15～23 GHz微波链路雨衰的敏感参量分析

为了提高微波链路雨衰特征的描述精度,拓展微波链路信号的可用参数,该文利用部署于江苏江阴地区的15 GHz, 18 GHz和23 GHz微波链路和雨量计开展同步对比观测,拟合得到3种频段的微波链路雨衰关系。提取并分析了接收信号电平的平均值、中位数、25%分位数、75%分位数、标准差、极大值和极小值等13个特征量与晴雨时刻、降雨强度之间的关系,得出结论:微波链路的信号变化和降雨强度的变化存在明显的负相关关系。实际拟合的雨衰关系与ITU-R的经验雨衰关系具有较好的一致性,但是在不同频段上均有差异;所有13个参量在有雨时刻和无雨时刻均存在一定概率的重叠,这是造成晴雨区分困难的主要原因;频率越高,信号变化受降雨的影响越显著,越有利于微波链路反演降雨。所得出的结论为提高微波链路测雨方法中的晴雨区分、参考值确定以及雨强反演的精度提供重要依据。     

卫星链路降雨衰减的测量及频率换算

利用雨量计、频谱仪、计算机等设备,对武汉地区某时段降雨率和Ku频段卫星下行链路(12GHz)的降雨衰减进行了测量.通过数据处理,得到降雨率与降雨衰减的关系.经频率换算得到了相同条件下Ka频段卫星下行链路(20GHz)的降雨率与降雨衰减的关系.针对ITU - R预测模型的不精确性,根据频率换算值对预测模型进行修正.该换算值可为该链路Ka频段卫星通信抗雨衰方案的设计提供理论依据.     

卫星导航C频段上行信号频率雨衰性能分析

雨衰是影响卫星导航C频段上行信号链路质量的重要因素,根据雨衰及时采取措施可以保障系统运行的稳定性。本文对雨衰产生机理、雨衰模型、雨衰计算以及雨衰影响作了定性和定量的分析,解决了在各种降雨程度下计算不同频点、不同形式的卫星导航信号雨衰的问题,分析结果可用于卫星导航系统的设计和保持系统稳定运行。     

下行链路雨衰对卫星地面接收系统噪声温度和噪声功率的影响

卫星下行链路降雨除了导致信号受到衰减外,还会升高卫星地面接收机的噪声温度,从而进一步恶化卫星信道的通信质量、本文就下行链路雨衰对卫星地面接收系统噪声的影响进行了研究,并基于ITU—R推荐的降雨衰减预测模型,对一个实例进行了仿真、分析,得到了雨中噪声温度、噪声功率与极化方式、工作频率、接收天线仰角、降雨强度之间的变化关系．     

Ka频段卫星通信雨衰特性分析与改进措施研究

Ka频段卫星通信中,降雨引起的信号衰减对通信链路的通断起着非常重要的作用。本文详尽分析了Ka频段卫星通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对卫星通信的影响,并提出了Ka频段抗雨衰的各种对策。     

地空路径太赫兹波雨天衰减特性分析

雨滴的散射和吸收作用会严重增加地空链路上太赫兹波的传输损耗,降低无线通信的性能。为实现太赫兹波在地空链路上的传输应用,必须对太赫兹波在降雨环境中的传输特性进行深入研究。本文对原有的雨衰模型进行了修正,基于Mie理论,分析了降雨率的变化对地空链路上太赫兹波传输的影响,并与原有模型的计算结果进行了对比。结果表明：在整个太赫兹频段,雨衰减损耗会随降雨率的增加而增大,随频率的增加先增大后减小,且高频太赫兹波段相对0.1～1 THz频段范围的雨衰损耗更小;同时,当频率超过1 THz时,大气窗口越靠近10 THz,损耗越小,在降雨天气环境进行无线通信传输时将更具有通信优势,且频率越低,天顶角越大,模型修正前后的差异性更加明显。     

降雨对雷达探测性能的影响

文中拟合得到了由降雨的雷达体反射率反演雨衰减率的公式,适用频率1~100 GHz,并且给出了降雨存在时的雷达方程、最大作用距离以及雷达接收信号信噪比与信杂比的变化。文中的结果对降雨存在时雷达的目标检测具有指导意义。     

