Кіріспе

Жаңбырдың әлсіреуі негізінен атмосфералық жаңбыр, қар немесе мұз арқылы микротолқынды радиожиілік (RF) сигналының сіңуін білдіреді, және әсіресе 11 ГГц жоғары жиіліктерде болатын жоғалтуларға себеп болады. Бұл сондай-ақ, дауылдың алдыңғы жиегінің электромагниттік кедергісінен туындаған сигналдың нашарлауын да қамтиды. Жаңбырдың әлсіреуіне жоғары немесе төменгі байланыс тізбегіндегі жауын-шашын себеп болуы мүмкін. Жаңбырдың әлсіреуіне әсер ету үшін сол жерде жаңбыр жауудың қажеті жоқ, себебі сигнал бірнеше шақырым қашықтықтағы жауын-шашын арқылы өтуі мүмкін, әсіресе спутниктік антеннаның көру бұрышы төмен болса. Жоғары немесе төменгі байланыс тізбегіндегі антенналық шағылыстырғыш, радиодома немесе қоректендіру мүйізіндегі жаңбыр, қар немесе мұз сигналдың 5%-дан 20%-ға дейін әлсіреуіне себеп болуы мүмкін. Жаңбырдың әлсіреуі спутниктік байланыс тізбектерімен ғана шектелмейді, ол жер бетіндегі микротолқынды байланыс тізбектеріне де (жердегілерге) әсер етуі мүмкін. Жаңбырдың әлсіреуі көбінесе тәжірибелік жолмен бағаланады және жаңбыр тамшыларының шашырау теориясын қолдану арқылы теориялық түрде есептеледі. Жаңбыр тамшысының мөлшерінің таралуы (ЖМТ) жаңбырдың әлсіреу сипаттамаларын зерттеуде маңызды фактор болып табылады. ЖМТ-ны модельдеу үшін гамма функциясы, логнормальді немесе экспоненциалдық формалар сияқты әртүрлі математикалық формалар қолданылады. Mie немесе Rayleigh шашырау теориясы, нүктелік сәйкестік немесе t-матрица тәсілімен шашырау қимасын және нақты жаңбырдың әлсіреуін есептеу үшін қолданылады. Жаңбыр уақыт және кеңістікте біртекті емес процесс болғандықтан, нақты әлсіреу орнына, уақытына және жаңбыр түріне байланысты өзгереді. Жаңбырдың жалпы әлсіреуі жаңбыр өрісінің кеңістіктік құрылымына да байланысты. Жаңбырдың көлденең және тік таралуы әртүрлі жаңбыр түрлері мен орналасулары үшін әртүрлі болады. Тік жаңбыр аймағының шегі әдетте 0°C изотермамен сәйкес келеді және жаңбыр биіктігі деп аталады. Еріту қабатының биіктігі де жаңбыр аймағының шегі ретінде қолданылады және оны радарлық шағылыстықтың жарқын жолағының белгісінен бағалауға болады. Жаңбырдың көлденең құрылымы жаңбыр жасушасы деп аталатын жасушалық формаға ие деп есептеледі. Жаңбыр жасушаларының мөлшері бірнеше жүз метрден бірнеше километрге дейін өзгеруі мүмкін және жаңбыр түріне және орналасуына байланысты. Тропикалық жаңбырларда өте кішкентай жаңбыр жасушаларының бар екендігі жақында байқалды. Спутниктік байланыстағы жаңбырдың әлсіреуін болжау үшін жаңбырдың әлсіреуін болжау модельдері қолданылады, бұл тиімді әлсіреуді жеңілдету техникасын (FMT) таңдауға мүмкіндік береді. Жаңбырдың әлсіреуін болжау модельдеріне жауын-шашынның қарқыны туралы деректер қажет, олар өз кезегінде жауын-шашынның болжамдық карталарынан немесе нақты өлшенген жауын-шашын деректерінен алынуы мүмкін, бұл дәлірек болжамдар мен FMT-ның тиімді таңдалуын қамтамасыз етеді. Жердің теңіз деңгейінен биіктігі жаңбырдың әлсіреуіне әсер ететін маңызды фактор болып табылады. Спутниктік жүйелерді жобалаушылар мен арналарды жеткізушілер арналарды орнату кезінде жаңбырдың әсерін ескеруі керек. Жаңбырдың әлсіреуінің әсерін жеңілдетудің мүмкін жолдары: сайттың әртүрлілігі, жоғары байланыс тізбегіндегі қуатты басқару, өзгермелі жылдамдықты кодтау және қалыпты ауа райы жағдайы үшін қажетті өлшемнен үлкен қабылдағыш антенналарды пайдалану.

Қуатты басқару

Жаңбырдың әсерін азайтудың ең оңай жолы – спутниктік байланыста тарату қуатын арттыру: бұл динамикалық әсерді жою шарасы жоғары буын қуатты басқару (UPC) деп аталады. Бұрынғыда жоғары буын қуатты басқару шектеулі қолданысқа ие болды, себебі ол үшін әдетте төмен қуатта жұмыс істейтін, бірақ команда бойынша (яғни автоматты түрде) қуатын арттыруға болатын қуатты таратушылар қажет болды. Сонымен қатар, жоғары буын қуатты басқару, тарату күшейткішін шектеусіз үлкен сигналдық қорын қамтамасыз ете алмайтын. Заманауи күшейткіштер, транспондердің толып кетуін болдырмау үшін автоматты басқару ұсынатын жетілдірілген жоғары буын қуатты басқару жүйелерімен біріктірілгенде, спутниктік сигналдардағы жаңбырдың салдарынан болатын әсерді тиімді, қолжетімді және оңай шешуге мүмкіндік береді.

Параллельді ауыспалы байланыс

11 ГГц-тан 80 ГГц-қа дейінгі жердегі нүктеден нүктеге микротолқынды жүйелерде, жаңбырдан әлсіреуге бейім, жоғары өткізгіштік байланысқа қатар резервтік байланыс орнатуға болады. Мұндай жағдайда, 80 ГГц 1 Гбит/с толық дуплекс микротолқынды көпір сияқты негізгі байланыс, бір жыл ішінде 99,9% қолжетімділік деңгейіне ие болуы мүмкін деп есептелуі мүмкін. Есептелген 99,9% қолжетімділік деңгейі, аймақтан жаңбырлы дауылдар өткен кезде байланыс жылына он сағаттан астам уақытқа тоқтауы мүмкін екенін білдіреді.