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卫星通信-雨衰

IT圈 admin 37浏览 0评论

2024年3月9日发(作者:戈依波)

1、雨衰对不同频段的影响

铁路动中通的应用环境相对恶劣,常用于大雨或着暴雨的情况。这种情况下我们就不得

不考虑雨衰对通信方面的影响。

电磁波在空间传播时会受到降雨的影响,电波由于雨滴吸收和散射而产生衰减,就是降

雨衰减,简称雨衰。实际上,降雨除了衰减信号以外还引起噪声温度的增加和去极化的发生,

降雨引起的衰减对信号影响较明显,因此,一般情况下都要考虑雨衰的影响,在进行较精确

的计算时也还要考虑降雨噪声和去极化等因素。我们在建设站时,根据对链路的分析估算和

要达到的可用度来确定设备的配备。

降雨强度的单位是(mm/h),降雨一般对于频率比较高的无线设备。频率较高,波长较短,

当降雨量比较大的时候,波长短的无线电波的穿透能力差,从而会由雨衰的影响。下表有关

3.5G和26G的情况比较。

按照工作频段划分:

L频段,1-2GHz,移动通信、声音广播

S频段,2-3GHz,移动通信、图像广播

C频段,4-6GHz,固定通信、声音广播

X频段,7-8GHz,固定通信(通常用于政府和军方业务)

Ku频段,10-14GHz,固定通信、电视直播

Ka频段,17-31GHz,固定通信、移动通信

降雨对Ku频段卫星通信的影响不仅仅限于上表中所列出的降雨衰耗值。地球站对某卫

星的Ku信标所作的长时间观察表明,华南地区在暴雨时所接收到的Ku信标的电平值,可

能比晴空条件下所收到的低20到30dB。

下行雨衰可用加大天线口径补偿,上行雨衰则只能靠增加上行功率来补偿。考虑到成本

限制,建站时不会为功放预留约20dB(100倍)的余量。也就是说,Ku频段卫星通信在华

南高降雨区的雨衰中断几乎是不可避免的。对于整个转发器的业务都由一个地球站上行的特

殊情况,有些卫星可采用星上自动电平控制的方法,补偿上行功率的不足。该方法也有其特

殊的缺点。转发器输出带通滤波器的带宽通常会部分涵盖相邻转发器,自动电平控制的增益

变化将会带动相邻转发器边缘部分的载波及其噪声底上下浮动。此外,上行功率和自动电平

控制的初始配对设置也大有讲究,上行功率太高,晴空时对反极化信道和邻星的干扰过高;

上行功率不足,降雨时自动电平控制的增益过高,将把转发器的噪声底也大大提高。

Ku频段信号在穿越雨区时将受去极化的影响,使极化隔离度变差,从而加重反极化干

扰。通过对比某卫星的晴空Ku信标和雨天Ku信标频谱记录图可发现,大雨时的正极化信

标电平比天晴时下降15dB以上,反极化信标电平则大致不变或略有上升,极化隔离度的恶

化量为20dB上下。大雨时,还可观察到Ku频段的噪声底比晴空条件下提高2dB左右。

2024年3月9日发(作者:戈依波)

1、雨衰对不同频段的影响

铁路动中通的应用环境相对恶劣,常用于大雨或着暴雨的情况。这种情况下我们就不得

不考虑雨衰对通信方面的影响。

电磁波在空间传播时会受到降雨的影响,电波由于雨滴吸收和散射而产生衰减,就是降

雨衰减,简称雨衰。实际上,降雨除了衰减信号以外还引起噪声温度的增加和去极化的发生,

降雨引起的衰减对信号影响较明显,因此,一般情况下都要考虑雨衰的影响,在进行较精确

的计算时也还要考虑降雨噪声和去极化等因素。我们在建设站时,根据对链路的分析估算和

要达到的可用度来确定设备的配备。

降雨强度的单位是(mm/h),降雨一般对于频率比较高的无线设备。频率较高,波长较短,

当降雨量比较大的时候,波长短的无线电波的穿透能力差,从而会由雨衰的影响。下表有关

3.5G和26G的情况比较。

按照工作频段划分:

L频段,1-2GHz,移动通信、声音广播

S频段,2-3GHz,移动通信、图像广播

C频段,4-6GHz,固定通信、声音广播

X频段,7-8GHz,固定通信(通常用于政府和军方业务)

Ku频段,10-14GHz,固定通信、电视直播

Ka频段,17-31GHz,固定通信、移动通信

降雨对Ku频段卫星通信的影响不仅仅限于上表中所列出的降雨衰耗值。地球站对某卫

星的Ku信标所作的长时间观察表明,华南地区在暴雨时所接收到的Ku信标的电平值,可

能比晴空条件下所收到的低20到30dB。

下行雨衰可用加大天线口径补偿,上行雨衰则只能靠增加上行功率来补偿。考虑到成本

限制,建站时不会为功放预留约20dB(100倍)的余量。也就是说,Ku频段卫星通信在华

南高降雨区的雨衰中断几乎是不可避免的。对于整个转发器的业务都由一个地球站上行的特

殊情况,有些卫星可采用星上自动电平控制的方法,补偿上行功率的不足。该方法也有其特

殊的缺点。转发器输出带通滤波器的带宽通常会部分涵盖相邻转发器,自动电平控制的增益

变化将会带动相邻转发器边缘部分的载波及其噪声底上下浮动。此外,上行功率和自动电平

控制的初始配对设置也大有讲究,上行功率太高,晴空时对反极化信道和邻星的干扰过高;

上行功率不足,降雨时自动电平控制的增益过高,将把转发器的噪声底也大大提高。

Ku频段信号在穿越雨区时将受去极化的影响,使极化隔离度变差,从而加重反极化干

扰。通过对比某卫星的晴空Ku信标和雨天Ku信标频谱记录图可发现,大雨时的正极化信

标电平比天晴时下降15dB以上,反极化信标电平则大致不变或略有上升,极化隔离度的恶

化量为20dB上下。大雨时,还可观察到Ku频段的噪声底比晴空条件下提高2dB左右。

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