雨衰值的卫星通信论文

2022-04-19 版权声明 我要投稿

雨衰是影响Ku波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。本文介绍了Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理及其对信道的影响,并提出了有效减少雨衰对Ku波段卫星通信不利影响的措施。雨衰的机理及影响 1、雨衰的产生当电波穿过降雨的区域时,雨不仅吸收电渡能量,而且对电波产生散射。下面是小编整理的《雨衰值的卫星通信论文 (精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

雨衰值的卫星通信论文 篇1:

基于南方Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施分析

摘 要:在对雨衰现象的分析研究中,研究人员逐渐认识到其对Ku波段卫星通信系统传输质量的影响作用。此外,雨衰还是影响Ku波段卫星通信系统性能高低的重要因素之一。本文对Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理进行了相关介绍,并在其机理认识基础上进一步分析其对信道产生的影响作用。

关键词:Ku波段卫星通信 雨衰 分析 措施

1 对南方Ku波段卫星通信雨衰分析

1.1 雨衰产生分析

雨衰的产生,主要是电波穿过降雨的区域时,由于降雨过程不仅能够对电波能量有一定的吸收作用,同时在其过程实施环节还能够对电波产生一定的散射作用。当电波穿过降雨的区域时,由于发生的吸收作用以及散射作用,使得电波出现衰减现象。在这一环节,由于散射过程将会导致大范围无线电受到干扰,为此,则可能造成电波出现一定的去极化效应。上述现象及作用原理产生的衰减和干扰则称为雨衰。

1.2 雨衰对南方Ku波段卫星通信的影响

由于不同强度的降雨会导致不同的衰耗表现,为此,在分析电波Ku波段上行线路时,需要根据不同的数据做出一定的分析。在分析Ku波段衰减现象时,需要对其非选择性能进行重点分析,由于Ku波段衰减现象具有缓慢的时变特性,为此在发生衰耗现象时,则可能导致信号劣化,从而进一步影响到整个系统的可用性。因此,在分析南方Ku波段卫星通信时,需要对雨衰问题进行重点分析,并实现分析环节的科学化,从而促进实现系统设计过程的有序进行。在分析研究环节,由于雨衰的大小与雨滴的直径、雨滴的波长之间的比值存在着密切的关系,为此,在分析环节如果出现信号的波长比雨滴大时,则需要考虑散射衰减在其环节发挥的决定性作用。此外,无论发生的吸收作用或是散射作用,其作用效果都可能使得电波在传播方向受到一定的影响,从而使得出现衰减现象;在这一环节,由于电磁波的波长与雨滴直径之间的相关性直接影响到雨衰的作用效果,则会导致电磁波的波长与雨滴直径之间的比值更接近。

1.3 雨衰对降雨噪声的影响

在降雨过程中,还会产生由于对电磁波的吸收衰减,而导致对地球站产生热噪声。由于这种降雨噪声被折合到接收天线输入端,就会直接等效为天线的热噪声,并对接收信号的载噪比产生较大的影响。研究表明,这种接收信号的载噪比的变化与衰减量的大小之间呈现出密切的关系。且根据经验得出,天线的仰角与降雨噪声之间呈现反比关系,即天线的仰角越高,则产生的降雨噪声影响就越小。这种比例产生的主要原因是,当电磁波穿过降雨的路径较短时,则产生的衰减量就会降低。为此,在具体研究环节需要将两者之间的变化相关性进一步明确。例如,当没有产生雨衰时,则噪声温度不会出现变化;而当没有产生波导损耗时,此时的噪声温度影响因素只与降雨衰减量密切相关。这是由于噪声温度的增加与接收系统的G/T值密切相关,其具体数值变化与接收信号的载噪比密切相关,同时,还对信号可用度产生一定的影响,其影响比重相对于降雨衰减变化更加明显。

