I satelliti NOAA sono statunitensi e l'organizzazione che li controlla é appunto la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), ente americano dedito al monitoraggio delle condizioni atmosferiche e oceaniche del globo. Trasmettono immagini del nostro pianeta sia in analogico (APT) che in digitale (HRPT). Una caratteristica del formato NOAA APT è la presenza sulla stessa linea di due immagini identiche riprese però in due differenti finestre spettrali: durante il giorno visibile e infrarosso, durante la notte infrarosso e infrarosso lontano.

4.1 Assetto orbitale

    Sono posti in orbita quasi polare retrograda eliosincrona con inclinazione sul piano equatoriale di circa 99°. L'altezza media dei satelliti NOAA sulla superficie terrestre è di circa 850 Km.  Attualmente sono presenti più satelliti NOAA in orbita, di cui due (NOAA 14 e 15) pienamente funzionanti, i quali garantiscono una copertura globale due volte al giorno. In particolare si ricevono alternativamente i due satelliti: la mattina e la sera, uno, il giorno e la notte, l'altro.

4.2 Trasmissioni APT

Il sistema attualmente più diffuso per la trasmissione di immagini dai satelliti meteorologici in formato analogico è l'APT (acronimo di Automatic Picture Transmission). Come si può intuire dalla denominazione si tratta di un sistema completamente automatizzato che premette la diffusione di immagini in modo da non richiedere alcun intervento da Terra. Ciò è molto importante poiché si affida all'elettronica di bordo ogni compito e, per così dire, si abbandona il satellite al "proprio destino". Il sistema APT è proprietario dei satelliti NOAA, ma viene comunemente utilizzato per identificare l'analogo sistema di trasmissione analogica di cui sono dotati i satelliti Meteor, Okean e Sich.
    Da un punto di vista tecnico il segnale APT è costituito da una portante intorno ai 137.5 MHz, modulata in frequenza con polarizzazione circolare destrorsa. Per poter ricevere tale segnale è dunque necessario utilizzare un'antenna accordata, anche se a queste frequenze il progetto dell'antenna non presenta particolari punti critici. Un problema invece molto più complesso e delicato riguarda la scelta del tipo di antenna: ground-plane, a doppio V, Yagi a dipoli incrociati, a elica, QHA... Di seguito sono riportati i principali vantaggi-svantaggi (molti desunti per esperienza diretta) per diversi tipi di antenna:

• Ground-plane: è la più semplice antenna realizzabile. Si può pensare come un'antenna marconiana a λ/4, dove il piano di massa viene formato da quattro radiali lunghi anch'essi λ/4. Il principale svantaggio riguarda la polarizzazione, che nel caso dei satelliti meteorologici è circolare, ma l'antenna ground-plane riceve senza attenuare solo i segnali polarizzati verticalmente. Due i vantaggi riscontrabili: un diagramma di radiazione sul piano orizzontale piuttosto omogeneo (anche se il guadagno è molto limitato), e una semplicità costruttiva eccezionale, ideale per progettare un'antenna portatile. 
• A doppio V: si tratta di un'antenna costituita da due dipoli ripiegati e modellati a forma di "V", posti affiancati. Questa soluzione presenta un maggior guadagno (2-3 dB) sul lobo orizzontale, che però risulta ovalizzato, prediligendo una sola direzione. Inoltre non sono indicate per la ricezione dei segnali provenienti da angoli di elevazione piuttosto bassi: in altre parole quando il satellite si avvicina all'orizzonte (situazione tanto critica tanto interessante poiché si ricevono zone molto lontane) diminuisce pure il guadagno dell'antenna.
• Yagi a dipoli incrociati: è realizzata come una normale Yagi, con la particolarità di avere i dipoli incrociati. Questi sono poi collegati tra loro attraverso due tronchi di linea lunghi λ/4 e λ/2, in modo da effettuare una rotazione di fase, che permette la somma dei segnali ricevuti in quadratura. Così facendo si risolve il problema della polarizzazione circolare. Dispone di un guadagno proporzionale al numero di direttori, limitato dalla presenza di notevoli "buchi" sul piano orizzontale, che sconsigliano perciò un'installazione fissa dell'antenna. Risulta invece molto efficiente se montata su un supporto orientabile, tale da permettere l'inseguimento (anche manuale, considerato il largo fascio di radiazione) del satellite nel cielo. In questo caso è forse il miglior compromesso di un'antenna direttiva per ricevere i satelliti polari.
• Elicoidale: è l'antenna più indicata, ma non viene mai utilizzata, ecco i perché. Anzitutto, le dimensioni: considerando la frequenza di 137 MHz, un'antenna a elica con una decina di spire (guadagna circa 8 dB) risulterebbe lunga circa 4,5 m e con un diametro pari a 70 cm. Inoltre avendo un elevato guadagno, è caratterizzata da uno stretto lobo di radiazione, elemento questo positivo, se non occorresse una maggior precisione nell'inseguimento, non più effettuabile manualmente. I vantaggi però sono indiscutibili: elevato guadagno, ricezione di segnali polarizzati circolarmente in modo ideale e assenza di disturbi (eliminati da un riflettore posto sul retro dell'antenna).
• QHA: il miglior compromesso per un'antenna omnidirezionale con moderato guadagno e una buona omogeneità del diagramma di radiazione si può identificare nella Quadrifilar Helix Antenna (QHA). Su Internet si trovano numerosi progetti sviluppati anche da semplici appassionati. In linea di massima si può pensare costituita da due dipoli ripiegati e ritorti, lungo l'asse verticale, di 90°. I due elementi sono poi collegati fra loro in quadratura, in modo da effettuare una rotazione di fase sul segnale, così da ricevere i segnali polarizzati circolarmente. Confrontandola con una ground-plane o un'antenna a doppio V si nota un guadagno maggiore, soprattutto a bassi angoli di elevazione, e soprattutto una minore presenza di "buchi".

