Questões de Concurso Público INPE 2024 para Tecnologista Júnior I - Gestão de Sistema RF de Estação Terrena (TG01)

As antenas usadas na comunicação entre uma estação terrena e um satélite, muitas vezes, devem possuir alta diretividade, para vencer a grande distância do enlace.

Um exemplo de antena altamente diretiva, que é usada em enlaces satelitais, é a antena

Nos enlaces para comunicação com sistemas espaciais, existe um tipo de ruído que está sempre presente e que independe do apontamento da antena. Esse ruído é normalmente modelado como aditivo, branco e gaussiano.

Trata-se do ruído 

Em relação às características do canal satelital, assinale a afirmativa correta.

As faixas de frequências para comunicação com satélites são usualmente divididas em bandas de frequência. Em uma dessas bandas, o sinal normalmente sofre mais perdas e interferências por condições atmosféricas severas, como chuvas fortes.
No entanto, essa banda, por operar na faixa entre 27 e 40GHz (downlink), possibilita taxas de transmissão mais altas.
Essa banda de frequências é:

Uma estação terrena enxerga um satélite em uma posição fixa e constante. Tal satélite percorre uma órbita circular equatorial com velocidade de 11054km/h.

Sabendo que o raio médio da Terra é de 6370km e que a velocidade angular de rotação da Terra é de 0,264rad/h, assinale a opção que indica o valor que mais se aproxima da órbita do satélite em relação à superfície da Terra.

As antenas usadas em enlaces satelitais de longa distância, muitas vezes, devem possuir polarização circular, para superar a rotação de polarização que pode ocorrer na atmosfera.

Um exemplo de antena com polarização circular no lóbulo principal, que é usada em enlaces satelitais, é a antena 

Um sistema de recepção possui 5 estágios de amplificação em cascata. O 1º estágio fica localizado mais próximo da antena e o 5º é o mais próximo do circuito de recepção e decodificação dos dados.

Assinale a opção que indica o estágio que deve possuir menor temperatura de ruído para diminuir a figura de ruído do sistema como um todo.

As faixas de frequências para comunicação com satélites são usualmente divididas em bandas de frequência. Em uma dessas bandas, o sinal normalmente sofre menos perdas e interferências pelas condições atmosféricas. No entanto, essa banda, por operar na faixa de 1,5GHz (downlink) e 1,6GHz (uplink), não possibilita taxas de transmissão tão altas quanto as outras bandas.

Assinale a opção que indica essa banda de frequências. 

A ionosfera é uma região da atmosfera formada por um plasma ionizado que pode interferir com as comunicações para o espaço. No entanto, essa região possui uma alta refletividade somente em certas faixas de frequências, deixando as ondas eletromagnéticas passarem sem muita atenuação no restante do espectro.

Por conta dessa alta refletividade, os enlaces de comunicação com o espaço devem evitar uma certa faixa de frequências, que é conhecida como

As antenas inteligentes são muito usadas em sistemas MIMO (Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas). Em enlaces de comunicação com o espaço, elas podem possibilitar a criação de múltiplos lóbulos de irradiação e diferentes tipos de polarização da onda de forma extremamente dinâmica. Isso pode ser importante para a comunicação com múltiplos satélites ou um satélite sem posição fixa em relação à Terra.

Um exemplo de implementação que pode ser usada como antena inteligente é um(a) 

Os sistemas de antenas para controle espacial tornam-se bastante simplificados quando a distância do satélite para a estação terrena é fixa em todos os instantes de tempo, pois isso minimiza a necessidade de controle de alinhamento dos feixes das antenas ou das variações de ganho do sinal.

O tipo de órbita que possui essa característica de distância fixa durante todo o tempo é a 

Um rádio transmissor apresenta potência de transmissão de 10dBm e possui uma antena com ganho de 3 dB.

Desconsiderando as possíveis perdas internas, assinale a opção que indica o valor que melhor se aproxima da potência na saída da antena transmissora.

Um satélite está a uma distância de 10000km de uma estação de controle no solo e recebe um sinal na banda V em 50GHz.

Assinale a opção que indica o valor que melhor se aproxima da atenuação do espaço livre que esse sinal sofre entre a estação no solo e o satélite.

A temperatura de ruído da antena é um parâmetro importante no dimensionamento de enlaces via rádio. Em enlaces para sistemas de controle espacial, a temperatura de ruído da antena apresenta certas características específicas.

Pode-se citar como uma dessas características o que se apresenta em: 

Em um enlace de comunicação com o espaço, a atenuação específica do sinal causada por chuvas (YR), pode ser dada pela expressão YR = k( R_0,01 )^ɑ, em dB/km, onde R_0,01 é a taxa de precipitação, em mm/h, só excedida em 0,01% do tempo de um ano médio. Além disso, k e ɑ são parâmetros que dependem da frequência e da polarização.

Sabendo que em 12GHz, k = 0,0188 e ɑ = 1,217 para a polarização horizontal, e que k = 0,0168 e ɑ = 1,2, para a polarização vertical, assinale a opção correta.

Deseja-se implementar em um sistema de comunicações uma técnica de codificação de informação que consiste no envio de uma palavra código de 5 bits que representa 2 bits de mensagem, conforme tabela abaixo. 

Se uma palavra código é recebida com erros de transmissão, escolhe-se, durante o processo de decodificação, a palavra código com a menor distância Hamming da palavra código recebida.

Durante a comunicação de um octeto, o receptor recebeu o seguinte trem de bits 11001001110111011010.

O valor transmitido, em decimal, foi igual a 

O esquema de modulação empregado em um sistema de comunicações pode ser linear ou não-linear. O princípio da superposição estabelece que toda modulação linear satisfaz aos princípios de aditividade (f(m₁ + m₂) = f (m₁) + f (m₂)) e homogeneidade (f (cm) = cf (m)), onde f é o processo de modulação, m₁ e m₂  são os sinais modulantes e c é um escalar.

São esquemas de modulação linear:

O teorema da capacidade de Hartley-Shannon estima a capacidade teórica máxima de transmissão na presença de ruído gaussiano aditivo branco. A capacidade de um canal, em bps, é dada por  C = W log₂ onde W é a largura de banda do canal, S é a potência média do sinal e N é a potência média de ruído.

Deseja-se definir a relação energia de bit por densidade de ruído (Eb/No) para transmitir a uma taxa de dados de 2Mbps utilizando uma largura de banda igual a 2MHz. A Eb/No mínima necessária para este cenário é igual a

A Recomendação ITU-R AS.363.5 estabelece que a faixa de frequência preferencial para os enlaces do sistema de telemetria e telecomando de um satélite devem estar entre 1 e 8GHz. Normalmente, estes enlaces utilizam portadoras entre 2025 e 2300MHz.
Esta porção do espectro, que está contida na faixa de 2GHz a 4GHz, é conhecida como

A antena do subsistema de TT&C a bordo desempenha um papel fundamental ao garantir que o satélite seja acessado pela Estação Terrena nas fases críticas do lançamento e do posicionamento em órbita.

São requisitos desejáveis de uma antena do subsistema de TT&C: