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        Ku頻段衛(wèi)星雨衰計(jì)算及自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2012-10-20 02:27:40秦宏偉
        無線電通信技術(shù) 2012年1期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)影響

        羅 靜,秦宏偉,洪 軍

        (中國人民解放軍63886部隊(duì),河南 洛陽 471003)

        0 引言

        對(duì)流層對(duì)衛(wèi)星通信鏈路的影響主要表現(xiàn)為吸收衰減,對(duì)流層中的水蒸氣對(duì)2 GHz以上的信號(hào)損傷較大,且隨頻率增加而影響加劇。Ku頻段除了對(duì)水蒸氣吸收敏感外,對(duì)對(duì)流層中的塵埃也較為敏感。隨著Ku頻段衛(wèi)星的使用,雨衰對(duì)衛(wèi)星傳輸?shù)挠绊懸殉蔀樾l(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用過程中的重要影響因素。

        1 雨衰的產(chǎn)生及影響

        1.1 雨衰的產(chǎn)生

        電磁信號(hào)穿過對(duì)流層時(shí),其能量會(huì)因雨、雪、云、霧的吸收和散射而受到衰耗,散射還能導(dǎo)致大范圍無線電干擾,并對(duì)電磁波存在去極化效應(yīng),稱這些衰減和干擾為雨衰。雨衰的程度因信號(hào)頻率,雨雪的大小及信號(hào)穿過雨雪區(qū)的路程長短而不同。

        1.2 雨衰的影響

        雨衰呈現(xiàn)非選擇性和緩慢的時(shí)變特性,是導(dǎo)致信號(hào)劣化,影響系統(tǒng)可用性的主要因素。雨衰的大小與雨滴直徑和波長的比值有著密切的關(guān)系,當(dāng)信號(hào)的波長比雨滴大時(shí),散射衰減起決定作用。當(dāng)電磁波的波長比雨滴小時(shí),吸收損耗起決定作用。對(duì)于10 GHz以上的電磁波,隨著電磁波波長的減小,雨衰的影響越大,大雨和暴雨對(duì)電磁波的衰減要比小雨大得多。Ku波段頻率較高,其波長與直徑為數(shù)毫米的雨滴有一定的可比性,中雨(雨量為4 mm/h)以上的降雨引起的衰耗相當(dāng)嚴(yán)重。同樣仰角和雨區(qū)高度,大雨(16 mm/h)時(shí),Ku波段上、下鏈路的衰耗可分別達(dá)到11 dB、7.5 dB以上;暴雨(雨量為100 mm/h)時(shí),上、下鏈路的衰耗分別可超過16 dB、10 dB。

        1.3 降雨噪聲

        降雨引起的對(duì)電磁波的吸收衰減也會(huì)對(duì)地球站產(chǎn)生熱噪聲影響,這種降雨噪聲折合到接收天線輸入端就等效為天線熱噪聲,對(duì)接收信號(hào)的載噪比有很大的影響,這種影響與衰減量的大小和天線結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每衰減0.1 dB,噪聲溫度增加約6.7 K。一般情況下,天線的仰角越高,降雨噪聲的影響越小。這是因?yàn)殡姶挪ù┻^降雨路徑較短,衰減量就小一些。由于噪聲溫度的增加直接影響到接收系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)(G/T)值,也就是直接影響到接收信號(hào)的載噪比,對(duì)信號(hào)可用度的影響甚至比降雨衰減更明顯,在鏈路計(jì)算時(shí)必須考慮其影響。

        1.4 去極化現(xiàn)象

        事實(shí)上,降雨不僅會(huì)衰減電磁波,還會(huì)產(chǎn)生去極化作用,所以降雨對(duì)電磁波的吸收和散射特性也與入射波的極化波面有關(guān)。由于空氣阻力會(huì)使雨滴變成略微扁平的形狀,在雨滴的2個(gè)軸向引起的衰減稱為微分衰減,相位移稱為微分相移。這種現(xiàn)象對(duì)單極化傳輸系統(tǒng)影響并不大,但對(duì)于正交極化復(fù)用的雙極化傳輸系統(tǒng),會(huì)造成極化隔離度降低,導(dǎo)致正交極化的信號(hào)互相干擾加大。這種降雨引起的去極化現(xiàn)象,對(duì)線極化和圓極化都有影響。