    La linea APT dei satelliti NOAA, simile ma non identica a quella dei Meteor, consiste in verità di due immagini distinte: di giorno visibile e infrarosso, mentre di notte infrarosso vicino e infrarosso lontano. Questi canali sono derivati dai cinque generati dal radiometro a scansione AVHRR di bordo. In particolare nelle immagini all'infrarosso la luminanza di ogni singolo pixel è proporzionale alla radiazione infrarossa rilevata dal sensore, la quale è a sua volta legata alla temperatura presente in quella determinata zona della Terra. Elaborando opportunamente le immagini ricevute e facendo riferimento a particolari tabelle è possibile avere una stima abbastanza accurata della temperatura superficiale.
    La seguente figura mostra una porzione di un'immagine APT di un NOAA. E' possibile individuare gli elementi costitutivi della linea APT molto facilmente, da sinistra

:

• Sincronismi canale visibile
• Dati telemetrici canale visibile
• Immagine canale visibile
• Dati dello spazio e marker canale visibile
• Sincronismi canale infrarosso
• Dati telemetrici canale infrarosso
• Immagine canale infrarosso
• Dati dello spazio e marker canale infrarosso

Sincronismi canale:
Canale A: treno di onde quadre a 1040 Hz, 7 cicli

Canale B: treno di onde quadre a 832 Hz, 7 cicli

Dati dello spazio e marker:
Nell'immagine al visibile si tratta di una banda nera (spazio buio) con inseriti marker bianchi ogni minuto. In quella infrarossa la banda è bianca (spazio freddo) e i marker sono neri. Questi dati sono utili per valutare la durata della ricezione del satellite: ad esempio la porzione dell'immagine riportata dura poco meno di cinque minuti.

    Immagine APT:
L'immagine viene generata modulando in ampiezza una sottoportante a 2400 Hz. La massima intensità del segnale corrisponde al bianco, la minima al nero. Considerando che generalmente l'immagine infrarossa è più chiara di quella al visibile, si spiega il caratteristico "suono" dei satelliti NOAA.

    Oltre alle trasmissioni analogiche, i satelliti NOAA gestiscono anche trasmissioni digitali, denominate HRPT (High Resolution Picture Trasmission). La risoluzione offerta dal sistema digitale raggiunge gli 1,1 Km. Come già accennato, il radiometro di bordo genera cinque canali spettrali di cui due vengono trasmessi, ridotti in risoluzione, in APT, mentre in HRPT sono trasmessi tutti e cinque in multiplazione temporale. Le frequenze di trasmissione sono 1698 MHz e 1707 MHz, dunque si richiede un'antenna parabolica in grado di inseguire il satellite in modo automatico.
     Il tipo di modulazione impiegato non è dei più banali: si tratta infatti di una modulazione di fase split-phase low o codifica Manchester. I dati digitali sono rappresentati con variazioni di fase di ± 67,3° a metà di ogni "cella" di dato. Se il bit è 1 allora il segnale sarà positivo durante la prima metà e negativo durante la seconda. Viceversa per i bit 0. Ne consegue che la direzione del cambiamento di fase determina il livello logico del dato. Inoltre la codifica Manchester è autosincronizzante, in quanto il flusso seriale dei dati contiene sia i dati stessi sia il clock. Infatti la transizione a metà di ogni bit rappresenta il clock, mentre la direzione il livello logico associato. In definitiva clock e dati sono legati in fase.
    In questa sede non si analizzerà la complessa codifica digitale delle immagini HRPT, ma è importante evidenziare che a differenza dei segnali analogici APT, per i quali è sufficiente un software per decodificare il segnale, nel caso delle trasmissioni digitali, è necessario un ricevitore dedicato che fornisca in uscita la media frequenza a 10,7 MHz. Una scheda di decodifica (spesso dotata di microprocessore o FPGA), si occupa di estrarre l'informazione e di inviarla al personal computer tramite porta seriale. Di seguito è riportata un'immagine HRPT: