探討雨雪衰對廣播電視衛星傳輸的影響與措施

馬剛

摘要：在本文前期，筆者首先對雨雪衰的形成原因做了簡要的分析，并根據相關資料，對如何降低雨雪衰對衛星信號傳輸所產生的不利影響而提出的幾點相對措施，僅供參考。

關鍵詞：雨衰 雪衰 衛星信號傳輸 影響 措施

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?；┻^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。