Atraso de grupo é o atraso dependente de frequência do envelope de um sinal (modulação) ao passar por um sistema. Em comunicações via satélite, distorce formas de onda e degrada integridade de dados.
Definição
Atraso de grupo τg(ω) = −dφ/dω, onde φ(ω) é a resposta de fase. É a inclinação da fase vs. frequência. Atraso de grupo constante = fase linear = sem distorção. Atraso de grupo variável = componentes de frequência diferentes chegam em tempos diferentes → distorção de forma de onda.
Fontes em Enlaces Satelitais
- Filtros do transponder: Filtros passa-banda agudos (multiplexadores entrada/saída) introduzem fase não-linear perto das bordas da banda.
- Amplificadores de tubo de onda viajante (TWTAs): Conversão AM/PM cria não-linearidade de fase.
- Filtros da estação terrena: Filtragem na cadeia de transmissão/recepção.
- Efeitos atmosféricos: Dispersão troposférica (menor em banda Ku/Ka).
- Multicaminho: Reflexões no solo (raro para GEO, mais para baixa elevação).
Impacto
- Modulações digitais (QPSK, 8PSK, 16/32APSK): Interferência entre símbolos (ISI) → BER aumentado.
- TV analógica (legado): Atraso croma-luma → manchas de cor.
- Portadoras de alta taxa de símbolos (ex.: DVB-S2X 50 Msps) mais sensíveis.
Técnicas de Mitigação
- Equalizadores: Analógicos (circuitos equalizadores de atraso de grupo) ou digitais (FIR/DFE adaptativo no modem) para achatar atraso de grupo pela banda.
- Pré-distorção: Transmissor aplica característica de fase inversa.
- Codificação e Interleaving: FEC forte (LDPC, Turbo) + interleaving convolucional espalha erros em rajada da distorção residual.
- Design de filtros: Filtros FIR de fase linear em modems; filtros analógicos de fase mínima com compensação.
Medição
Analisador de rede vetorial (VNA) ou medição de atraso de grupo integrada no modem (ex.: via padrão de teste). Spec: tipicamente <1 ns pico-a-pico através de transponder 36 MHz para 3G-SDI/HD.
