liaison descendante

Une liaison descendante est un signal radio transmis d'un satellite en orbite autour de la Terre vers une ou plusieurs stations de réception au sol. Le satellite agit comme un transpondeur, recevant un signal de liaison montante de la Terre, l'amplifiant, décalant sa fréquence et le retransmettant vers le bas. La station de réception utilise une antenne parabolique pour capter ce signal faible, qui a été atténué par la perte de propagation en espace libre sur des distances allant typiquement de 400 km pour l'orbite terrestre basse à 36 000 km pour l'orbite géostationnaire.

Les bandes de fréquences des liaisons descendantes sont attribuées par accord international et varient selon l'application. Les satellites de communication utilisent généralement la bande C (4 à 8 GHz), la bande Ku (11 à 18 GHz) ou la bande Ka (27 à 40 GHz), les bandes supérieures offrant une plus grande largeur de bande mais subissant plus d'absorption atmosphérique, en particulier sous la pluie. Les satellites météorologiques utilisent les bandes X et S. Les satellites GPS diffusent des signaux en bande L. Chaque fenêtre de fréquence nécessite des conceptions d'antenne et des sensibilités de récepteur différentes.

La force d'un signal de liaison descendante au niveau du récepteur dépend de la puissance transmise par le satellite, du gain d'antenne sur le satellite et au sol, de la perte de propagation et des conditions atmosphériques. Un satellite de communication géostationnaire typique pourrait transmettre à 40 à 100 watts par porteuse, atteignant des niveaux de puissance reçue de -100 décibels ou moins. Les récepteurs au sol doivent utiliser des amplificateurs à faible bruit (LNA) avec des facteurs de bruit inférieurs à 1 dB pour atteindre des rapports signal/bruit utilisables, et doivent tenir compte de l'atténuation due à la pluie dans les régions tropicales.

Liaison descendante versus liaison montante

La liaison montante transporte les données utilisateur ou les commandes de la Terre vers le satellite; la liaison descendante renvoie les informations traitées ou relayées vers la Terre. Les systèmes satellitaires modernes sont asymétriques: la largeur de bande de la liaison descendante peut être beaucoup plus grande que celle de la liaison montante, en particulier pour les applications de diffusion ou de distribution de données. Dans les satellites à tube de renvoi (transparents), la fréquence de la liaison descendante est simplement décalée par rapport à la liaison montante. Dans les satellites régénératifs, le signal est démodulé, décodé et ré-encodé avant transmission, permettant une conversion de format et un routage plus complexe.

La qualité de la liaison descendante se dégrade en raison du décalage Doppler, de l'évanouissement multitrajets près de la station au sol et des interférences d'autres satellites partageant la même bande de fréquences. Les satellites géostationnaires subissent un Doppler minimal, tandis que les satellites en orbite polaire présentent des décalages Doppler de plusieurs kilohertz sur un passage. Les stations au sol doivent suivre les satellites et ajuster la fréquence du récepteur en conséquence, et doivent maintenir une directivité d'antenne suffisante pour rejeter les interférences hors axe.