sin paso de corriente, posibilitando la conexión simultánea de Osciloscopios, Analizadores de Espectros, Frecuencímetros, Analizadores Vectoriales, etc. aquellas salidas que no se usen se tenninarán con una carga de la misma impedancia que el cable coaxial. In order to be able to measure the signals with the typical instruments of the radiotechnical laboratory (electronic instrumentation), derivators of one input and two outputs to one input and eight outputs will be used, without current flow, allowing simultaneous connection of oscilloscopes, spectrum analyzers , Frequency meters, Vector Analyzers, etc. those outputs that are not used will have a load of the same impedance as the coaxial cable.

Así mismo, y con fines de calibración se podrán incluir, en cada línea, uno o más mezcladores de señales de dos entradas y una salida, no estando alimentada una de las entradas, lo que posibilita introducir un generador de señales simultáneamente con la señal de radiofrecuencia recibida y posterionnente conectarle una carga de 75 ohmios para evitar reflexiones no deseadas o la introducción de ruido. Este mezclador también posibilitará la conexión de otras antenas y amplificadores al sistema. Likewise, and for calibration purposes, one or more signal mixers with two inputs and one output may be included in each line, one of the inputs not being fed, which makes it possible to introduce a signal generator simultaneously with the signal Radio frequency received and then connect a 75 ohm load to avoid unwanted reflections or the introduction of noise. This mixer will also enable the connection of other antennas and amplifiers to the system.

Para que las señales recibidas por las antenas puedan ser aprovechadas por el público en general, se distribuyen las imágenes y los sonidos por medio de codificación digital en fonoa de datos sobre protocolo aprobado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones a través de un Switch o de un Router de Red So that the signals received by the antennas can be used by the general public, the images and the sounds are distributed by means of digital coding in phonoa of data on protocol approved by the International Telecommunications Union through a Switch or a Network Router

de Área Local. of Local Area.

El sistema de integración con Internet consistirá en un switch cuando se utilicen distintas antenas simultáneamente y una única dirección IP y un router cuando se use una única antena receptora. The Internet integration system will consist of a switch when different antennas are used simultaneously and a single IP address and a router when a single receiving antenna is used.

APLICACIÓN INDUSTRIAL. INDUSTRIAL APPLICATION

• •: Enseñanza de la física en general y de los procesos de radioastronomía y radiocomunicaciones terrenales y terrenas. Teaching of physics in general and of the terrestrial and earth radio astronomy and radiocommunication processes.

• •: Enseñanza de los procesos de mezcla y distribución de señales de radiofrecuencia. Teaching of the processes of mixing and distribution of radio frequency signals.

• •: Sistemas de seguimiento de satélites ecuatoriales de órbita polar baja desde puntos fijos. Tracking systems of low polar orbit equatorial satellites from fixed points.

• •: Sistemas de seguimiento de satélites desde unidades móviles. Satellite tracking systems from mobile units.

• •: Radioastronomía Radio astronomy

Claims

1. one.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites Demonstrator of radio communications concepts via satellites

ecuatoriales que comprende: equatorial comprising:

5 5: a) Una plataforma metálica autosoportada. a) A self-supporting metal platform.

b) Una o más antenas o intercambiadores de bajo ruido (LNB). b) One or more antennas or low noise exchangers (LNB).

e) Un rotor de antenas que disponga de giro para pennitir la rotación e) A rotor of antennas that has rotation to penetrate the rotation

horizontal de las antenas parabólicas o semicirculares de radio que se horizontal of the parabolic or semicircular radio antennas that

instalarán sobre el enganche fabricado a propósito. they will install on the hitch manufactured on purpose.

\O \OR: d) Un amplificador común o amplificadores de línea para todas las d) A common amplifier or line amplifiers for all

antenas. antennas

e) Un conjunto de receptores que comprende: e) A set of receivers comprising:

Receptores de radio definidos por software para las frecuencias Software-defined radio receivers for frequencies

inferiores a 900 :MHz, con integración a ordenador mediante less than 900: MHz, with computer integration via

15 fifteen: conexión USB. USB connection

Uno o más receptores de televisión analógica vía satélite y otro One or more analogue satellite television receivers and another

receptor de televisión digital vía satélite por cada antena de digital satellite television receiver for each antenna

Banda Ancha de 3 a 4 GHz, Banda C. Broadband from 3 to 4 GHz, Band C.

Un receptor de televisión analógica vía satélite por cada antena An analogue satellite television receiver for each antenna

20 twenty: de Banda Ancha de 10,9 a 12,7 GHz, Banda Ku. Broadband from 10.9 to 12.7 GHz, Ku Band.

Uno o más receptores de televisión digital vía satélite por cada One or more digital satellite television receivers for each

antena de Banda Ancha de \0,9 a 12,7 GHz, Banda Ku Broadband antenna from 0.9 to 12.7 GHz, Ku Band

Uno o más receptores de radio definido por software para las One or more radio receivers defined by software for

frecuencias inferiores a 1700 MHz, con integración a frequencies below 1700 MHz, with integration to

25 25: ordenador mediante conexión USB por cada receptor de computer via USB connection for each receiver

televisión por satélite. satellite television.

t) Un sistema informático de proceso de señales y datos. t) A computer system for signal and data processing.

g) Un sistema informático de distribución de datos. g) A computerized data distribution system.

h) Radio and electronics laboratory instruments comprising at least one oscilloscope, a frequency meter, a spectrum analyzer and a radiofrecue generator: rx:; ia.

i) Software for signal analysis in the time and frequency domains.

j) An electronic geographic reference system.

k) An injector or various signal injectors to provide the calibration of the receivers.

