卫星通信课件第4章卫星链路设计
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为规划适当的链路裕量，需要计算对一给定时间百分 比预测的降雨衰减
预估计雨衰减的方法
➢ 物理方法：路径衰减是路径沿线上遇到的雨点所造成的单 个降雨衰减增量的一个积分；
➢ 预测模型：计算雨中有效路径长度Leff的半经验近似方法， 在这个有效路径上假设降雨率不变。
预测模型主要有三个步骤：
➢确定所关心的时间百分比内的降雨强度；
• 温带纬度范围内仰角接近30o的路径上于30GHz频率附近的云 层衰减的典型值在1dB~2dB之间；
大气损耗和噪声La
太阳噪声、宇宙噪声 地球噪声、人为噪声
N0
接收天线指向损失[LRP]
1 星地传输方程
接收功率通量密度
➢全向天线下
通量密度
Pfd
PT
4 d 2
, (W/m2 )
➢方向性天线下
• 通量密度
Pfd
PTGT
4 d 2
, (W/m2 )
Pfd EIPR 10log(4 d 2 ), (dBW/m2 )
平方频率变化法则
A(E2 ) csc(E2 )
假设同一条路径上在f1 GHz和f2 GHz频率上测得的衰减为A(f1 )和
A(f2
)则它们有如下近似关系：A( A(
f1) f2)
( (
f1)2 f2 )2
这个公式建立起了长期统计值之间的联系，它不能用于链路上的短
期频率变化或是靠近任何共振吸收线的频率。
• 从雨衰产生的机理可以得到雨衰减大小与雨滴半径和波长比 值有密切的关系，当电波的波长可以和雨滴的尺寸相比拟时 ，将引起雨滴共振，产生最大的雨衰。
2 传播效应——与水汽凝结有关
雨衰估计
降雨率超过R的百分比时间 100
10
1 P 0.1
0.01
0.001
0
R(P)
R(mm/h)
雨衰超过A的百分比时间 100
通信卫星在外层； 进入外层大气分子容 易逃逸地球进入太空
电离 层
太阳 卫星
气体电离、反射无线 电波、产生北极光
降雨 云
去极 化 衰减
进入地球大气的流 行在本层基本燃尽
其中的臭氧层吸收 紫外线使本层升温
天气现象(风雨等)
气体
天空 噪 声辐 射
折射 效应
降雨
融化 层
2 传播效应
许多现象都会导致通过地球大气层传输时的信号损耗，包括：
EIPR(dBW)
GR
(dB)
20
log
4 d
路径损耗
Lf
20
log10
4 d
32.45 20 log10
f (MHz) 20 log10 d (Km)，(dB
PR
=
EIRP GR Lf
,W
PR EIRP GR Lf ,dBW
1 星地传输方程
传输方程 ➢有附加损耗的传输方程
• 右侧喇叭天线的取向使得 电矢量被水平极化
2 传播效应——与水汽凝结有关
V：垂直极化 H：水平极化 V极化和H极化的发射电场矢量的复矢 量振幅分别为a和b，且a和b相等。
晴天：矢量a、b分别在接收天 线处引起振幅为ac和bc的共极化 波； 传输媒质中存在着非对称雨或冰 晶微粒：矢量a、b中的有些能量 将会耦合到交叉极化分量场上， 在接收天线处引起振幅为ax和bx 的交叉极化波。
➢ 平方变化率法则：在约10GHz~50GHz之间，单位为分 贝的衰减随频率的平方成比例变化。
余割csc(θ)=1/sin(θ)
2 传播效应——与水汽凝结有关
余割法则： （仰角小于10o这个法则不成立）
从同一地点出发，在相同频率上仰角E1 和E2 方向上的衰减（以分贝
为单位）有如下近似关系： A(E1) csc(E1)
➢ 共振吸收峰：在某些频率上 ，会发生共振吸收并且可能 导致严重的衰减。
2 传播效应——与水汽凝结无关
云层衰减
➢ 云对于某些Ka频段路径和所有V频段系统来说，都是一个重 要的因素；
➢ 对云层衰减进行建模的困难在于云有许多种类并且可能存在 于许多层上，每一种类都有着一个不同的出现频率；
➢ 对充水云而言：
第4章 卫星链路设计
❖星地传输方程
❖卫星通信系统中的传播效应
❖卫星移动系统信道模型
❖系统噪声温度
❖链路预算
星间链路
上行链路
下行链路
上行地球站
下行地球站
1 星地传输方程
传输方程：描述发送地球站发送的射频功率与接收地
球站接收到的射频功率、传输频率和发射机到接收机
距离间的关系
调制 器
发射系统
上变 频器
PT
0.55
2
1
1 H f1 , f2 , A1
f 2 f1
2 传播效应——与水汽凝结有关
去极化：能量从有用信道（即共极化）到无用信道（即交叉极化） 信道的转移
• 降雨也是引起去极化的一个主要原因。
去极化引起的衰减：电磁波与大气中的各自组成成分间的相互作用
• 包括自由电子、离子、中性原子、分子和水汽凝结体
Lf 20log 4 d 196.52dB
地球站接收机输入端的载波接收功率为
PR EIPR GR Lf LTFL 102.82dBW
2 传播效应
卫星与地面间信号传播路径Βιβλιοθήκη 外层 (散逸层) (自由空间)
约800km
暖层 (电离层)
80-85km 50km
7-11km
中间层
平流层 对流层
XPIV = ac/bx or XPIV = 20 lg |ac/bx | dB XPIH = bc/ax or XPIH = 20 lg |bc/ax | dB • 交叉极化分辨力，即XPD (Cross-Polarization Discrimination):
XPDV = ac/ax XPDH = bc/bx
or XPIV = 20 lg |ac/ax | dB or XPIH = 20 lg |bc/bx | dB
2 传播效应——与水汽凝结有关
冰晶去极化
➢ 在高仰角和10GHz以下频率上，冰晶去极化是很少出现的现象。 ➢ 在低仰角路径，特别是高于30GHz的频率上，冰晶去极化是非常
重要的影响。
雨对天线噪声的影响
2 传播效应——与水汽凝结有关
单位衰减与降雨率R 之间的关系
R k (R0.01) dB / km
R的下标0.01表示一般年份0.01%的时间内测得的降雨率， 0.01%是大 多数模型的一个典型的输入时间百分比；参数k和a随频率而定。
降雨率：雨下落的速率
➢ 是影响卫星链路设计最重要的因素；
➢ 由一个累积概率分布或累积分布
R 0.6103 D3V (D)N (D)dD mm / h
2 传播效应——与水汽凝结有关
雨衰预测 在已有某地长期衰减数据的前提下：将测量结果按比例
换算到另一频率或仰角，将比从降雨率数据预测新的频率或 仰角上的路径衰减要更准确一些
经验法则
➢ 余割法则：假设降雨率不变且地球是平的，则以分贝为 单位的路径衰减与仰角有一个比例关系；
函数(cdf)来描述：通常指超过率 曲线
• 给出降雨率超过某一给定值（通 常是一年）的时间百分比；
• 每年趋势相似，但具体衰减变化 很大；
可以用如下多年测得的平均值 作为长期统计资料： 降雨气候图；不精确 超过率等值图。
在ITU站点上定期更新。
2 传播效应——与水汽凝结有关
降雨衰减和去极化的发生：
ITU-R雨衰长期频率变化
∙ ITU-R 雨衰长期频率变化：若 A1 和 A2 分别为 f1（GHz）和 f2（GHz）频率上的等概