1.4 雨衰与去极化现象

前文主要针对降雨造成的电波衰减现象开展相关分析,同时好像要考虑其产生的去极化作用。为此,在分析降雨对电波的吸收性能与散射特性时,还需要将入射波的极化波面作为影响因素加以重点考虑。在分析去极化现象时,由于受空气阻力的影响,雨滴的形状会产生一定的形变,主要变成略微扁平的形状。此时,雨滴的两个轴向引起的衰减即微分衰减对单极化传输系统造成的影响幅度较小。但是,如果出现正交极化复用的双极化传输系统作业时,则可能导致极化隔离度降低,从而进一步实现正交极化的信号之间的互相作用影响加大,并实现干扰性的加大。在分析这种降雨引起的去极化现象时,需要对线极化现象与圆极化现象产生的影响进行综合分析。

2 降低南方Ku波段卫星通信雨衰措施分析

2.1 链路的备余量

在实现南方Ku波段抗雨衰策略分析时,必须实现某一具体区域的降雨衰减措施的有效落实。为此,在具体措施分析环节,需要开展长期的观察测量,并对观察测量的数据进行详细的记录,在基于长期连续的降雨实测数据分析基础上,实现某一具体区域精确的降雨统计数据的获取,并进一下对其特性详细了解。最终,通过科学的实测数据,实现计算具体区域的降雨衰减。在实现上述环节的过程中,通过对降雨统计特性的补充完善,进一步提高降雨衰减真实情况分析的科学性。其中,链路的备余量策略分析是主要部分。链路的备余量常见于传统通信链路设计当中,例如,在对干旱地区分析环节,可以利用链路余量实现系统可用度高标准的满足。但是,在考虑高降雨地区的具体状况时,该标准则表现出了一定的局限性,为此,表现在适当链路余量考虑基础上,实现其他方法的综合考虑。

2.2 利用功率控制实现措施科学性

基于南方Ku波段的卫星通信系统分析环节,还需要将地球站的科学技术进行重点研究,从而使通信系统的稳定性能进一步实现,并为提高其可靠性奠定基础。此外,其稳定性与可靠性提高的同时,进一步实现卫星通信应用范围的扩大化,从而实现卫星通信资源的有效利用和科学节约。

2.3 利用编码技术进行措施分析

利用编码技术以及降低速率的技术,可以实现南方Ku波段抗雨衰策略的合理性。在具体实施环节,当出现雨衰较大时,一般采用前向纠错编码技术实现传输出现的误码率大大降低。此外,通过减小编码率实现网络管理的科学化,并进一步实现全网自动功率控制系统建设的有序化,从而提高对抗降雨衰耗的有效性,并进一步降低其影响范围。因此,在利用编码技术进行措施分析时,必须采用自适应功率控制技术,进一步实现系统通信容量的有效提高,从而保证链路可靠性的高标准。在实现编码技术进行措施分析时,还需要对其基本原理进行分析。其中,减码率减小与获得的编码增益之间密切相关,且减小编码率还会出现系统容量减小的情况。此外,在克服雨衰的影响方面,还可以通过对自适应速率降低技术的采用,来提高其应用的科学性。

2.4 空间分集技术的合理利用

南方地区由于常见多雨天气且大部分地区的卫星仰角较低,且由于南方Ku波段性质的特殊性,则可能导致降雨衰减作用影响效果比较明显。此外,采用空间分集技术能够进一步实现对抗措施的有效性。这是一种很有效的办法。空间分集技术的合理利用,其作业原理主要是利用降雨的空间分布不均匀特性开展的相关分析。其中,在相隔一定距离的两个地点设置对应的地球站,从而利用两个地球站实现信号的分集接收效果。该作业原理的实现,通过对链路降雨衰耗进行正确的计算,能够进一步实现地球站的发射功率的有效调整,从而实现雨衰的动态补偿。此外,利用先进的卫星系统实现卫星转发器自适应功率控制的有序化,还能进一步实现雨衰对Ku波段卫星通信的影响降低。

3 结语

本文对Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理进行了相关介绍,并在其机理认识基础上进一步分析其对信道产生的影响作用。并基于研究分析基础,提出了减少雨衰对Ku波段卫星通信的不利影响,从而提高其措施的可行性与科学性。

参考文献

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[2] 劉柱,张海勇.舰载Ku波段卫星通信雨衰分析及解决措施[J].无线通信技术,2008(2):32-34.

