一种改进的Ka频段雨衰减预测模型

论述了Ka频段中雨衰减率和DAH雨衰减预测模型,为了建立适合我国Ka频段的雨衰减预测模型,对DAH雨衰减预测模型进行了改进.以西安和北京地区为例,通过和ITU-R频率比例关系进行仿真比较,结果表明,改进后的模型克服了DAH模型的缺陷,在理论上更适合我国的气候和地形.     

Ka波段卫星通信降雨衰减特性分析

利用ITU-R给出的降雨衰减预测模型,根据我国沿海地区部分城市分钟降雨率数据和位置参数,以及ITU-R提供的降雨率数据,计算出这些地区Ka频段(30/20GHz),轨道位置116°E的卫星通信系统在线极化条件下的降雨衰减特性,并结合该地区的气候情况进行比较说明.     

地空雨衰减预报新模式比较

地空雨衰减预报模式一直是10GHz以上频段地空传播特性研究的重点,2003年中国和英国分别向ITU-R提交了两种地空雨衰减预报改进模式.本文介绍了其改进之处,并按ITU-R的要求,对这两种新模式进行了比较,比较结果表明中国模式具有更好的预测精度.     

降雨对卫星链路的影响分析

Ku 频段的卫星通信系统在我国已经普遍使用，目前正朝着更高的 Ka 频段发展。随着 频率的提高，降雨对卫星通信链路的影响会更加严重，是系统设计必须考虑的重要因素之一。针对降雨 带来的信号衰减、地球站天线 G/T 值的变化以及对卫星通信上/下行链路载噪比的影响进行了分析，并 利用 ITU-R 最新给出的雨衰减预报模式，给出了定量计算方法。     

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.     

地空路径统计雨衰减建模的几个问题

地空路径雨衰减统计特性是卫星通信等地空无线电系统设计和运行评估的关键参数.针对地空路径统计雨衰减的建模研究, 分析了影响模型准确度的几个关键因素, 它们包括雨滴谱分布、雨顶高度、降雨率在水平和垂直路径的不均匀性等.同时比较分析了现有主要模型计算的路径调整因子随仰角的变化、与频率的关系等, 讨论了现有模型的局限性和可能的改进途径.通过上述对比研究, 提出了地空路径雨衰减统计建模向确定性模型方向发展的观点.     

雨衰减预测中的降雨率调整因子概念

利用ITU-R数据库地面视距链路和地空链路雨衰减数据,分析了传统雨衰减预报中所使用的基于柱状雨胞模型的雨衰减物理模型导出的路径调整因子与实测数据之间的矛盾.在此基础上,基于指数雨胞建立的雨衰减物理模型,通过理论分析导出了降雨率调整因子的概念.利用降雨率调整因子,可以解释实测数据的主要特征,表明:基于指数雨胞的雨衰减物理模型是合理的,利用降雨率调整因子的概念,可为发展新的地面视距链路和地空链路雨衰减预报模式和方法提供理论依据.     

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.     

基于雨胞分布的视距链路雨衰减预报模型

基于指数雨胞分布,推导得到路径调整因子,提出了一种新的视距链路雨衰减预报模型.利用ITU-R视距链路雨衰减数据库数据回归得到了预报模型中的参数.通过和ITU-R模型以及近几年发展的几种雨衰减模型比较表明,这一模型较其他模型具有更好的预测精度.     

中国Ka波段卫星通信线路的雨衰分布特性

利用ITU-R给出的降雨衰减预测模型,根据我国主要城市的分钟降雨率数据,计算出我国Ka波段(30/20GHz),轨道位置为92°E的卫星通信系统在线极化波情况下的降雨衰减等值线分布,此结果可作为Ka波段卫星通信系统设计的理论依据。     

Ka及毫米波段大气传输衰减特性研究

由于Ka及毫米波频段电磁波频率极高,大气传播特性不同于低频,受大气气体、降雨等大气环境的影响非常大。本文重点考虑大气中的氧气和水蒸气对电磁波的吸收衰减作用,分别从电磁波频率、大气含水量和温度三个方面具体分析大气对Ka及毫米波频段电磁波的衰减特性,并得出相关结论。     