率降雨衰减值，单位为 dB，则两者有如下关系：
A A
f
f2
1104 f 2
H
f1,
f2 ,
A1
1.12 103
f2 f1
0.5
f1
A1
PR (dBW) EIPR(dBW) GR (dB) Lf dB L dB
1 星地传输方程
例4：已知IS-IV号卫星作点波束1872路运用时，其有效全向辐射 功率EIPR=34.2 dBW，接收天线的增益 =60.0 dBi。接收馈线损 耗 =0.5 dB，其他损耗忽略时，试计算地球站接收机输入端的载 波接收功率 。 解：若下行链路工作频率为4 GHz，距离d=40000km ，下行链 路自由空间传播损耗为
➢与水汽凝结有关
➢与水汽凝结无关
•降雨衰减
•大气吸收
•雨和冰晶去极化
•云层衰减
•对流层闪烁
•法拉第旋转
•电离层闪烁
➢除了电离层效应以外，几乎所有的传播效应都随频率的升高
而越来越剧烈 传播损耗
物理原因
主要影响对象
衰减和太空噪声的增加 信号去极化 折射、大气层多径
大气层中的大气、云、雨 降雨、冰晶 大气层中的大气
➢ 雨点将入射的能量吸收一部分，同时散射一部分。
雨点尺寸分布的数学描述：
N (D) N0e(D/Dm )mm1m3
其中 Dm 为雨点直径中值， N(D) dD 为每立方米中直径在 D 与 D+dD mm 间的雨点数。
降雨率R：与N(D)、以米每秒为单位的雨点下落终端速度
V(D)和雨点直径D有如下关系：
➢ 噪声温度升高值： Tb 280(1 e A/4.34 ) K
其中A（dB）为降雨衰减，而280 K是降雨媒质一个单位为K的有效温 度，273-290 K间的值都可用，取决于是寒带或是热带气候。
2 传播效应——与水汽凝结无关
大气吸收
➢ 在微波频率及其以上，电磁 波会与大气中的分子相互作 用从而造成信号衰减；
10
1 P 0.1
0.01
0.001
0
A(P)
A(dB)
➢ 信号沿一条倾斜路径穿过大气层，在一路上遇到不同类型和不同强度的降雨。 ➢ 沿一条到卫星路径所测得的衰减与在地面站处测得的降雨率之间不存在即时关系。 ➢ 降雨率的长期累积统计与倾斜路径衰减的长期统计之间有很强的统计联系。
2 传播效应——与水汽凝结有关
➢计算信号在该降雨强度下以dB/km为单位的单位衰减；
➢求出受此单位衰减作用的路径有效长度。
2 传播效应——与水汽凝结有关
路径衰减 A 由下式给出：
A 单位衰减雨中的有效路径长度
R Leff
被广泛使用的衰减模型：
Crane模型、简单衰减模型(SAM)、 Dissanayake Haidara All-nutt (DAH)模型：讲述。 以及几个由CCIR和ITU-R发布的模型。
大约 10GHz 以上频率 C 和 Ku 频段的双极化系统（与系统的配置有关） 低仰角时的通信与跟踪
信号闪烁 反射多径、阻挡
对流层和电离层的折射率 对流层：10GHz 以上的频率和低仰角
起伏
电离层：10GHz 以下频率
地表面及其上的物体
卫星移动业务
传播时延、变化
对流层、电离层
精确定时和定位系统，时分复用多址系统
➢ 在约50GHz以下的频率上，降雨衰减主要是由吸收引起的。 ➢ 任何物理温度大于热力学零度的吸收体都将表现为一个黑体辐射
体。当雨滴下落穿过天线波束时，它们各向同性辐射的部分热能 将会被接收机检测到 ➢ 降雨不仅引起信号衰减和去极化，而且还将引起天空温度的升高 ，这又将会增大系统的总噪声温度，导致雨中载噪比有所下降。
• 有效全向辐射功率 EIRP PtGt
EIPR(dBW) PT (dBW) GT (dBW)