        2 雨衰的計(jì)算

        衛(wèi)星通信鏈路的降雨衰減可以由許多方法來估計(jì),其中最為常用的一種方法為ITU-R降雨衰減的推測(cè)方法。在1982年的研究中,國際電信聯(lián)盟ITU(原國際無線電咨詢委員會(huì)CCIR)推薦了一個(gè)預(yù)測(cè)降雨衰減的模型,其核心是采用了“等效路徑長度”的概念,即將降雨的非均勻性進(jìn)行均勻化而引進(jìn)能起等效作用的縮短因子,使得縮短了的路徑長度乘以單位路徑衰減(衰減率)就是實(shí)際測(cè)量的降雨衰減。雨衰量估算步驟大致為:估算降雨高度并求出電波穿越雨區(qū)的斜距,查出當(dāng)?shù)氐慕涤陱?qiáng)度并據(jù)此求得單位路程的雨衰率,由電波穿越雨區(qū)的水平距離和降雨強(qiáng)度算出路程縮短因子,雨衰率、斜距和縮短因子的乘積即為所求的雨衰量。

        ITU-R雨衰預(yù)報(bào)模型所需要的參數(shù)歸結(jié)如下:

        R0.01:當(dāng)?shù)仄骄?.01%時(shí)間概率的降雨率;hs:地面站海拔高度;φ1:衛(wèi)星所定點(diǎn)的經(jīng)度;φ2:地面站的經(jīng)度;θ:天線仰角;φ:地面站緯度;f:工作頻率;Re:地球等效半徑(8500 km)。

        第1步:計(jì)算雨頂高度:

        第2步:計(jì)算雨頂下斜路徑長度,如圖1所示。

        圖1 地-空斜路徑降雨衰減計(jì)算示意圖

        第3步:計(jì)算斜路徑的水平投影:

        第4步:獲得一般年份0.01%的時(shí)間里的降雨率R0.01(mm/h),并計(jì)算0.01%時(shí)間概率點(diǎn)的衰減率:

        式中,k和α的具體計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)4。

        第5步:計(jì)算0.01%時(shí)間概率的水平縮短因子:

        第6步:計(jì)算0.01%時(shí)間概率的垂直因子:

        式中,LR為調(diào)整穿越降雨路徑長度。

        最終可得垂直調(diào)整因子為:

        第7步:計(jì)算有效路徑長度:

        第8步:計(jì)算0.01%時(shí)間概率降雨衰減:

        第9步:預(yù)測(cè)時(shí)間概率為0.001% ~5%的降雨衰減:

        如果P≥1,則β=0;若P <1,則有:

        通過以上步驟對(duì)洛陽站和石家莊站的雨衰情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。假設(shè)使用衛(wèi)星為鑫諾一號(hào);洛陽站經(jīng)度112.38E、緯度34.7N,接收頻率12.5 GHz;石家莊站經(jīng)度114.47E、緯度38.07N,接收頻率12.5 GHz,洛陽所在雨區(qū)為K區(qū),石家莊所在雨區(qū)為H區(qū),則地球站可用度與雨衰的對(duì)照情況分別如表1和表2所示。其中,AV(av.yr.):可用度(%平均年);AV(w.m.):(%最壞月);ATTN:雨衰值(dB);XPD:交叉極化隔離度;DT(av.yr.):中斷小時(shí)(平均年);DT(w.m.):中斷小時(shí)(最壞月)。