[3] 庞宗山,路平.Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施[J].科学技术与工程,2007(9):2078-2081.

[4] 郝学坤,张小来,李文铎.卫星通信链路中的雨衰动态特性分析[J].无线电工程,2006(10):54-55,61.

[5] 冯秋萍.雨衰对接收Ku波段数字卫星广播信号的影响[J].视听界:广播电视技术,2005(4):52-53.

作者:李吉

雨衰值的卫星通信论文 篇2:

Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施

雨衰是影响Ku波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。本文介绍了Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理及其对信道的影响,并提出了有效减少雨衰对Ku波段卫星通信不利影响的措施。

雨衰的机理及影响

1、雨衰的产生

当电波穿过降雨的区域时,雨不仅吸收电渡能量,而且对电波产生散射。这种吸收和散射共同形成电波衰减?散射还能导致大范围无线电干扰,并对电波存在去极化效应,称这些衰减和干扰为雨衰。

这种衰减呈现非选择性能和缓慢的时变特性,是导致信号劣化,影响系统可用性的主要因素。因此,雨衰问题也就成为系统设计过程中必须考虑的重要问题。雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着密切的关系,当信号的波长比雨滴大时,散射衰减起决定作用。当电磁波的波长比雨滴小时,吸收损耗起决定作用。无论是吸收或散射作用,其效果都使电波在传播方向遭受衰减;当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大,一般情况下(比如中短波)电磁波的波长远大于雨滴直径,故衰减很小,C波段信号受雨衰的影响也可以忽略。对于10GHz以上的电磁波,雨衰的影响就非常明显了,在链路计算中必须考虑雨衰的影响。频率越高,雨衰的影响越大,大雨和暴雨对电磁波的衰减要比小雨大得多。图1是国际无线电咨询委员会(CCIR)(现为国际电联(ITU))提供的雨衰与频率和降雨大小的关系图,从图1中可以很清楚地看出Ku波段信号受雨衰的影响。如图1所示,降雨对电波的衰耗为实线,而云、雾引起的衰减为虚线。Ku波段频率较高[(12-18)GHz],波长与雨滴的大小可比拟,受雨衰的影响比较严重。由图1和图2可看出,在Ku波段,中雨(雨量为4mm/h)以上的降雨引起的衰耗相当严重。若电波穿过雨区路径长度为10km时,对于Ku波段上行线路,衰耗为2dB左右,下行线路的衰耗为1dB左右;在暴雨(雨量为100 mm/h)情况下,每公里的损耗强度较大,但雨区高度一般小于2km,暴雨引起的衰耗将超过10dB以上。随着降雨强度的加大,在Ku波段降雨衰减系数也急剧增加,其降雨衰减量与降雨强度几乎成正比。而对于C波段[(4-6)GHz]来说,雨衰的影响就不是很明显,中雨区上行线路的衰耗为1dB左右,下行衰耗仅为0.4dB左右,即使是暴雨区上行线路总衰耗值也仅为1dB左右。

2、降雨噪声

降雨引起的对电磁波吸收衰减也会对地球站产生热噪声影响,这种降雨噪声折合到接收天线输入端就等效为天线热噪声,对接收信号的载噪比有很大的影响,这种影响与衰减量的大小和天线结构有关。

根据经验,每衰减0.1dB,噪声温度增加约57K。一般情况下,天线的仰角越高,降雨噪声的影响越小。这是因为电磁波穿过降雨路径较短,衰减量就小一些。 在没有雨衰时,噪声温度不增加;在没有波导损耗时,噪声温度只和降雨衰减量有关。由于噪声温度的增加直接影响到接收系统的G/T值,也就是直接影响到接收信号的载噪比,对信号可用度的影响甚至比降雨衰减更明显,在链路计算时必须考虑其影响。