1 星地传输方程
传输方程
➢无附加损耗的传输方程：接收功率
PR Pfd AR , (W) AR GR2 4
接收天线口径面积
接收天线效率
AR
PR PTGTGR
4 d 2
PR
(dBW)
功放
LT
馈线
GT
天线
[EIRP]
设备内部噪声 （热噪声、散弹噪声、 闪变噪声、交调噪声）
解调 器
下变 频器
输出信噪比S/N
接收系统[G/T]
低噪 声 放大
馈线损耗 馈线噪声
天线噪声 天线增益
馈线
天线
LR
GR
等效噪声温度T=N0/k 输入载噪比[C/N]
发射天线指向损失[LTP] 自由空间损耗[Ls]
系统间干扰
风管、散射、衍射
目前主要是 C 频段：降雨散射可能影响更高频率
2 传播效应
降雨衰减
• 对于10GHz以上频率，雨衰是最重要的损耗； • 通常是Ku和Ka频段卫星链路设计中的限制因素； • 雨衰产生的机理
✓ 当电磁波穿过降雨区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，导致信号 幅度的衰减；
✓ 雨衰几乎完全是由吸收引起的；
2 传播效应——与水汽凝结有关
去极化
➢ 由于传播路径中存在着非对称微粒(例如扁圆的大雨滴)，一 个极化信号中的部分能量可能会“跨越”到另一个极化信号；
➢ 这种交叉能量的产生称为去极化，它能够在两个相互正交的 信号间引起干扰。
➢ 去极化的度量
• 交叉极化隔离，即XPI (Cross-Polarization Isolation):
去极化:例如由于雨和冰晶引起 ➢ 所有信号都有一个由信号电场矢量所定义的极化取向。一般来说 ，信号永远不会被完全极化； ➢ 成功的正交极化频率共用要求两个正交极化状态之间有足够的隔 离区，以便在接收天线处分离有用极化（共极化信号）和无用极 化（交叉极化信号）成为可能。
• 左侧喇叭天线的取向使得 电矢量被垂直极化
预估计雨衰减的方法
➢ 物理方法：路径衰减是路径沿线上遇到的雨点所造成的单 个降雨衰减增量的一个积分；
➢ 预测模型：计算雨中有效路径长度Leff的半经验近似方法， 在这个有效路径上假设降雨率不变。
预测模型主要有三个步骤：
➢确定所关心的时间百分比内的降雨强度；
• 温带纬度范围内仰角接近30o的路径上于30GHz频率附近的云 层衰减的典型值在1dB~2dB之间；
大气损耗和噪声La
太阳噪声、宇宙噪声 地球噪声、人为噪声
N0
接收天线指向损失[LRP]
1 星地传输方程
接收功率通量密度
➢全向天线下
通量密度
Pfd
PT
4 d 2
, (W/m2 )
➢方向性天线下
• 通量密度
Pfd
PTGT
4 d 2
, (W/m2 )
Pfd EIPR 10log(4 d 2 ), (dBW/m2 )
平方频率变化法则
A(E2 ) csc(E2 )
假设同一条路径上在f1 GHz和f2 GHz频率上测得的衰减为A(f1 )和
A(f2
)则它们有如下近似关系：A( A(
f1) f2)
( (
f1)2 f2 )2
这个公式建立起了长期统计值之间的联系，它不能用于链路上的短
期频率变化或是靠近任何共振吸收线的频率。
• 从雨衰产生的机理可以得到雨衰减大小与雨滴半径和波长比 值有密切的关系，当电波的波长可以和雨滴的尺寸相比拟时 ，将引起雨滴共振，产生最大的雨衰。
2 传播效应——与水汽凝结有关
雨衰估计
降雨率超过R的百分比时间 100
10
1 P 0.1
0.01
0.001
0
R(P)
R(mm/h)
雨衰超过A的百分比时间 100
通信卫星在外层； 进入外层大气分子容 易逃逸地球进入太空
