La saison des ouragans 2017 en a été une pour les livres. Cette année, l’Amérique du Nord a connu certains des ouragans les plus importants et les plus puissants JAMAIS enregistrés dans l’histoire. Harvey, Irma et Maria ont riposté, dos à dos, dos à dos, provoquant certaines des pires destructions que le monde ait jamais connues. Une chose que beaucoup d’entre nous regardent probablement pendant un ouragan est son impact sur les communications par satellite. Des facteurs environnementaux, tels que les précipitations causées par les ouragans, peuvent entraîner un phénomène difficile connu sous le nom de pluie.
Au fur et à mesure que de plus en plus de constellations seront mises en ligne, une communication fiable entre satellites et récepteurs au sol deviendra de plus en plus importante. La pluie peut altérer la transmission et la réception du signal et provoquer une dégradation temporaire des communications par radiofréquence.
Permet d’explorer la pluie et les différentes méthodes que les ingénieurs RF peuvent utiliser pour compenser cette forme d’interférence atmosphérique.
Le phénomène de décoloration de la pluie
Le terme « décoloration de la pluie » s’applique à la façon dont les conditions atmosphériques telles que la pluie, le grésil et la neige peuvent absorber les signaux de portée micro-ondes dans les communications point à point par satellite et terrestre et contribuer à la perte de trajectoire. Les tempêtes électriques et les événements météorologiques majeurs tels que les ouragans peuvent également causer des interférences importantes de la même manière. Le résultat de cette absorption est une perte de qualité du signal et même une baisse de service (par exemple, un signal de télévision par satellite hors ligne). La décoloration de la pluie peut être causée par des précipitations sur les sites de liaison montante ou descendante, mais même le mauvais temps lointain peut encore contribuer à la dégradation du signal s’il se produit sur le chemin de transmission du signal. La décoloration de la pluie est également appelée atténuation de la pluie.
Les fréquences supérieures à 11 GHz sont plus vulnérables à la décoloration de la pluie que les fréquences inférieures, celles des bandes Ku et en particulier Ka étant les plus sensibles.
Combattez la décoloration de la pluie en augmentant la Puissance de transmission de la décoloration du Soleil (et plus encore)
Il existe plusieurs méthodes différentes pour la compensation de la décoloration de la pluie. L’une des approches les plus simples consiste à augmenter la puissance d’émission pour compenser la perte de puissance du signal. Cette approche est appelée Contrôle de puissance de liaison montante (UPC). Les systèmes UPC modernes peuvent surveiller les transmissions et détecter lorsque la pluie interfère avec la force du signal, et ajuster automatiquement les niveaux de puissance pour compenser. C’est un moyen simple et efficace d’atténuer les effets des intempéries sur un signal radio, mais il n’est pas toujours approprié s’il y a une disponibilité d’énergie limitée.
Une autre approche simple pour surmonter la disparition de la pluie est la diversité des sites. Cette méthode nécessite que le satellite se connecte à deux stations de surface ou plus en même temps, plutôt qu’à une seule. Si la précipitation interfère avec le signal où se trouve l’une des antennes, le signal est toujours envoyé vers d’autres stations non affectées par ces conditions atmosphériques. En plus de la diversité des sites, l’utilisation d’antennes de réception plus grandes que les conditions atmosphériques normales peut réduire la dégradation du signal causée par la décoloration de la pluie.
Le codage et la modulation adaptatifs (ACM) sont une méthode plus sophistiquée pour traiter l’atténuation de la pluie dans les communications par satellite. Grâce à cette technique, la modulation d’une liaison entre un satellite et une antenne peut être abaissée automatiquement pour compenser les interférences causées par les interférences atmosphériques. Lorsque le temps s’améliore, la technologie ACM augmentera également la modulation jusqu’à sa pleine capacité. L’utilisation d’ACM permet un débit maximal par beau temps, tout en maintenant les communications lorsque la pluie s’estompe.
Un Problème croissant?
Comme vous pouvez le voir, il existe de multiples techniques éprouvées pour la compensation de la décoloration de la pluie, et la bonne technique dépendra des circonstances et des besoins uniques de chaque système SATCOM. Mais il n’en reste pas moins que les bandes inférieures du spectre sont de plus en plus encombrées, ce qui ne laisse nulle part où aller, sauf dans les fréquences supérieures, où la compensation de la décoloration de la pluie devient plus difficile.
À mesure que de plus en plus de systèmes en bande Ka seront mis en ligne à l’avenir, il est probable que la pluie deviendra un problème croissant, et à la suite des ouragans majeurs aux États-Unis et dans les Caraïbes, il est logique que les ingénieurs RF adoptent une approche proactive face aux défis des conditions météorologiques difficiles, non seulement en protégeant l’infrastructure RF physique, mais également les signaux qu’ils transmettent et reçoivent.
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