基于南方Ku波段衛星通信雨衰分析及對抗措施分析

李吉

摘 要：在對雨衰現象的分析研究中，研究人員逐漸認識到其對Ku波段衛星通信系統傳輸質量的影響作用。此外，雨衰還是影響Ku波段衛星通信系統性能高低的重要因素之一。本文對Ku波段衛星通信中雨衰產生的機理進行了相關介紹，并在其機理認識基礎上進一步分析其對信道產生的影響作用。

關鍵詞：Ku波段衛星通信 雨衰 分析 措施

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0140-02

1 對南方Ku波段衛星通信雨衰分析

1.1 雨衰產生分析

雨衰的產生，主要是電波穿過降雨的區域時，由于降雨過程不僅能夠對電波能量有一定的吸收作用，同時在其過程實施環節還能夠對電波產生一定的散射作用。當電波穿過降雨的區域時，由于發生的吸收作用以及散射作用，使得電波出現衰減現象。在這一環節，由于散射過程將會導致大范圍無線電受到干擾，為此，則可能造成電波出現一定的去極化效應。上述現象及作用原理產生的衰減和干擾則稱為雨衰。

1.2 雨衰對南方Ku波段衛星通信的影響

由于不同強度的降雨會導致不同的衰耗表現，為此，在分析電波Ku波段上行線路時，需要根據不同的數據做出一定的分析。在分析Ku波段衰減現象時，需要對其非選擇性能進行重點分析，由于Ku波段衰減現象具有緩慢的時變特性，為此在發生衰耗現象時，則可能導致信號劣化，從而進一步影響到整個系統的可用性。因此，在分析南方Ku波段衛星通信時，需要對雨衰問題進行重點分析，并實現分析環節的科學化，從而促進實現系統設計過程的有序進行。在分析研究環節，由于雨衰的大小與雨滴的直徑、雨滴的波長之間的比值存在著密切的關系，為此，在分析環節如果出現信號的波長比雨滴大時，則需要考慮散射衰減在其環節發揮的決定性作用。此外，無論發生的吸收作用或是散射作用，其作用效果都可能使得電波在傳播方向受到一定的影響，從而使得出現衰減現象；在這一環節，由于電磁波的波長與雨滴直徑之間的相關性直接影響到雨衰的作用效果，則會導致電磁波的波長與雨滴直徑之間的比值更接近。

1.3 雨衰對降雨噪聲的影響

在降雨過程中，還會產生由于對電磁波的吸收衰減，而導致對地球站產生熱噪聲。由于這種降雨噪聲被折合到接收天線輸入端，就會直接等效為天線的熱噪聲，并對接收信號的載噪比產生較大的影響。研究表明，這種接收信號的載噪比的變化與衰減量的大小之間呈現出密切的關系。且根據經驗得出，天線的仰角與降雨噪聲之間呈現反比關系，即天線的仰角越高，則產生的降雨噪聲影響就越小。這種比例產生的主要原因是，當電磁波穿過降雨的路徑較短時，則產生的衰減量就會降低。為此，在具體研究環節需要將兩者之間的變化相關性進一步明確。例如，當沒有產生雨衰時，則噪聲溫度不會出現變化；而當沒有產生波導損耗時，此時的噪聲溫度影響因素只與降雨衰減量密切相關。這是由于噪聲溫度的增加與接收系統的G/T值密切相關，其具體數值變化與接收信號的載噪比密切相關，同時，還對信號可用度產生一定的影響，其影響比重相對于降雨衰減變化更加明顯。

1.4 雨衰與去極化現象

前文主要針對降雨造成的電波衰減現象開展相關分析，同時好像要考慮其產生的去極化作用。為此，在分析降雨對電波的吸收性能與散射特性時，還需要將入射波的極化波面作為影響因素加以重點考慮。在分析去極化現象時，由于受空氣阻力的影響，雨滴的形狀會產生一定的形變，主要變成略微扁平的形狀。此時，雨滴的兩個軸向引起的衰減即微分衰減對單極化傳輸系統造成的影響幅度較小。但是，如果出現正交極化復用的雙極化傳輸系統作業時，則可能導致極化隔離度降低，從而進一步實現正交極化的信號之間的互相作用影響加大，并實現干擾性的加大。在分析這種降雨引起的去極化現象時，需要對線極化現象與圓極化現象產生的影響進行綜合分析。

