Ｋｕ波段卫星通信雨衰分析及对抗措施
作者：庞宗山 路 平
来源：《卫星电视与宽带多媒体》2008年第01期
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。
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