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。     

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.     

Ka频段地空路径雨衰及频率比例因子

利用中国国内58个典型站点的参数.根据ITU-R地空路径雨衰预报模型,计算出58个站点地空路径上Ka频段的降雨衰减以及不同频率的衰减值之比,通过数值计算方法拟合得到Ka频段频率比例因子的表达式.本文得到的频率比例因子的计算结果优于ITU-R所推荐的频率比例因子的计算结果.     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。