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Planificador del presupuesto de potencia de enlace por satélite

Este planificador estima la demanda eléctrica de un subsistema de comunicaciones por satélite a partir de la potencia RF deseada, la eficiencia del amplificador, las cargas auxiliares y el ciclo de transmisión. Entrega tanto potencia pico como consumo medio, con un margen de diseño configurable.

El resultado ayuda a coordinar comunicaciones con el sistema de potencia y a estimar energía durante operaciones de enlace. No representa la eficiencia completa del bus ni el consumo variable de todos los modos; para diseño final conviene usar perfiles temporales de carga y modelos de batería y generación.

Cargas de comunicaciones

W
%
W
W
W
%
%
Resultado
—
potencia pico de diseño
Potencia DC del amplificador—
Potencia media con margen—
Cargas auxiliares—

1. Introduce la potencia RF
Especifica la potencia de radiofrecuencia que debe entregar el transmisor durante emisión.

2. Añade la eficiencia del amplificador
El planificador convierte potencia RF en demanda DC mediante la eficiencia indicada.

3. Suma cargas auxiliares
Incluye módem, receptor y control de antena que estén activos en el modo analizado.

4. Define el ciclo de transmisión
Indica qué porcentaje del tiempo está activo el amplificador de potencia.

5. Aplica margen y revisa
Usa la potencia pico para capacidad instantánea y la potencia media para balances energéticos de mayor duración.

P_PA,DC = P_RF / η_PA
P_aux = P_módem + P_RX + P_antena
P_pico = (P_PA,DC + P_aux) × (1 + margen/100)
P_media = (P_PA,DC × ciclo + P_aux) × (1 + margen/100)

η_PA y ciclo se convierten a fracciones decimales. Se supone que las cargas auxiliares permanecen activas durante todo el periodo analizado.

Qué significa el resultado

La potencia pico de diseño es la capacidad eléctrica aproximada que debe estar disponible cuando el transmisor está activo, incluido el margen.

Si las cargas auxiliares también tienen modos de reposo, ajusta sus valores a una potencia media equivalente o usa un perfil temporal más detallado.

Datos: 25 W RF, eficiencia del 45 %, módem 22 W, receptor 14 W, antena 18 W, ciclo del 35 % y margen del 20 %.

Cálculo: amplificador DC = 25/0,45 = 55,56 W. Auxiliares = 54 W. Pico con margen = (55,56 + 54)×1,20 = 131,47 W. Media = (55,56×0,35 + 54)×1,20 = 88,13 W.

Resultado: conviene disponer de unos 131,5 W de potencia pico y prever unos 88,1 W de demanda media en este modo.

¿Por qué la potencia DC del amplificador es mayor que la RF?

Porque ninguna etapa de potencia es 100 % eficiente. La diferencia se disipa principalmente como calor y debe ser suministrada por el sistema eléctrico.

¿Qué ciclo de transmisión debo usar?

El porcentaje de tiempo dentro del periodo analizado en que el amplificador transmite al nivel RF indicado.

¿Las cargas auxiliares se multiplican por el ciclo?

En este modelo no: se consideran continuas. Si realmente se apagan fuera de contacto, introduce una potencia media equivalente o analiza modos separados.

¿El margen debe aplicarse también a la potencia media?

Aquí se aplica tanto al pico como a la media para mantener una reserva coherente. En un proyecto real pueden existir políticas de margen distintas por fase.

¿Este cálculo dimensiona los paneles solares?

No por sí solo. Para eso hacen falta iluminación, orientación, degradación, batería, eclipses y balance energético a lo largo de la órbita.