La temporada de huracanes 2017 ha sido una para los libros. Este año, América del Norte ha experimentado algunos de los huracanes más grandes y fuertes JAMÁS registrados en la historia. Harvey, Irma y María golpearon de espaldas, de espaldas, de espaldas, causando la peor destrucción que el mundo haya visto jamás. Una cosa que muchos de nosotros probablemente miramos durante un huracán es su impacto en las comunicaciones por satélite. Los factores ambientales, como la precipitación de huracanes, pueden llevar a un fenómeno desafiante conocido como desvanecimiento de la lluvia.
A medida que más y más constelaciones se conecten en línea, la comunicación fiable entre satélites y receptores en tierra será cada vez más importante. El desvanecimiento de la lluvia puede afectar la transmisión y recepción de la señal y causar una degradación temporal en las comunicaciones por radiofrecuencia.
Exploremos el desvanecimiento de la lluvia y los diferentes métodos que los ingenieros de RF pueden usar para compensar esta forma de interferencia atmosférica.
El fenómeno de desvanecimiento de la lluvia
El término «desvanecimiento de la lluvia» se aplica a la forma en que las condiciones atmosféricas, como la lluvia, el aguanieve y la nieve, pueden absorber las señales de alcance de microondas en las comunicaciones punto a punto satelitales y terrestres, y contribuir a la pérdida de trayectoria. Las tormentas eléctricas y los eventos climáticos importantes, como los huracanes, también pueden causar interferencias significativas de la misma manera. El resultado de esta absorción es una pérdida de calidad de la señal e incluso una caída en el servicio (por ejemplo, una señal de TV vía satélite que se desconecta). El desvanecimiento de la lluvia puede ser causado por la precipitación en los sitios de enlace ascendente o descendente, pero incluso el mal tiempo que está lejos puede contribuir a la degradación de la señal si ocurre en la ruta de transmisión de la señal. El desvanecimiento de lluvia también se conoce como atenuación de lluvia.
Las frecuencias por encima de 11 GHz son más vulnerables al desvanecimiento de la lluvia que las frecuencias más bajas, siendo las de las bandas Ku y particularmente Ka las más susceptibles.
Combata el Desvanecimiento de la lluvia aumentando la Potencia de transmisión del desvanecimiento del Sol (y más)
Hay varios métodos diferentes para compensar el desvanecimiento de la lluvia. Uno de los enfoques más simples implica aumentar la potencia de transmisión para compensar la pérdida de intensidad de la señal. Este enfoque se denomina Control de Potencia de Enlace Ascendente (UPC). Los modernos sistemas UPC pueden monitorear transmisiones y detectar cuando el desvanecimiento de la lluvia interfiere con la intensidad de la señal, y ajustar los niveles de potencia automáticamente para compensarlos. Esta es una forma sencilla y eficaz de mitigar los efectos de las inclemencias del tiempo en una señal de radio, pero no siempre es adecuada si hay disponibilidad de energía limitada.
Otro enfoque sencillo para superar el desvanecimiento de la lluvia es la diversidad del sitio. Este método requiere que el satélite se conecte a dos o más estaciones terrestres al mismo tiempo, en lugar de solo una. Si la precipitación interfiere con la señal donde se encuentra una de las antenas, la señal todavía se envía a otras estaciones que no se ven afectadas por estas condiciones atmosféricas. Además de la diversidad del sitio, el uso de antenas receptoras que son más grandes de lo que requieren las condiciones atmosféricas normales puede reducir la cantidad de degradación de la señal causada por el desvanecimiento de la lluvia.
Un método más sofisticado para lidiar con el desvanecimiento de la lluvia en las comunicaciones por satélite es la codificación y modulación adaptativa (ACM). Usando esta técnica, la modulación de un enlace entre un satélite y una antena se puede reducir automáticamente para compensar la interferencia causada por la interferencia atmosférica. Cuando el clima mejora, la tecnología ACM también elevará la modulación a su capacidad máxima. El uso de ACM permite un rendimiento máximo cuando hace buen tiempo, al tiempo que mantiene las comunicaciones cuando la lluvia se desvanece.
Un Problema Creciente?
Como puede ver, hay múltiples técnicas probadas para la compensación de desvanecimiento de lluvia, y la técnica correcta dependerá de las circunstancias y necesidades únicas de cada sistema SATCOM. Pero el hecho es que las bandas más bajas en el espectro se están congestionando, y eso no deja lugar a donde ir sino a las frecuencias más altas, donde la compensación de desvanecimiento de lluvia se vuelve más desafiante.
A medida que más sistemas de banda Ka se conecten en el futuro, es probable que el desvanecimiento de la lluvia se convierta en un problema cada vez mayor, y a raíz de los grandes huracanes en los EE.UU. y el Caribe, tiene sentido que los ingenieros de RF adopten un enfoque proactivo ante los desafíos del clima severo, no solo protegiendo la infraestructura física de RF, sino también las señales que transmiten y reciben.
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