Die Hurrikansaison 2017 war eine für die Bücher. In diesem Jahr hat Nordamerika einige der größten und stärksten Hurrikane aller Zeiten in der aufgezeichneten Geschichte erlebt. Harvey, Irma und Maria schlugen zurück und verursachten einige der schlimmsten Zerstörungen, die die Welt je gesehen hat. Eine Sache, über die viele von uns wahrscheinlich während eines Hurrikans hinwegsehen, sind seine Auswirkungen auf die Satellitenkommunikation. Umweltfaktoren wie Niederschlag durch Hurrikane können zu einem herausfordernden Phänomen führen, das als Rain Fade bekannt ist.
Da immer mehr Konstellationen online gehen, wird eine zuverlässige Kommunikation zwischen Satelliten und Empfängern am Boden immer wichtiger. Regen verblassen können beeinträchtigen signal übertragung und empfang, und verursachen temporäre abbau in radio frequenz kommunikation.
Können erkunden Regen verblassen und die verschiedenen Methoden, die HF-Ingenieure verwenden können, um dies zu kompensieren form von atmosphärischen Störungen.
Das Phänomen des Rain Fade
Der Begriff „Rain Fade“ bezieht sich darauf, wie atmosphärische Bedingungen wie Regen, Schneeregen und Schnee Mikrowellensignale sowohl in der Satelliten- als auch in der terrestrischen Punkt-zu-Punkt-Kommunikation absorbieren und zum Pfadverlust beitragen können. Elektrische Stürme und große Wetterereignisse wie Hurrikane können auf die gleiche Weise erhebliche Störungen verursachen. Das Ergebnis dieser Absorption ist ein Verlust der Signalqualität und sogar ein Leistungsabfall (z. B. ein Satellitenfernsehsignal, das offline geschaltet wird). Rain Fade kann durch Niederschläge an den Uplink- oder Downlink-Standorten verursacht werden, aber auch schlechtes Wetter, das weit entfernt ist, kann immer noch zur Signalverschlechterung beitragen, wenn es im Übertragungsweg des Signals auftritt. Regen verblassen wird auch als regen Dämpfung bezeichnet.
Frequenzen über 11 GHz sind anfälliger für Rain Fade als niedrigere Frequenzen, wobei diejenigen im Ku- und insbesondere im Ka-Band am anfälligsten sind.
Regenausblendung durch Erhöhung der Sonnenausblendungsübertragungsleistung (und mehr) bekämpfen
Es gibt verschiedene Methoden zur Kompensation von Regenausblendungen. Einer der einfacheren Ansätze besteht darin, die Sendeleistung zu erhöhen, um den Verlust der Signalstärke auszugleichen. Dieser Ansatz wird als Uplink Power Control (UPC) bezeichnet. Moderne UPC-Systeme können Übertragungen überwachen und erkennen, wenn die Regenüberlagerung die Signalstärke stört, und die Leistungspegel automatisch anpassen, um dies zu kompensieren. Dies ist eine einfache und effektive Möglichkeit, die Auswirkungen von schlechtem Wetter auf ein Funksignal zu mildern.
Ein weiterer einfacher Ansatz zur Überwindung des Regenausfalls ist die Standortvielfalt. Diese Methode erfordert, dass der Satellit gleichzeitig eine Verbindung zu zwei oder mehr oberflächenbasierten Stationen herstellt und nicht nur zu einer. Wenn Niederschlag das Signal stört, an dem sich eine der Antennen befindet, wird das Signal immer noch an andere Stationen gesendet, die von diesen atmosphärischen Bedingungen nicht betroffen sind. Zusätzlich zur Standortvielfalt kann die Verwendung von Empfangsantennen, die größer sind als die normalen atmosphärischen Bedingungen, die Signalverschlechterung durch Regenverschwendung reduzieren.
Eine ausgefeiltere Methode zum Umgang mit regen verblassen in der Satellitenkommunikation ist adaptive Codierung und Modulation (ACM). Mit dieser Technik kann die Modulation einer Verbindung zwischen einem Satelliten und einer Antenne automatisch gesenkt werden, um Störungen durch atmosphärische Störungen zu kompensieren. Wenn sich das Wetter verbessert, erhöht die ACM-Technologie auch die Modulation wieder auf volle Kapazität. Die Verwendung von ACM ermöglicht einen maximalen Durchsatz bei gutem Wetter und gleichzeitig die Kommunikation bei Regen.
Ein zunehmendes Problem?
Wie Sie sehen können, gibt es mehrere bewährte Techniken zur Kompensation von Regenüberblendungen, und die richtige Technik hängt von den individuellen Umständen und Bedürfnissen jedes SATCOM-Systems ab. Aber die Tatsache bleibt, dass die unteren Bänder im Spektrum überlastet werden, und das lässt nirgendwo zu gehen, aber bis in die höheren Frequenzen, wo regen verblassen Kompensation wird schwieriger.
Da in Zukunft immer mehr Ka-Band-Systeme online gehen, ist es wahrscheinlich, dass das Verblassen von Regen zu einem zunehmenden Problem wird, und nach den großen Hurrikanen in den USA und in der Karibik ist es für HF-Ingenieure sinnvoll, die Herausforderungen des rauen Wetters proaktiv anzugehen, nicht nur durch den Schutz der physischen HF-Infrastruktur, sondern auch der Signale, die sie senden und empfangen.
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