微波链路网对降雨强度场反演的影响研究

为了提升利用微波链路网反演降雨场的效果,针对实际通信基站设计了不同链路数、不同结构的微波链路网,利用基于CT成像原理和Tikhonov正则化原理的降雨场层析模型开展了微波链路网反演降雨场的仿真实验,分析不同微波链路网对反演结果的影响.实验结果表明:不同结构的微波链路网对于不同降雨场具有不同的反演效果,各种微波链路网反演结果的平均偏差和平均绝对偏差均在1.25~4.76 mm/h,平均绝对百分比偏差在3.10%~9.70%,图像质量指标（universal quality index,UQI）值在0.711~0.955;链路数量越多、密度越大、分布越均匀的链路网,反演效果越好.该工作为下一步开展微波链路降水观测网的实际构建和优化提供了技术基础,对于进一步提升气象、水文领域的强降水监测效果具有实际价值.     

Ka频段卫星通信系统降雨衰减分析

Ka频段卫星通信因其具有可提供的带宽大(3.5GHz)、通信容量大、波束窄、终端尺寸小,轨道平面内可容纳的卫星多和抗干扰能力强等优势成为未来卫星通信的必然趋势。Ka频段卫星通信面临的一个巨大挑战在于它受气象因素的影响大,这一度使研究人员认为Ka频段卫星通信是不可能实现的。降雨、闪烁、大气吸收等因素都会导致Ka频段地空链路信道质量的恶化。根据Ka频段卫星通信的特点,分析了降雨衰减的特性,提出了几种抗雨衰的办法。     

5G毫米波短距离链路雨衰减特性分析

雨衰减严重影响第5代(the 5th Generation,5G)移动通信系统性能.在路径长度小于1 km的短距离链路情况下,现有雨衰减预测模型调整因子大于1,导致预测雨衰减随路径变短而增大,无法支撑毫米波短距离链路系统设计.通过分析国际电信联盟无线电通信部(Radiocommunication Sector of International Telecommunication Union,ITU-R)短距离链路雨衰减试验数据,发现湿天线衰减与路径雨衰减相当,得到毫米波短距离链路必须考虑湿天线衰减的结论.建立了湿天线衰减与降雨率的关系模型,分频段对模型参数进行了拟合,拟合结果与实测数据吻合得较好.提出了考虑湿天线衰减的短距离雨衰减建模新思路,可解决短距离雨衰减预测问题.研究结果有助于提高5G毫米波系统余量设计的可靠性.     

星载SAR系统设计中的雨衰估算

主要讨论了微波信号大气传播中降雨衰减的估算方法。基于我国部分地区降雨强度长期累计分布 ,计算了部分地区X波段信号传输的降雨衰耗。针对星载SAR的特点 ,分析了雨衰对SAR的影响 ,提出了星载SAR设计时雨衰的指标     

三亚Ka波段卫星遥感信号降雨衰减的研究

Ka波段卫星下行遥感信号受降雨衰减影响严重,在设计信道链路和执行遥感数据接收任务时,需要考虑Ka波段雨衰问题。基于国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)提供的雨衰模型,结合三亚某地面站Ka波段卫星遥感数据接收设备,利用Matlab处理时间概率0.01%的降雨量数据,模拟三亚Ka波段卫星下行信号的降雨衰减率,分析降雨衰减值随天线接收仰角的变化,为设计三亚Ka波段下行信道抗雨衰余量提供了参考。同时结合自动气象站降雨观测数据,研究不同等级降雨量时的雨衰情况,为制定三亚Ka波段卫星遥感信号应对雨衰的措施提供了依据。     

基于灰色系统理论的雨衰减短期预报方法研究

雨衰减对10GHz以上频段的无线通信有很大的影响,在使用卫星通信系统时必须采取合理的策略以补偿降雨造成的衰减。为了给星地链路的自适应功率控制技术提供保障,首次将灰色系统理论应用在雨衰减短期预报中,分析给出了选择灰色系统模型和参数的原则。最后选取海口站Ka 频段地空链路的实测数据进行了验证,利用获得的雨衰减数据对未来间隔1s 和5s 的时刻进行预测,结果表明,基于灰色系统的雨衰减预测和实测数据吻合较好。     