3、去极化现象

降雨不仅会使电波衰减,还会产生去极化作用,所以降雨对电波的吸收和散射特性也与入射波的极化波面有关。由于空气阻力使雨滴变成略微扁平的形状,在雨滴的两个轴向引起的衰减称为微分衰减,相位移称为微分相移。这种现象对单极化传输系统影响并不大,但对于正交极化复用的双极化传输系统,会造成极化隔离度降低,导致正交极化的信号互相干扰加大。这种降雨引起的去极化现象,对线极化和圆极化都有影响。我们常使用交叉极化鉴别度来表示极化纯度。一般情况下,当天线仰角大于15°时,交叉极化鉴别度在超过年平均时间的0.1%时,可望达到27dB,0.01%时为20dB,0.001%时为15dB。如图3所示。暴雨区Ku波段的微分衰减可达2dB左右(雨区高度按2km计算)。对于正交极化复用的卫星系统,降雨引起的去极化作用会使极化隔离度降低,产生极化误差,导致干扰增加。

降低雨衰影响的措施

考虑Ku频段抗雨衰策略时,首先应准确得到某一特定区域的降雨衰减。它要求进行长期的观察测量,得到长期连续的降雨实测数据(如连续多年的每分钟降雨率),获取该区域精确的降雨统计特性,并通过实测数据,计算该区域的降雨衰减。通过迭代,补充完善降雨统计特性,以获取该区域在各种条件下降雨衰减的真实情况。在此基础上可以采取如下抗雨衰策略:

1、链路的备余量

它是传统通信链路设计中常用的方法。如C频段卫星通信链路通常留3dB余量,Ku频段卫星通信链路通常留6dB余量。在一些降雨较少的地区(如沙漠地区),完全可通过链路余量来满足系统可用度要求;在高降雨地区,完全靠这种方法不现实,应在具备适当链路余量的基础上,综合考虑其他方法。但这种方式将会占用过多的卫星资源,在晴空时造成资源浪费,下大雨时,可能又不够用。

2、功率控制

对于Ku波段的卫星通信系统,建议在地球站设置上行链路自适应功率控制(AUPC),或者进一步采用以网络管理为基础的全网自动功率控制(APC)或动态功率控制(DPC)系统,才能有效地对抗降雨衰耗的影响。

(1)上行链路自适应功率控制(AUPC)。如果系统设计采用传统的功率余量方法,将严重影响系统的通信容量,而且降雨的时间比例较小。因此,必须采用自适应功率控制技术以提高系统通信容量并保证链路的可靠性。其基本原理是:各地球站在监测来自卫星的信号强度的同时,计算链路降雨衰耗,然后自适应调整地球站的发射功率,从而动态地补偿链路的雨衰,使信号保持在一个合适的工作电平,从而使卫星转发器接收到地球站发射的信号电平与晴空时基本相同。在更先进的卫星系统中还能做到卫星转发器进行自适应功率控制,这样能更好地克服雨衰对Ku波段卫星通信的影响。上行功率控制又分成开环上行功率控制和闭环上行功率控制两种。

设备的开环上行功率控制是地球站利用接收卫星信标信号电平的变化量测出下行线路的雨衰值,进而去控制地球站发送设备的中频衰耗器或射频衰耗器,使衰减器减小的数值与上行线路雨衰值大体相同。开环上行功率控制工作原理比较简单,所用设备较少,投资较小,但精度较低。

闭环上行功率控制是地球站将接收来的卫星信标信号,与通过卫星转发器环回信号或某一特定信道的通信业务信号的C/N(或S/N)值进行比较,然后去控制地球站的上行功率。这样一来,上行信号的雨衰值和上行功率控制的控制量有较高的准确度。因此在闭环上行功率控制中必须将控制信道与通信信道分开,所用设备较多,费用较高。