2 降低南方Ku波段衛星通信雨衰措施分析

2.1 鏈路的備余量

在實現南方Ku波段抗雨衰策略分析時，必須實現某一具體區域的降雨衰減措施的有效落實。為此，在具體措施分析環節，需要開展長期的觀察測量，并對觀察測量的數據進行詳細的記錄，在基于長期連續的降雨實測數據分析基礎上，實現某一具體區域精確的降雨統計數據的獲取，并進一下對其特性詳細了解。最終，通過科學的實測數據，實現計算具體區域的降雨衰減。在實現上述環節的過程中，通過對降雨統計特性的補充完善，進一步提高降雨衰減真實情況分析的科學性。其中，鏈路的備余量策略分析是主要部分。鏈路的備余量常見于傳統通信鏈路設計當中，例如，在對干旱地區分析環節，可以利用鏈路余量實現系統可用度高標準的滿足。但是，在考慮高降雨地區的具體狀況時，該標準則表現出了一定的局限性，為此，表現在適當鏈路余量考慮基礎上，實現其他方法的綜合考慮。

2.2 利用功率控制實現措施科學性

基于南方Ku波段的衛星通信系統分析環節，還需要將地球站的科學技術進行重點研究，從而使通信系統的穩定性能進一步實現，并為提高其可靠性奠定基礎。此外，其穩定性與可靠性提高的同時，進一步實現衛星通信應用范圍的擴大化，從而實現衛星通信資源的有效利用和科學節約。

2.3 利用編碼技術進行措施分析

利用編碼技術以及降低速率的技術，可以實現南方Ku波段抗雨衰策略的合理性。在具體實施環節，當出現雨衰較大時，一般采用前向糾錯編碼技術實現傳輸出現的誤碼率大大降低。此外，通過減小編碼率實現網絡管理的科學化，并進一步實現全網自動功率控制系統建設的有序化，從而提高對抗降雨衰耗的有效性，并進一步降低其影響范圍。因此，在利用編碼技術進行措施分析時，必須采用自適應功率控制技術，進一步實現系統通信容量的有效提高，從而保證鏈路可靠性的高標準。在實現編碼技術進行措施分析時，還需要對其基本原理進行分析。其中，減碼率減小與獲得的編碼增益之間密切相關，且減小編碼率還會出現系統容量減小的情況。此外，在克服雨衰的影響方面，還可以通過對自適應速率降低技術的采用，來提高其應用的科學性。

2.4 空間分集技術的合理利用

南方地區由于常見多雨天氣且大部分地區的衛星仰角較低，且由于南方Ku波段性質的特殊性，則可能導致降雨衰減作用影響效果比較明顯。此外，采用空間分集技術能夠進一步實現對抗措施的有效性。這是一種很有效的辦法?？臻g分集技術的合理利用，其作業原理主要是利用降雨的空間分布不均勻特性開展的相關分析。其中，在相隔一定距離的兩個地點設置對應的地球站，從而利用兩個地球站實現信號的分集接收效果。該作業原理的實現，通過對鏈路降雨衰耗進行正確的計算，能夠進一步實現地球站的發射功率的有效調整，從而實現雨衰的動態補償。此外，利用先進的衛星系統實現衛星轉發器自適應功率控制的有序化，還能進一步實現雨衰對Ku波段衛星通信的影響降低。

3 結語

本文對Ku波段衛星通信中雨衰產生的機理進行了相關介紹，并在其機理認識基礎上進一步分析其對信道產生的影響作用。并基于研究分析基礎，提出了減少雨衰對Ku波段衛星通信的不利影響，從而提高其措施的可行性與科學性。

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