电离 层
太阳 卫星
气体电离、反射无线 电波、产生北极光
降雨 云
去极 化 衰减
进入地球大气的流 行在本层基本燃尽
其中的臭氧层吸收 紫外线使本层升温
天气现象(风雨等)
气体
天空 噪 声辐 射
折射 效应
降雨
融化 层
2 传播效应
许多现象都会导致通过地球大气层传输时的信号损耗，包括：
EIPR(dBW)
GR
(dB)
20
log
4 d
路径损耗
Lf
20
log10
4 d
32.45 20 log10
f (MHz) 20 log10 d (Km)，(dB
PR
=
EIRP GR Lf
,W
PR EIRP GR Lf ,dBW
1 星地传输方程
传输方程 ➢有附加损耗的传输方程
• 右侧喇叭天线的取向使得 电矢量被水平极化
2 传播效应——与水汽凝结有关
V：垂直极化 H：水平极化 V极化和H极化的发射电场矢量的复矢 量振幅分别为a和b，且a和b相等。
晴天：矢量a、b分别在接收天 线处引起振幅为ac和bc的共极化 波； 传输媒质中存在着非对称雨或冰 晶微粒：矢量a、b中的有些能量 将会耦合到交叉极化分量场上， 在接收天线处引起振幅为ax和bx 的交叉极化波。
➢ 平方变化率法则：在约10GHz~50GHz之间，单位为分 贝的衰减随频率的平方成比例变化。
余割csc(θ)=1/sin(θ)
2 传播效应——与水汽凝结有关
余割法则： （仰角小于10o这个法则不成立）
从同一地点出发，在相同频率上仰角E1 和E2 方向上的衰减（以分贝
为单位）有如下近似关系： A(E1) csc(E1)
➢ 共振吸收峰：在某些频率上 ，会发生共振吸收并且可能 导致严重的衰减。
2 传播效应——与水汽凝结无关
云层衰减
➢ 云对于某些Ka频段路径和所有V频段系统来说，都是一个重 要的因素；
➢ 对云层衰减进行建模的困难在于云有许多种类并且可能存在 于许多层上，每一种类都有着一个不同的出现频率；
➢ 对充水云而言：
第4章 卫星链路设计
❖星地传输方程
❖卫星通信系统中的传播效应
❖卫星移动系统信道模型
❖系统噪声温度
❖链路预算
星间链路
上行链路
下行链路
上行地球站
下行地球站
1 星地传输方程
传输方程：描述发送地球站发送的射频功率与接收地
球站接收到的射频功率、传输频率和发射机到接收机
距离间的关系
调制 器
发射系统
上变 频器
PT
0.55
2
1
1 H f1 , f2 , A1
f 2 f1
2 传播效应——与水汽凝结有关
去极化：能量从有用信道（即共极化）到无用信道（即交叉极化） 信道的转移
• 降雨也是引起去极化的一个主要原因。
去极化引起的衰减：电磁波与大气中的各自组成成分间的相互作用
• 包括自由电子、离子、中性原子、分子和水汽凝结体
Lf 20log 4 d 196.52dB
地球站接收机输入端的载波接收功率为
PR EIPR GR Lf LTFL 102.82dBW
2 传播效应
卫星与地面间信号传播路径Βιβλιοθήκη 外层 (散逸层) (自由空间)
约800km
暖层 (电离层)
80-85km 50km
7-11km
中间层
平流层 对流层
XPIV = ac/bx or XPIV = 20 lg |ac/bx | dB XPIH = bc/ax or XPIH = 20 lg |bc/ax | dB • 交叉极化分辨力，即XPD (Cross-Polarization Discrimination):
XPDV = ac/ax XPDH = bc/bx