近地空间通信中的降雨衰减影响分析

近地空间通信中链路损耗随着传输仰角的降低而增加。在低仰角传输中,大气传输损耗由于信道复杂度的增加而衰减严重。文中基于ITU-R的降雨衰减模型,结合低仰角远距离传输,分析了近地空间通信链路中冰/雨层与纬度位置的关系,并在不同频段,不同轨道高度对降雨衰减及雨衰导致天线尺寸的变化进行数值计算和仿真。仿真结果表明：在低仰角的传输环境中,降雨对近地空间通信链路的影响较大,不可忽视。其中S频段比X和Ku波段衰减小近20dB。最后总结了传输电波的工作频率、覆盖半径以及平台高度给降雨衰减带来的影响,以此来正确估计大气传输损耗对通信链路性能的影响,为近地空间在低仰角下远距离传输的链路预算提供了一个理论参考值。     

Ka频段卫星信道的衰减特性

在Ka及以上高频段卫星通信系统中,其链路信号的衰减很严重,主要是大气、降雨、闪烁对卫星信道的影响。本文主要研究了雨衰和对流层闪烁产生衰减的机理与特性,提出雨衰采用DAH模型,闪烁采用Van de Kamp模型。然后根据实测气象数据,计算我国各参考站点的雨衰和闪烁值。为抗衰减对策的提出提供理论依据,为工程设计提供具体的参考数据。     

一种自适应编码调制抗雨衰对策的研究

在高频段卫星通信系统中,有效的抗雨衰措施是一个非常重要的研究课题.本文根据国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)的雨衰预测模型,以武汉-134°E星下行链路(20GHz)为例,对自适应编码调制抗雨衰技术进行了研究,给出了该自适应编码调制抗雨衰系统实现框图,并对系统性能进行了仿真.仿真结果表明,与传统的QPSK调制方式相比,该系统年中断时间大大减少,吞吐量明显提高.     

哥德堡地区基于无线通讯网络的水汽密度监测分析

利用无线通讯网络中的微波链路来监测降雨和水汽等是大气环境监测的新技术之一。这个技术可以测量近地面的降雨强度和水汽密度等气象参数,具有时空分辨率高、成本低等优势。利用瑞典爱立信公司(Ericsson)提供的位于哥德堡地区E频段的微波通讯链路资料、位于链路一端的气象站1资料和由瑞典气象水文研究所(SMHI)气象网站提供的气象站2资料,对2017年06月13日至2017年07月13日近1个月的水汽密度进行反演计算和分析。结果表明:同一区域的不同地点处的气象要素有一定的差异性,同一区域的温度会有一定的浮动(0~4℃),两者之间的相关性为0. 87;微波通讯链路反演的水汽密度结果与研究区域的地面气象站1和气象站2测量结果有很好的一致性,两者之间的相关性分别为0. 89和0. 97,均方根误分别差为0. 75 g m3和0. 79 g m3;利用微波链路,与现有的湿度监测方法相比,可以为现有的天气监测网络提供额外的丰富的数据源。     

Ku频段卫星雨衰计算及自动观测系统设计

随着Ku频段卫星通信系统的使用,雨衰对卫星传输链路的影响已经成为卫星通信系统设计与使用过程中的重要影响因素。针对雨衰对Ku频段卫星通信系统可用性的影响,首先对雨衰的产生原因及其对卫星传输链路的影响进行了简要介绍,其次对国际电信联盟推荐的雨衰估算方法进行了分析,最后提出了Ku频段卫星链路传输特性自动观测系统的设计方案。     

Ka频段的抗雨衰对策

Ka频段卫星通信系统具有广阔的应用前景,该文从Ka频段雨衰的特点以及卫星通信系统上下行链路的不同特点出发,提出了自适应抗雨衰对策。详细分析了自适应杭雨衰对策的实现原理及算法,分析得出:上行链路采用自适应功率控制,下行链路采用自适应纠错编码是解决ka频段的雨衰问题的有效方法。     

武警卫星通信系统的雨衰估算及分析

由于雨衰是影响卫星通信的重要因素,根据武警部队卫星通信网建设的需要,基于ITU-R制定的雨衰计算模型,选取6个典型城市进行雨衰计算,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,降雨造成的信号衰减越大。