2. 2.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 1, caracterizado porque las antenas se instalan de fonna individual o grupal. utilizando cavidades resonantes y una o más polaridades. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 1, characterized in that the antennas are installed individually or in groups. using resonant cavities and one or more polarities.

3. 3.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 1, caracterizado porque el rotor será controlado mediante uno o varios cables eléctricos y dispositivo controlador del rotor, ya sea de fonna manual o por ordenador. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 1, characterized in that the rotor will be controlled by one or more electrical cables and rotor control device, either manually or by computer.

4. Four.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicaciones 1, caracterizado porque el conjunto de receptores comprende un receptor de televisión analógica/digital/video/audioNGA por cada receptor de televisión vía satélite. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claims 1, characterized in that the set of receivers comprises an analogue / digital / video / audio / NGA television receiver for each satellite television receiver.

5. 5.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales. según reivindicación 2, caracterizado porque cada cavidad resonante está dotada de dos zócalos o conectores. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites. according to claim 2, characterized in that each resonant cavity is provided with two sockets or connectors.

6. 6.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 5, caracterizado porque la hembra del conector se situará fuera de la cavidad y en el otro extremo se le soldará un cilindro de metal hueco y con rosca interior. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 5, characterized in that the female of the connector will be located outside the cavity and at the other end a hollow metal cylinder with internal thread will be welded.

7. 7.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 6, caracterizado porque dentro del cilindro de metal con rosca interior se inserta un tomillo con rosca para metales que permitirá ajustar la longitud del sistema tomilJo-cilindro a un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia a recibir, fonnando la antena receptora para dicha banda. Demonstrator of radio communications concepts via equatorial satellites, according to claim 6, characterized in that within the metal cylinder with internal thread a screw with metal thread is inserted that will allow to adjust the length of the tomilJo-cylinder system to a quarter of the wavelength of the frequency to be received, setting the receiving antenna for said band.

8. 8.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 7, caracterizado porque para fijar la antena a su longitud idónea y que no se altere la misma con las vibraciones Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 7, characterized in that to fix the antenna to its ideal length and that it is not altered with vibrations

or the temperature differences, the thyme is provided with a tightening or fixing nut that must be pressed against the end of the threaded cylinder, preventing the inner thyme from moving.

9. 9.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 8, caracterizado porque uno de los zócalos o conectores se ubica en la parte inferior de la cavidad resonante, formando la antena de polaridad vertical, mientras que el otro, al encontrarse a 90°, fonnará la antena de polaridad horizontal. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 8, characterized in that one of the sockets or connectors is located in the lower part of the resonant cavity, forming the antenna of vertical polarity, while the other, being at 90 °, It will connect the horizontal polarity antenna.

10. 10.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 9, caracterizado porque la cavidad resonante contiene dos orificios de ajuste situados justo en la pared contraria del conector que soporta a cada antena. Demonstrator of radio communications concepts via equatorial satellites, according to claim 9, characterized in that the resonant cavity contains two adjustment holes located just on the opposite wall of the connector that supports each antenna.

eleven . Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 10, characterized in that when they are in normal operating situations, the adjustment holes will be sealed with two plastic plugs.

12. 12.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 11, caracterizado porque para ajustar la distancia de la pared reflectora de la cavidad resonante se utilizará un disco metálico, llamado reflector, del tamaño del diámetro interior de la cavidad resonante. Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 11, characterized in that a metal disk, called reflector, of the size of the inner diameter of the resonant cavity will be used to adjust the distance of the reflecting wall of the resonant cavity.

13. 13.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 12, caracterizado porque el centro del reflector se soldará la cabeza de un tomillo roscado para metal y se instalará dentro de un agujero perforado en el eje de la cavidad resonante, al cual se le habrá soldado una tuerca de la misma métrica y paso que el tornillo para poder fijarlo y permitir que se deslice girando sobre sí mismo. Demonstrator of radio communications concepts via equatorial satellites, according to claim 12, characterized in that the center of the reflector will be welded to the head of a threaded metal thyme and installed inside a hole drilled in the axis of the resonant cavity, which will have welded a nut of the same metric and step as the screw to fix it and allow it to slide turning on itself.

14. 14.: Demostrador de conceptos de radiocomunicaciones vía satélites ecuatoriales, según reivindicación 13, caracterizado porque fuera de la cavidad resonante habrá una palomilla del mismo paso y métrica que el tornillo que se utilizará para fijar la distancia del reflector a las antenas una Demonstrator of radiocommunications concepts via equatorial satellites, according to claim 13, characterized in that outside the resonant cavity there will be a moth of the same pitch and metric as the screw that will be used to set the distance of the reflector to the antennas.

5 once the assembly has been manipulated.

15. Demonstrator of radio communications concepts via equatorial satellites, according to claim 1, characterized in that a digital electronic selector with an output and as many inputs as antennas are desired to be used to select the antenna, allowing the signal to pass through

10 received towards the receivers.

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