(2)自动功率控制(APC)。上行功率控制是针对卫星通信上行线路的降雨衰耗所采取的技术措施,但对于卫星通信的下行线路也要充分考虑降雨衰耗。为了解决这一问题,己成功研制了同时控制上行线路和下行线路降雨衰耗的自动功率控制系统(APC),这种动态功率控制是以卫星通信的网管系统为基准的。该网管系统能实时地测出各个地球站的接收电平值,将该值与基准电平(晴天时的正常接收电平值)进行比较,将比较结果通过网管信息传输通道传送给相应的地球站,控制该地球站的发信设备的输出功率。因此,采用自动功率控制能使卫星通信系统的稳定性和可靠性大大提高,也使卫星通信得到了广泛的应用,大大地节约卫星通信的资源。

3、采用编码及降速率技术

在雨衰较大时,可以采用前向纠错编码技术(FEC)来减小传输的误码率。通过减小编码率来获得编码增益的提高,如编码率为1/2的卷积码,当采用维特比译码时,其编码增益可达5dB。当然减小编码率也必须有个限度,一方面当编码率减小到一定程度时,若再进一步减小编码率,多获得的编码增益将改善很小;另一方面减小编码率会导致系统容量的减小。此外,还可以通过自适应速率降低技术(ARP)来克服雨衰的影响,通过减少衰减信道的数据速率来增加信道容量,降低速率所带来的增益与速率减少成正比,例如速率减少至1/4时,增益为5dB。使用纠错编码和降速率技术,可以补偿不同程度的雨衰;但随着深度的增加,有效可用容量减少。

4、空间分集技术

在多雨或卫星仰角很低的地区,由于Ku波段的特点,降雨衰减非常大,采用空间分集技术(也称站分集技术)是一种很有效的办法。其原理是基于降雨的空间分布不均匀性,在相隔一定距离的两个地点设置地球站,通过两个地球站进行信号的分集接收,类似于地面蜂窝移动通信的空间分集技术,也可以单独切换到雨衰较小的地球站进行单链路通信。主要从分集改善因子和分集增益两个指标来衡量分集改善的质量,其分集改善的效果随两站间距离的增大而增大。但超过一定距离后,其改善程度就非常小。在空间分集带来增益好处的同时,也是需要付出代价的。网络投资成本大幅上涨,而且需要非常复杂的网络控制技术。需要指出的是空间分集技术不仅仅局限于两个站址,可以采用多个站址同时分集接收,当然其代价就更高了。

5、极化方式的选择和天线的选择

不同雨滴形状对信号的衰减也不相同。随着雨滴的体积的增大,雨滴在水平方向的直径也逐渐增大。

此时,雨滴对水平极化波的衰减比对垂直极化波的衰减大,这也意味着在10GHz以上频率,垂直极化波比水平极化波的抗雨衰性能要好。接收天线的增益与接收天线的口径有着直接的关系,因此适当加大接收天线的口径,可以较明显地提高天线增益。口径越大,其增益越高,系统覆盖范围越大。当然,其成本也会明显增加。

6、采用低噪声高增益的优质高频头(LNB)现用于接收Ku频段卫星信号的LNB,一般噪声系数为0.8dB,噪声系数在0.6dB便是十分低的噪声,如使用噪声系数为0.7dB的,其增益可达到60dB。如果受某些因素的制约,而不想或无法去增大接收天线的口径,可首先考虑使用低噪声高增益的优质LNB,而且这要比增大天线口径的成本低。

7、采用双频组合通信

由于低频波段雨衰影响较小,当系统检测到雨衰超过一定门限时。自动切换卫星通信电波至低频段确保通信信号的稳定。

作者:庞宗山 路 平

雨衰值的卫星通信论文 篇3:

雨衰对卫星信号的影响

【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很多,雨衰是其中之一。本文将探讨雨衰对卫星信号传输的影响,由此提出可以解决该问题的有效对策,预防雨衰对卫星信号的干扰,推动我国的卫星事业发展。

【关键词】雨衰;卫星信号;影响

卫星传输是无线信号传输的一种,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,导致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,及时找到有效的解决措施,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,产生衰减的情况。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导致雨粒散射衰减。