        表1 洛陽站下行鏈路可用度與雨衰對(duì)照情況表

        表2 石家莊站下行鏈路可用度與雨衰對(duì)照情況表

        3 Ku頻段衛(wèi)星鏈路自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        為了更好地研究降雨對(duì)衛(wèi)星鏈路傳輸質(zhì)量的影響,進(jìn)行衛(wèi)星信號(hào)的長期觀測(cè)是非常必要的,研究信號(hào)的長期以及短時(shí)間間隔的變化特性,可通過實(shí)驗(yàn)掌握雨衰的變化規(guī)律從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雨衰的有效補(bǔ)償。為了研究衛(wèi)星通信鏈路特性,設(shè)計(jì)了Ku頻段衛(wèi)星鏈路傳輸特性自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。

        3.1 自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的基本組成

        自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)由天線、室外單元(ODU)、室內(nèi)單元(IDU)、頻譜分析儀、雨量儀以及個(gè)人計(jì)算機(jī)組成。計(jì)算機(jī)通過GP-IB對(duì)頻譜分析儀和數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行控制,連續(xù)讀取頻譜分析儀上衛(wèi)星信號(hào)的電平值和雨量值,并把讀取的數(shù)據(jù)保存到計(jì)算機(jī)硬盤上。通過觀測(cè)接收到的信號(hào)電平值的變化情況以及雨量值,可以得出衛(wèi)星傳輸鏈路在晴天和雨天等不同條件下的變化特性,其基本組成如圖2所示。

        圖2 自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)組成圖

        3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)頻譜分析儀的自動(dòng)控制,采用GP-IB接口技術(shù)。GP-IB有專門的輸入、輸出控制命令,而頻譜分析儀也有自己專有的控制命令。計(jì)算機(jī)通過GP-IB的輸出命令,向頻譜分析儀發(fā)送頻譜的內(nèi)部命令,然后通過GP-IB的輸入命令把需要的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī),其程序流程圖如圖3所示。

        圖3 程序流程圖

        4 結(jié)束語

        對(duì)ITU-R降雨衰減的推測(cè)方法進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上提出了Ku頻段衛(wèi)星鏈路傳輸特性自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,在后續(xù)工作中將對(duì)此設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn),對(duì)Ku頻段衛(wèi)星鏈路傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)分析,為地球站提供可靠依據(jù)。

        [1]謝德芳,翁木云,郭興陽.Ku頻段衛(wèi)星上行鏈路環(huán)功率控制算法研究[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科版),2002,3(1):39-42.

        [2]郝學(xué)坤,張小來,李文鐸.衛(wèi)星通信鏈路中的雨衰動(dòng)態(tài)特性分析[J].信息技術(shù),2004,28(6):146-158.

        [3]王成元,徐慨,任佳.衛(wèi)星鏈路降雨衰減的測(cè)量及頻率換算[J].無線通信技術(shù),2010,19(2):27-30.

        [4]張俊祥,崔愛紅,梁翼生.降雨對(duì)衛(wèi)星鏈路的影響分析[J].無線電工程,2005,35(12):11-13.

        [5]楊云年.降雨對(duì)Ku波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的影響極其對(duì)抗措施[J].通訊世界,1998(48):32-34.

        [6]余英,張瑞芝.太陽活動(dòng)及雨衰對(duì)衛(wèi)星通信的影響和改善措施[C]//全國廣播電影電視系統(tǒng)首屆中青年優(yōu)秀科技論文集,2001:150-154.

        [7]王成元,徐慨,袁林.一種自適應(yīng)編碼調(diào)制抗雨衰對(duì)策的研究[J].無線通信技術(shù),2010,36(4):45-47.

        [8]舒暢,周坡.基于離散降雨衰耗狀態(tài)的衛(wèi)星信道模型[J].指揮控制與仿真,2007(4):48-51.

        [9]王艷嶺,達(dá)新宇.ka頻段衛(wèi)星通信分集和自適應(yīng)抗雨衰技術(shù)[J].電訊技術(shù),2010,50(9):125-131.

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