雨衰对卫星通信的影响及解决方法

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【摘要】卫星通信是现代通信技术的一项重要手段,影响卫星通信系统传输质量及系统性能的因素只是我,雨衰是其中之一。本文将探讨雨衰对卫星信号传输的影响,由此提出还也能除理该问題图片的有效对策,预防雨衰对卫星信号的干扰,推动我国的卫星事业发展。

卫星传输是无线信号传输的本身 ,其具备传播范围大、效果好、质量高以及建设快,很少受到地理环境限制、一次性投入后维护成本较低等优势,目前在我国发展非常快。但在卫星的输送传播和接收信息工作中,受到开放式的影响,很容易被各种外界自然因素影响,原应信号传输的效果与质量下降。为了保障传输应用效果,相关工作人员开展对多种影响卫星传输因素的研究,及时找到有效的除理方式,具有非常重要的意义。

本站卫星通信系统采用C波段转发器,通过组网与调试运行分析,对C波段信号特点进行研究,深化认识雨衰影响,今儿提出了一套有效的雨衰预防对策。

一、雨衰的产生

雨衰指的是电波穿过降雨区后受到雨滴的吸收与辐射,产生衰减的情況。雨粒具有介质损耗引起吸收衰减,电波被雨粒反射而再发射原应雨粒散射衰减。

雨衰大小与雨滴直径和电磁波波长有直接的关系,比如C波段的电波波长离米 为7.5cm,而雨滴半径约在0.025cm-0.3cm,二者差较大,可见,降雨对C波段影响较小,一般小于2DB。

目前卫星业务最常用的频段是C(4-8GHz)频段、Ku(12-18GHz)频段和Ka(27-40GHz)频段。亚太地区的固定卫星业务多使用5850-6425/3625-450MHz频段,效率为575MHz,简称为6/4GHz频段。C频段使用比较早,频率低,增益也低,天线口径较大(通常1.8米以上)。并非 相对其它频段遭受地面微波等干扰的几率大些,但其雨衰远小于Ku频段和Ka频段,更适于对通信质量有严格要求的电视、广播等业务。

二、雨衰对卫星通信的影响

在降雨的然后,然后 降雨云层类型的不同,层厚、移向、水汽凝成物的几何尺寸、水汽含量、形态、水态水滴、冰晶或其混合体、电波的波长、电波穿越雨区的长度都对电波的衰减产生了不同程度的影响。

(一)雨衰对卫星接收信号的影响

通常情況下,不超过16mm/h的雨量不让对C波段卫星信号产生较大的影响,在雨区位置这么 10公里层厚的情況下,以仰角40度地面站的C波段卫星信号产生的衰耗在0.3dB左右,而有50mm/h降雨量的暴雨突然突然出现时,然后 雨区高低在2公里以内,且地面站仰角是40度,这么 C波段卫星下信号衰耗也与上述相同。这表示还也能忽略雨衰产生的影响,而在遭遇大暴雨且雨区层厚在2公里以上的过程中,雨衰就会严重影响C波段卫星的信号,这时的衰耗通常会超过6dB。雨衰幅度与降雨效率的正比关系也得到理论研究证实,当穿越长度为10km时,无线信号穿越中雨以上的降雨区域时衰耗达2dB。而降雨区域为暴雨时,雨衰达10dB。

而雨衰对信号的损耗量,还取决于乌云的层厚、信号所穿越的障碍物以及雨量的大小。一般来说,接近东方或西方低接收仰角的卫星比南方的雨衰损耗量大得多,究其原应与接收仰角离近地面越近,信号通过云层时需的时间越长有直接的关系,然后 这时雨水接触信号的层厚达到最大值,比较容易被雨水阻挡而原应衰减的结果。

此外,电波频率与雨衰刚刚密切关系,在lGHz到15GHz的频带内,雨衰量增加,这么 降雨量就增强,然后 电波频率超过10GHz,这么 这时的雨衰则会非常明显。对Ku波段的卫星接收影响最大。有研究资料显示,4GHz时然后 降雨原应输入系统噪声温度增大,可达到50K,而当工作频率在10GHz时然后 产生更大的噪声。

降雨除会对卫星信号产生衰减外,刚刚使得信号突然突然出现去极化问題图片,若无线信号为单极化传输系统,影响过多明显,然后 对于采用正交极化复用的双极化传输系统,去极化问題图片会大大增强正交极化信号间的相互干扰。相关试验表明,Ku波段无线信号穿越暴雨区(雨区层厚为2km)时所突然突然出现的微分衰减可达2dB,正交极化系统受其影响会突然突然出现极化隔离度降低等情況,进而使得信号间突然突然出现极化误差,干扰增加。