雨衰大小与雨滴直径和电磁波波长有直接的关系,比如C波段的电波波长大约为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5850-6425/3625-4200MHz频段,带宽为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)。虽然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

在降雨的时候,由于降雨云层类型的不同,厚度、移向、水汽凝成物的几何尺寸、水汽含量、形状、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

通常情况下,不超过16mm/h的雨量不会对C波段卫星信号产生较大的影响,在雨区位置不到10公里高度的情况下,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100mm/h降雨量的暴雨出现时,如果雨区高低在2公里以内,且地面站仰角是40度,那么C波段卫星下信号衰耗也与上述相同。这表示可以忽略雨衰产生的影响,而在遭遇大暴雨且雨区高度在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。雨衰幅度与降雨强度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,还取决于乌云的厚度、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,究其原因与接收仰角离近地面越近,信号通过云层需要的时间越长有直接的关系,并且这时雨水接触信号的角度达到最大值,比较容易被雨水阻挡而导致衰减的结果。

此外,电波频率与雨衰也有密切关系,在lGHz到15GHz的频带内,雨衰量增加,那么降雨量就增强,如果电波频率超过10GHz,那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时因为降雨导致输入系统噪声温度增大,可达到100K,而当工作频率在10GHz时将会产生更大的噪声。

降雨除会对卫星信号产生衰减外,还会使得信号出现去极化现象,若无线信号为单极化传输系统,影响并不明显,但是对于采用正交极化复用的双极化传输系统,去极化现象会大大增强正交极化信号间的相互干擾。相关试验表明,Ku波段无线信号穿越暴雨区(雨区高度为2km)时所出现的微分衰减可达2dB,正交极化系统受其影响会出现极化隔离度降低等情况,进而使得信号间出现极化误差,干扰增加。

(二)雨衰对微波链路信号的影响

通常情况下,工作人员会在高山等较为偏僻的地理位置选择模拟微波电路路由,同时因受到如经济条件的限制,又会有一些超站距离的站点,这将导致更突出的雨衰问题。

三、雨衰对卫星信号传输影响的应对对策

目前,解决雨衰对卫星信号传输影响问题的方法有:第一,加大天线的尺寸或者信号的功率,减少雨衰。第二,增加在地面的卫星终端站,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,本站总结出了一些解决雨衰现象的措施,主要有以下几方面:

(一)增大卫星天线尺寸,使其采集信号的面积加大,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角度比较窄,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况和雨量的大小等等,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3000W高功放,能够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,同时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,还要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)采用性能高可靠的衛星转发器

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,高下行功率有助于提高雨衰储备。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)增加上行功率控制,有效控制增益调节

目前,人们通过上行天线对卫星信标强度变化进行接收,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。通常情况下工作人员会选择增加上行功率的控制,提高调整接收机与功率控制器斜率的准确型,也就是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,才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,在降雨发生的时候,上行信号在饱和通量的密度上可以实现相对的稳定。在特殊的天气状况下,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,一部分可以在卫星转发器的作用下得到实现,另一部分则是在上行站的基础上实施的。因此,如果雨衰能够超过上行站本身的补偿能力,那么,卫星转发器就会发生积极的效用,对输出的内容进行扩大,从而实现对雨衰的补偿效应。此外,这种补偿方式有利于上行链路确定雨衰补偿范围,进而提高卫星的使用度。

四、总结

本文介绍了雨衰的产生,由于雨衰对卫星信号传输的影响,间接影响我们的生活。所以,绝不能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措施有助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。但与此同时还要考虑到卫星系统本身的相关因素,以及可能出现大暴雨的情况,信号极有可能不能穿透障碍物导致中断,此类的情况与问题还有待进一步研究总结。

参考文献:

[1]王雪梅.雨衰对卫星节目传输的影响[J].通讯世界:下半月,2015(5)

[2]刘静敏.试析雨衰对卫星节目传输的影响[J].科学技术创新,2016(17)

[3]杨韩,万立亭.浅谈降雨对电影卫星传输的影响[J].现代电影技术,2015(8)

作者:钟璐青

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