Ku波段卫星通信雨衰分析与对抗措施.doc
李吉
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
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（c）-0140-02
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。
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