ka波段通信:卫星视角
关键的外卖
ka波段卫星通信的带宽比ku波段增加了2倍，比c波段增加了5倍。
更宽的ka带宽提供了更好的抗干扰性能。
小型终端天线用于ka波段通信，相邻卫星的干扰变得很强，限制了最大功率的传输。
目前，卫星在电视、广播、互联网服务、对地观测、遥感等领域的应用迅速增加。卫星通信在军事应用以及天气和其他大气条件的研究中至关重要。
卫星应用的激增导致了频谱拥塞，这是限制在这些频段进一步部署卫星的主要制约因素。使用频率最高的频段是C和Ku频段。由于较低的卫星频段拥挤，ka波段通信得到了普及。利用ka波段的卫星应用比传统的C波段和Ku波段有几个优点。
卫星通讯如何运作?
在卫星通信在美国，地面站点之间通过卫星进行数据交换。利用发射到太空的人造卫星来满足通信需求。卫星通信支持数字和模拟通信，通过发送和接收信号实现快速通信。重要的是，卫星通信可以将任何形式的通信信号(音频信号、视频信号、数据或语音)传输到地球上的不同地区。
卫星通信中的频率选择
在卫星通信中，放置在太空中的卫星接收地球上地面站发射的信号。信号经过放大和必要的信号处理后从卫星上重传。卫星发出的信号由一个或多个地面站接收。在卫星通信中，载波频率与原始信号混合在一起。
在卫星通信中，载波频率的选择非常重要。低频载波信号在穿越电离层时面临挑战，而高频载波信号则遇到衰减问题。衰减可以由信号幅度的减小、无线电波的去极化或通信系统中热噪声的增加引起。尽管由于降雨、对流层闪烁或气体吸收导致的衰减可能存在于ka波段卫星通信中，但它仍然比其他频谱带更受欢迎。
利用卫星系统进行ka波段通信
有几个好处ka波段卫星通信这使得它比Ku或c波段通信更有利。
- 带宽利用率更高(3.5GHz)ka波段卫星通信带宽增加，是ku波段的2倍，c波段的5倍。
- 更高的数据传输吞吐量由于带宽的扩展，ka波段卫星通信的吞吐量很高，可达100-500M比特/秒。
- 〇低带宽成本ka波段卫星的效率如此之高，最终将导致以更低的带宽成本进行通信。
- 更小的天线和地面设备作为ka波段频率波长更小，天线和地面设备在ka波段通信中也更小。随着ka波段频率的使用，实现相控阵、多波束和宽带卫星系统的适用性增加。
- 〇系统集成度更高在那个时代5 g技术在美国，卫星和5G系统之间的互操作性至关重要。这需要更高的系统集成度来承受更高的数据速率。
- 固有抗干扰性能-更宽的ka带宽提供了更好的抗干扰性能。与C波段或ku波段卫星系统相比，ka波段通信的干扰裕度更好。
ka波段卫星通信的挑战
邻近卫星干扰
管理卫星通信的监管机构已经预见到，由于大量卫星被部署到ka波段频谱，将会出现相邻卫星干扰的问题。由于小型终端天线被用于ka波段通信，相邻卫星的干扰变得很强，限制了最大功率的传输。
ka波段通信不仅存在相邻卫星干扰的问题，还存在受雨影响信号衰减的缺点。
ka波段通信中的雨衰减
ka波段信号容易受到雨、云、气体、雪、冰、冰雹和对流层闪烁的影响。ka波段信号单位长度的衰减很大，因为ka波段有电磁波吸收成分。提供额外的余量以确保ka波段通信系统在天气条件下的可用性是必要的，特别是在下雨的情况下。
缓解雨水衰减
降雨衰减阻碍了ka波段通信在热带地区的广泛使用，因此有几种积分技术用于在这种大气条件下检索信号。集线站分集方法、自适应编码调制方法和上行功率自动控制方法是可采用的三种技术。
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