(二)雨衰对微波链路信号的影响

通常情況下,工作人员会在高山等较为偏僻的地理位置选泽模拟微波电路路由,共同因受到如经济条件的限制,又会有其他超站距离的站点,这将原应更突出的雨衰问題图片。

三、雨衰对卫星信号传输影响的除理方式

目前,除理雨衰对卫星信号传输影响问題图片的方式有:第一,加大天线的尺寸然后 信号的功率,减少雨衰。第二,增加进去地面的卫星终端站,为卫星信号的传递提供多个站点,增加卫星信号传播的有效路径。第三,控制功率分配,增加卫星对降雨地区传输的功率。第四,信号畸变的校正技术。

通过理论计算和反复测试,本站总结出了其他除理雨衰问題图片的方式,主要有以下几方面:

(一)增大卫星天线尺寸,使其埋点信号的面积加大,留有余量来弥补雨衰的影响,以保证信号接收的最低门限

目前,C波段卫星数字通信系统应用的天线波束对应的半功率层厚比较窄,这就对跟踪的精度以及天线的精度有了更高的要求,而本站天线应用9米卡塞格伦天线对应的发射功率55dB,接收49.8dB,比25米天线提高了1.8dB。在C波段接收设计中,降雨余量和门限储备之和取值6dB,这与当地气候有关有关,相关因素包括雨季的长短情況和雨量的大小等等,此外还根据接收系统的具体要求来决定。

(二)加大卫星发射功率,加大平均信号场强

将天线的仰角与方位角、LNB的极化角都应精调到最佳位置,可用寻星仪、场强仪等器材来显示天线的调试精度。本站通信设备采用美国CPI公司在主站采用50W高功放,也能将降雨储备的余量大幅度提高,另外还能减少C波段馈线的损耗量,共同缩短上行天线间波导馈线与高功放设备之间的距离,很好地将其控制为1m内,时需把上变频器高功放与天线的放置靠紧,达到更多节省高功放输出功率的目的。

(三)采用性能高可靠的卫星转发器

在机房中,其播出信号源通常为C波段信号。本站卫星通信系统采用中星6A卫星6A转发器C波段,主要特点是覆盖功率高。针对C波段网络,高下行功率有有利于提高雨衰储备。而数字载波在相同空间段宽带中则能提高传输数码率,确保地球站天线的口径更小。

(四)增加进去去行功率控制,有效控制增益调节

目前,我门 通过上行天线对卫星信标效率变化进行接收,从而更好地控制上行功率器中频单元增益或衰减量,达到改变中频输入电平、改变高功率输出功效的调节,这是非常重要的手段。通常情況下工作人员会选泽增加进去去行功率的控制,提高调整接收机与功率控制器斜率的准确型,也只是我做好精确测量与准确调整接收机斜率数值和功率控制器单元设定斜率数值的一致性,也能确保上行功率控制的正确性。

在新技术条件下,缓解雨衰主要依赖于卫星传输路径。首先,上行站的雨衰补偿。通过线性增大上行站的EIRP,在降雨所处的然后,上行信号在饱和通量的密度上还也能实现相对的稳定。在特殊的天气情況下,使得卫星转发器中的信号不易受降雨因素的制约。其次,补偿卫星转发器。研究表明,一次责还也能在卫星转发器的作用下得到实现,另一次责则是在上行站的基础上实施的。然后 ,然后 雨衰也能超过上行站本身 的补偿能力,这么 ,卫星转发器就会所处积极的效用,对输出的内容进行扩大,从而实现对雨衰的补偿效应。此外,你你这些补偿方式有有利于上行链路选泽雨衰补偿范围,进而提高卫星的使用度。

四、总结

本文介绍了雨衰的产生,然后 雨衰对卫星信号传输的影响,间接影响我门 的生活。只是我,绝这么 忽略雨衰对卫星信号传输的影响。通过本站卫星通信系统多年的运行,诸多研究证实了上述的方式有有利于消除雨衰因素给卫星信号带来的影响,将雨衰增益进行调节,控制为20dB左右,就能有效提高卫星系统的稳定和可靠。但与此共同时需考虑到卫星系统本身 的相关因素,以及然后 突然突然出现大暴雨的情況,信号极有然后 这么 穿透障碍物原应中断,此类的情況与问題图片还有待进一步研究总结。

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