探讨雨雪衰对广播电视卫星传输的影响与措施

马刚 新疆维吾尔自治区广播电影电视局652台

一、前言

卫星通信的优势在于覆盖面相对较广、可传输较远的距离。因此，在最近几年中，卫星通信的发展迅猛无比，应用已走进千家万户。当前，现代通信应用最为普遍的技术手段就是卫星信号通信，其传输质量与大气层中雨和雪致衰减有着重要联系。经过调查可知，影响卫星信号传输质量因素有很多。譬如：通信信号相互之间的干扰、电离层的闪烁、宇宙噪声以及大气层中某些微粒的吸收等。其中，最为常见的就是在大气层中的雨衰和雪衰的作用下，导致卫星信号信噪比下降的情况。因此，一定要分析出雨衰和雪衰的形成原因，并总结出它的一般规律。只有这样做，才可以真正地解决并预防此类事件的发生。

二、雨、雪衰的形成原因以及一般规律

电磁的信号在穿过对流层时，其能量就会因雨雪等吸收和散射而衰耗一部分。而电磁信号的频率是造成衰耗的程度的主要因素。随着降雨频率的增高，由于信号而引发的衰减会导致雨量增大，从而加大传播路径。在一般情况下，大雨所造成的雨量，不会对C波段的卫星造成过大的影响。但在实际过程中，大雨一定会衰减电磁波，同时随之而来的还有一定程度的去极化的作用。空气的阻力还可以将雨滴的形状由雨滴状变化为有些扁平的形状，从而实现改变雨滴的形状。且随着雨滴的增大，雨滴的变形程度越加明显度。

传统上来说，与雨衰的定义相似，降雪量的多少就是衡量雪衰造成的衰耗是否符合要求的标准。但是此衡量标准的准确性是很低的。据实际的经验可知，只有在暴雪情况下，降雪才会对Ku波段以及Ku以下频段的卫星信号产生较为明显的降耗，而一般情况下是不会产生明显能耗的。但在化雪阶段，C波段以及Ku频段的卫星信号传输都会受到较为明显的影响。所以，无论对上行站还是下行站而言，可以采取相关措施来灵活地预防这一现象。

三、减小雨衰对卫星信号传输的不利影响的相应措施

在进行雨衰补偿过程中，其决定因素就是卫星传输的路径和卫星传输的特点。如果将其分成三个环节。第一个环节就是在上行站中，补偿雨衰所造成的损耗。接着就是利用卫星转发器，补偿上行站阶段部分雨衰所造成的损耗。最后一个环节就是在下行站中，提前预留特定的雨衰备余量，从而最大程度地较少雨衰带来的损失。

（一）补偿上行站的雨衰。在上行站上，补偿雨衰的主要措施就是降雨时，利用线性增大上行站的EIRP的手段，来实现上行信号通量的密度达到饱和，从而维持相对稳定。这样做，可以使到达卫星转发器中的信号在特定的天气条件下，丝毫不会受到降雨的任何影响和制约。

在补偿C波段的雨衰时，只有在大暴雨等极端天气下，C波段的卫星信号传输才会产生较为明显的雨衰影响。所以在进行相应的系统配置的时候，不需要将雨衰的问题考虑在未来可满足可用度的需求。但一旦身处大暴雨发生较为频繁的区域，C波段完成上行站的保护和回退后，仍需要具备四至六dB 的上行功率。

（二）利用卫星转发器实现补偿。在当下这个国际背景下，较为先进的 Ku波段的直播卫星、通信卫星都可以补偿上行站的雨衰。在上行站中，此类通信系统一般能够将可补偿的雨衰分成两种。一种是利用卫星转发器来实现补偿的。另一种是通过上行站来完成补偿的。上行站所具备的补偿能力是有限的，一旦雨衰超过了这个值，卫星转发器就会派上用场，及时地增益输入，从而完成雨衰进一步补偿。除此之外，应用这种补偿雨衰的方式，可以有效地提高补偿雨衰的范围，同时还可以提高Ka波段的卫星可用度。

四、减小雪衰对卫星信号传输的不利影响的相应措施

根据分析雪衰的形成原因，可以得出结论：化雪的过程是雪衰的主要的发生阶段。化雪过程，同时还会严重危害卫星信号传输。因此，在我国的北方地区，一定要采取有效的措施来预防雪衰影响卫星信号的传输。那些接受信号的小站，一定要在化雪前，第一时间将主发射面上的积雪清扫干净。只有这样做，才可以最大程度地预防雪衰现象。在上行站，克服由于雪衰而产生的影响主要可以分成两个方面，首先是馈源除雪，另一方面就是主反射面的除雪。在当下，最为普遍的除雪方式就是馈源除雪。馈源除雪就是利用馈源口吹送热风来实现化雪的，从而最大程度地较少雪衰带来的影响。这种方式的优势在于简单、易行，且而价格较为便宜。因此，我国的很多厂家普遍应用馈源除雪这种能力。

主反射面除雪的具体措施就是利用反射面背面安装加热气囊。但是应该注意的是此除雪方式一般都需要的成本较高，所以在现阶段国内采用较少。大量实践经验表明，现阶段最为简单的一个化学方式就是在化雪初期，利用高压水龙冲刷反射面上的积雪。整个过程所需时间很短，但雪块的滑落速度十分快，所以一般不会影响噪声的温度。因此，在北京地区，这种方式应用较多。

结束语：总而言之，卫星通信的优势在于，其覆盖面相对较广、可传输较远的距离。因此，在最近几年来，其发展迅猛无比，应用已走进千家万户。当前，现代通信中，最为普遍应用的技术手段就是卫星通信，其质量与大气层中雨和雪致衰减有着重要联系。一般来说，雨雪衰和沙尘会严重影响卫星信号的传输，此影响是不容忽视的。面对Ku以上的波段卫星传输，一定要必须要采取特定的措施来克服。在特殊的区域或者是特定的C波段地面站，雨雪衰的影响也是不能忽视的。雨雪衰虽然很有可能会产生较为严重的影响，但只要所采取集科学与有效于一身的措施，就可以最大可能性地降低其给卫星信号传输带来的影响。