or XPIV = 20 lg |ac/ax | dB or XPIH = 20 lg |bc/bx | dB
2 传播效应——与水汽凝结有关
冰晶去极化
➢ 在高仰角和10GHz以下频率上，冰晶去极化是很少出现的现象。 ➢ 在低仰角路径，特别是高于30GHz的频率上，冰晶去极化是非常
重要的影响。
雨对天线噪声的影响
2 传播效应——与水汽凝结有关
单位衰减与降雨率R 之间的关系
R k (R0.01) dB / km
R的下标0.01表示一般年份0.01%的时间内测得的降雨率， 0.01%是大 多数模型的一个典型的输入时间百分比；参数k和a随频率而定。
降雨率：雨下落的速率
➢ 是影响卫星链路设计最重要的因素；
➢ 由一个累积概率分布或累积分布
R 0.6103 D3V (D)N (D)dD mm / h
2 传播效应——与水汽凝结有关
雨衰预测 在已有某地长期衰减数据的前提下：将测量结果按比例
换算到另一频率或仰角，将比从降雨率数据预测新的频率或 仰角上的路径衰减要更准确一些
经验法则
➢ 余割法则：假设降雨率不变且地球是平的，则以分贝为 单位的路径衰减与仰角有一个比例关系；
函数(cdf)来描述：通常指超过率 曲线
• 给出降雨率超过某一给定值（通 常是一年）的时间百分比；
• 每年趋势相似，但具体衰减变化 很大；
可以用如下多年测得的平均值 作为长期统计资料： 降雨气候图；不精确 超过率等值图。
在ITU站点上定期更新。
2 传播效应——与水汽凝结有关
降雨衰减和去极化的发生：
ITU-R雨衰长期频率变化
∙ ITU-R 雨衰长期频率变化：若 A1 和 A2 分别为 f1（GHz）和 f2（GHz）频率上的等概
率降雨衰减值，单位为 dB，则两者有如下关系：
A A
f
f2
1104 f 2
H
f1,
f2 ,
A1
1.12 103
f2 f1
0.5
f1
A1
PR (dBW) EIPR(dBW) GR (dB) Lf dB L dB
1 星地传输方程
例4：已知IS-IV号卫星作点波束1872路运用时，其有效全向辐射 功率EIPR=34.2 dBW，接收天线的增益 =60.0 dBi。接收馈线损 耗 =0.5 dB，其他损耗忽略时，试计算地球站接收机输入端的载 波接收功率 。 解：若下行链路工作频率为4 GHz，距离d=40000km ，下行链 路自由空间传播损耗为
➢与水汽凝结有关
➢与水汽凝结无关
•降雨衰减
•大气吸收
•雨和冰晶去极化
•云层衰减
•对流层闪烁
•法拉第旋转
•电离层闪烁
➢除了电离层效应以外，几乎所有的传播效应都随频率的升高
而越来越剧烈 传播损耗
物理原因
主要影响对象
衰减和太空噪声的增加 信号去极化 折射、大气层多径
大气层中的大气、云、雨 降雨、冰晶 大气层中的大气
➢ 雨点将入射的能量吸收一部分，同时散射一部分。
雨点尺寸分布的数学描述：
N (D) N0e(D/Dm )mm1m3
其中 Dm 为雨点直径中值， N(D) dD 为每立方米中直径在 D 与 D+dD mm 间的雨点数。
降雨率R：与N(D)、以米每秒为单位的雨点下落终端速度
V(D)和雨点直径D有如下关系：
➢ 噪声温度升高值： Tb 280(1 e A/4.34 ) K
其中A（dB）为降雨衰减，而280 K是降雨媒质一个单位为K的有效温 度，273-290 K间的值都可用，取决于是寒带或是热带气候。
2 传播效应——与水汽凝结无关
大气吸收
➢ 在微波频率及其以上，电磁 波会与大气中的分子相互作 用从而造成信号衰减；
10
1 P 0.1
0.01
0.001
0
A(P)
