探討雨雪衰對廣播電視衛星傳輸的影響與措施

馬剛 新疆維吾爾自治區廣播電影電視局652臺

一、前言

衛星通信的優勢在于覆蓋面相對較廣、可傳輸較遠的距離。因此，在最近幾年中，衛星通信的發展迅猛無比，應用已走進千家萬戶。當前，現代通信應用最為普遍的技術手段就是衛星信號通信，其傳輸質量與大氣層中雨和雪致衰減有著重要聯系。經過調查可知，影響衛星信號傳輸質量因素有很多。譬如：通信信號相互之間的干擾、電離層的閃爍、宇宙噪聲以及大氣層中某些微粒的吸收等。其中，最為常見的就是在大氣層中的雨衰和雪衰的作用下，導致衛星信號信噪比下降的情況。因此，一定要分析出雨衰和雪衰的形成原因，并總結出它的一般規律。只有這樣做，才可以真正地解決并預防此類事件的發生。

二、雨、雪衰的形成原因以及一般規律

電磁的信號在穿過對流層時，其能量就會因雨雪等吸收和散射而衰耗一部分。而電磁信號的頻率是造成衰耗的程度的主要因素。隨著降雨頻率的增高，由于信號而引發的衰減會導致雨量增大，從而加大傳播路徑。在一般情況下，大雨所造成的雨量，不會對C波段的衛星造成過大的影響。但在實際過程中，大雨一定會衰減電磁波，同時隨之而來的還有一定程度的去極化的作用。空氣的阻力還可以將雨滴的形狀由雨滴狀變化為有些扁平的形狀，從而實現改變雨滴的形狀。且隨著雨滴的增大，雨滴的變形程度越加明顯度。

傳統上來說，與雨衰的定義相似，降雪量的多少就是衡量雪衰造成的衰耗是否符合要求的標準。但是此衡量標準的準確性是很低的。據實際的經驗可知，只有在暴雪情況下，降雪才會對Ku波段以及Ku以下頻段的衛星信號產生較為明顯的降耗，而一般情況下是不會產生明顯能耗的。但在化雪階段，C波段以及Ku頻段的衛星信號傳輸都會受到較為明顯的影響。所以，無論對上行站還是下行站而言，可以采取相關措施來靈活地預防這一現象。

三、減小雨衰對衛星信號傳輸的不利影響的相應措施

在進行雨衰補償過程中，其決定因素就是衛星傳輸的路徑和衛星傳輸的特點。如果將其分成三個環節。第一個環節就是在上行站中，補償雨衰所造成的損耗。接著就是利用衛星轉發器，補償上行站階段部分雨衰所造成的損耗。最后一個環節就是在下行站中，提前預留特定的雨衰備余量，從而最大程度地較少雨衰帶來的損失。

（一）補償上行站的雨衰。在上行站上，補償雨衰的主要措施就是降雨時，利用線性增大上行站的EIRP的手段，來實現上行信號通量的密度達到飽和，從而維持相對穩定。這樣做，可以使到達衛星轉發器中的信號在特定的天氣條件下，絲毫不會受到降雨的任何影響和制約。

在補償C波段的雨衰時，只有在大暴雨等極端天氣下，C波段的衛星信號傳輸才會產生較為明顯的雨衰影響。所以在進行相應的系統配置的時候，不需要將雨衰的問題考慮在未來可滿足可用度的需求。但一旦身處大暴雨發生較為頻繁的區域，C波段完成上行站的保護和回退后，仍需要具備四至六dB 的上行功率。

（二）利用衛星轉發器實現補償。在當下這個國際背景下，較為先進的 Ku波段的直播衛星、通信衛星都可以補償上行站的雨衰。在上行站中，此類通信系統一般能夠將可補償的雨衰分成兩種。一種是利用衛星轉發器來實現補償的。另一種是通過上行站來完成補償的。上行站所具備的補償能力是有限的，一旦雨衰超過了這個值，衛星轉發器就會派上用場，及時地增益輸入，從而完成雨衰進一步補償。除此之外，應用這種補償雨衰的方式，可以有效地提高補償雨衰的范圍，同時還可以提高Ka波段的衛星可用度。

四、減小雪衰對衛星信號傳輸的不利影響的相應措施

根據分析雪衰的形成原因，可以得出結論：化雪的過程是雪衰的主要的發生階段。化雪過程，同時還會嚴重危害衛星信號傳輸。因此，在我國的北方地區，一定要采取有效的措施來預防雪衰影響衛星信號的傳輸。那些接受信號的小站，一定要在化雪前，第一時間將主發射面上的積雪清掃干凈。只有這樣做，才可以最大程度地預防雪衰現象。在上行站，克服由于雪衰而產生的影響主要可以分成兩個方面，首先是饋源除雪，另一方面就是主反射面的除雪。在當下，最為普遍的除雪方式就是饋源除雪。饋源除雪就是利用饋源口吹送熱風來實現化雪的，從而最大程度地較少雪衰帶來的影響。這種方式的優勢在于簡單、易行，且而價格較為便宜。因此，我國的很多廠家普遍應用饋源除雪這種能力。

主反射面除雪的具體措施就是利用反射面背面安裝加熱氣囊。但是應該注意的是此除雪方式一般都需要的成本較高，所以在現階段國內采用較少。大量實踐經驗表明，現階段最為簡單的一個化學方式就是在化雪初期，利用高壓水龍沖刷反射面上的積雪。整個過程所需時間很短，但雪塊的滑落速度十分快，所以一般不會影響噪聲的溫度。因此，在北京地區，這種方式應用較多。

結束語：總而言之，衛星通信的優勢在于，其覆蓋面相對較廣、可傳輸較遠的距離。因此，在最近幾年來，其發展迅猛無比，應用已走進千家萬戶。當前，現代通信中，最為普遍應用的技術手段就是衛星通信，其質量與大氣層中雨和雪致衰減有著重要聯系。一般來說，雨雪衰和沙塵會嚴重影響衛星信號的傳輸，此影響是不容忽視的。面對Ku以上的波段衛星傳輸，一定要必須要采取特定的措施來克服。在特殊的區域或者是特定的C波段地面站，雨雪衰的影響也是不能忽視的。雨雪衰雖然很有可能會產生較為嚴重的影響，但只要所采取集科學與有效于一身的措施，就可以最大可能性地降低其給衛星信號傳輸帶來的影響。