Возрастание шумов из-за выпадения осадков и поглощения в атмосфере
В условиях ясного неба единственной причиной ослабления сигнала на линии связи между спутником и земной станцией остается поглощение сигнала в атмосфере (Aatm) кислородом и парами воды. В условиях дождя ослабление сигнала будет определяться сочетанием двух факторов - поглощением газами атмосферы Aatm и затуханием в дожде Arain (выраженном в децибелах). Общим следствием этого является возрастание эквивалентной шумовой температуры антенны AA при работе на частотах выше 8 ГГц. Для S- и С-диапазонов при расчетах нет необходимости учитывать данные факторы, поскольку их влияние незначительно, но для Ku- и Ка-диапазонов их влияние существенно возрастает, особенно принимая во внимание получаемые в настоящее время низкие значения шумовой температуры приемных систем. Даже при условии ясного неба к эквивалентной шумовой температуре антенны Тд следует добавить поправку на увеличение температуры из-за поглощения в атмосфере (а вот в кабеле, надо учитывать сопротивление и длину кабеля, иногда, целесообразно использовать оптический кабель). Для вычисления данной величины можно воспользоваться выражением
где Tm - физическая температура среды (260 К для условий дождя, 280 К для условий ясного неба или облачности);
Tg - космическая, или галактическая шумовая температура (номинальное значение 2,7 К на частотах >= 4 ГГц);
Aatm - ослабление сигнала из-за поглощения газами атмосферы, дБ. В условиях дождя величина дополнительного возрастания шумовой температуры может быть вычислена при помощи выражения
где Arain - затухание сигнала в осадках для заданного процента времени, дБ.
которое учитывает влияние статистических значений интенсивности выпадения осадков. Значения Aatm и Arain для Европы можно получить, используя рисунки на странице «Эквивалентная шумовая температура антенны». Для вычисления более точных значений стоит воспользоваться соответствующими программами, например программами с раздела «Скачать»
Добавление либо Tclear sky, либо Train к эквивалентной шумовой температуре антенны ТA и ее пересчет с использованием выражения на странице «Определение шумовой температуры приемной системы» даст в результате приведенную величину общей шумовой температуры приемной системы TSYS, которая учитывает ослабление сигнала газами атмосферы и/или осадками.
Для вычисления возрастания шумов в соответствии с заданной величиной замираний сигнала в дожде, выраженной как отношение мощности в децибелах, следует воспользоваться следующей формулой:
где TSYSrain - шумовая температура приемной системы в условиях дождя для определенного процента времени среднего года, К;
TSYSclear scy - шумовая температура приемной системы, рассчитанная для условий ясного неба с учетом поглощения сигнала газами атмосферы,К.
Снижение эффективности линии связи вниз, которое происходит при заданном замирании сигнала в дожде, выражается следующей формулой:
Пример
Вычислите значение DND для примера расчета линии связи вниз, где поглощение сигнала газами атмосферы составляет 0,17 дБ, а затухание в дожде для 99,5% среднего года не превышает 0,83 дБ.
= (1- 0,96) 280 + (0,96) 2,7 =
= 11,2 + 2,6 = 13,8 K.
= (1- 0,79) 260 + (0,79) 2,7 =
= 54,6 + 2,13 = 56,7 K.
= 119,6 + 19,43 + 0,933 (68 + 13,8) = 215,3 K.
= 119,6 + 19,43 + 0,933 (68 + 56,7) = 255,4 K.
Возрастание шумов в соответствии с величиной замираний сигнала в дожде 0,83 дБ вычисляется по формуле [1] или по второй составляющей формулы [2]. Оно равно 0,74 дБ. Необходимо отметить, что, хотя величина замираний сигнала в дожде составляет 0,83 дБ, соответствующее снижение эффективности на линии связи вниз значительно выше из-за возрастающего детектирования шумов.
Кроме атмосферных шумов, существует много других видов шумов (включая шумы Земли и шумы искусственного происхождения), о которых говорится в следующих разделах сайта.