A(dB)
➢ 信号沿一条倾斜路径穿过大气层，在一路上遇到不同类型和不同强度的降雨。 ➢ 沿一条到卫星路径所测得的衰减与在地面站处测得的降雨率之间不存在即时关系。 ➢ 降雨率的长期累积统计与倾斜路径衰减的长期统计之间有很强的统计联系。
2 传播效应——与水汽凝结有关
➢计算信号在该降雨强度下以dB/km为单位的单位衰减；
➢求出受此单位衰减作用的路径有效长度。
2 传播效应——与水汽凝结有关
路径衰减 A 由下式给出：
A 单位衰减雨中的有效路径长度
R Leff
被广泛使用的衰减模型：
Crane模型、简单衰减模型(SAM)、 Dissanayake Haidara All-nutt (DAH)模型：讲述。 以及几个由CCIR和ITU-R发布的模型。
大约 10GHz 以上频率 C 和 Ku 频段的双极化系统（与系统的配置有关） 低仰角时的通信与跟踪
信号闪烁 反射多径、阻挡
对流层和电离层的折射率 对流层：10GHz 以上的频率和低仰角
起伏
电离层：10GHz 以下频率
地表面及其上的物体
卫星移动业务
传播时延、变化
对流层、电离层
精确定时和定位系统，时分复用多址系统
➢ 在约50GHz以下的频率上，降雨衰减主要是由吸收引起的。 ➢ 任何物理温度大于热力学零度的吸收体都将表现为一个黑体辐射
体。当雨滴下落穿过天线波束时，它们各向同性辐射的部分热能 将会被接收机检测到 ➢ 降雨不仅引起信号衰减和去极化，而且还将引起天空温度的升高 ，这又将会增大系统的总噪声温度，导致雨中载噪比有所下降。
• 有效全向辐射功率 EIRP PtGt
EIPR(dBW) PT (dBW) GT (dBW)
1 星地传输方程
传输方程
➢无附加损耗的传输方程：接收功率
PR Pfd AR , (W) AR GR2 4
接收天线口径面积
接收天线效率
AR
PR PTGTGR
4 d 2
PR
(dBW)
功放
LT
馈线
GT
天线
[EIRP]
设备内部噪声 （热噪声、散弹噪声、 闪变噪声、交调噪声）
解调 器
下变 频器
输出信噪比S/N
接收系统[G/T]
低噪 声 放大
馈线损耗 馈线噪声
天线噪声 天线增益
馈线
天线
LR
GR
等效噪声温度T=N0/k 输入载噪比[C/N]
发射天线指向损失[LTP] 自由空间损耗[Ls]
系统间干扰
风管、散射、衍射
目前主要是 C 频段：降雨散射可能影响更高频率
2 传播效应
降雨衰减
• 对于10GHz以上频率，雨衰是最重要的损耗； • 通常是Ku和Ka频段卫星链路设计中的限制因素； • 雨衰产生的机理
✓ 当电磁波穿过降雨区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，导致信号 幅度的衰减；
✓ 雨衰几乎完全是由吸收引起的；
2 传播效应——与水汽凝结有关
去极化
➢ 由于传播路径中存在着非对称微粒(例如扁圆的大雨滴)，一 个极化信号中的部分能量可能会“跨越”到另一个极化信号；
➢ 这种交叉能量的产生称为去极化，它能够在两个相互正交的 信号间引起干扰。
➢ 去极化的度量
• 交叉极化隔离，即XPI (Cross-Polarization Isolation):
去极化:例如由于雨和冰晶引起 ➢ 所有信号都有一个由信号电场矢量所定义的极化取向。一般来说 ，信号永远不会被完全极化； ➢ 成功的正交极化频率共用要求两个正交极化状态之间有足够的隔 离区，以便在接收天线处分离有用极化（共极化信号）和无用极 化（交叉极化信号）成为可能。
• 左侧喇叭天线的取向使得 电矢量被垂直极化