Ka频段卫星通信地空链路的大气衰减

在卫星通信系统的设计中,设计人员往往更关心降雨对电波传播造成的降雨衰减,而易忽略在一般情况下晴空大气对卫星通信地空链路微波传播的影响。但是当系统的链路余度较小、天线仰角较低的情况下,应考虑晴空大气造成的衰减。论述了 Ka 频段卫星通信链路大气衰减的计算方法,给出了计算结果,可供从事类似工作的相关人员参考。     

基于HITRAN的太赫兹波大气吸收特性

基于分子光谱数据库HITRAN中的谱线参数和传播理论得到了氧气分子、氮气分子和水蒸气分子的吸收系数,同时计算了氧气、氮气2种单组分气体以及水蒸气对太赫兹波辐射在1 km上的吸收衰减系数。在0.1 THz-1 THz频率范围内与ITU-R P.676进行比较,结果显示,2种结果吻合较好,尤其在吸收带。这也间接验证了本文计算方法在太赫兹波其他频段吸收衰减计算结果的正确性。     

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。     

视距链路的雨衰减预报模式研究

基于ITU-R的视距链路雨衰减数据库中的数据,本文提出了一种新的视距链路雨衰减的预报模式,给出了一种新的路径调整因子与不同时间概率雨衰减转换公式.与其他几种预报模式的比较表明,新模式与实验结果有更好的一致性.     

降水对Ku/Ka频段星地链路衰减特性的影响研究

近年来,Ku和Ka卫星在广播、通信和军事等领域应用数量越来越多,传统的Ku和Ka波段星地链路降水衰减预报模型基于经验关系和理想假设,考虑降水微物理特性不足,针对此问题,在实测降水粒子微物理特征的基础上定量分析了降水垂直分布、粒子形状、粒子取向、粒子相态等对Ku和Ka频段信号衰减的影响特性.结果表明,与考虑降水非均匀垂直分布的计算结果相比,ITU和SAM模型是基于降水分布均匀的假设,无法代表降水垂直分布不均匀时的衰减情况;降水粒子形状和取向对衰减的影响较小,在13GHz和32GHz频段,球形和非球形粒子衰减值的平均绝对偏差均在0.01dB以下,不同粒子取向时衰减系数的平均绝对偏差最大值为0.00098dB/km和0.0207dB/km;不同相态的降水引起的衰减差异较大,衰减值从大到小依次是湿雪、水和冰.研究结果可以为Ku和Ka波段星地链路传播特性评估及降雨反演新方法提供基本的理论支撑和数据参考.     

V/UHF传播计算模型仿真研究

V/UHF频段在陆地和航空通信中已得到了广泛的应用.文章利用Matlab仿真平台,对自由空间中,平面大地视距路径与非视距路径上的传播损耗计算模型进行了仿真,分析得出了传播损耗与传播距离、通信频率等的关系:针对地空通信,对接收场强进行了仿真,分析得出了接收场强随发射功率、波长,通信距离、飞机高度和地面天线高度的变化关系.较为全面地仿真分析了V/UHF在陆地和地空通信中的传播特性,研究结果对V/UHF在陆地和地空通信中的应用具有一定的参考价值.     

地空路径水凝物交叉极化特性研究

水凝物的交叉极化预报模式对10GHz以上频段使用正交极化频率复用的卫星通信系统设计具有重要意义.基于ITU-R与OPEX数据库的地空雨致交叉极化数据和二阶小变量近似的预报模式,给出了一种改进的雨致交叉极化预报模式.与其它模式比较表明,这一模式的预测精度有明显提高.     

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。     

Ka频段卫星通信典型地区雨衰分析与补偿方法探讨

本文首先介绍了Ka频段卫星通信雨衰产生机理及ITU-R雨衰预测模型。然后重点介绍了103°E在轨Ka卫星在我国各雨域地区（典型城市）的雨衰情况。最后联系以往Ku频段工程实施经验,总结出常用的三种Ka频段卫星通信抗雨衰补偿方法：分集技术中的业务速率分集技术、功率控制技术中的上行链路开环功率控制技术和自适应编码技术中的自适应纠错编码技术。