группа Вы
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Диапазон частот | 12–18 ГГц |
|---|---|
Диапазон длин волн | 2,5–1,67 см |
Связанные группы |
| Радиодиапазоны | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ЧТО | ||||||||||||
| ||||||||||||
| ЕС/НАТО/США ЕСМ | ||||||||||||
| IEEE | ||||||||||||
| Другое телевидение и радио | ||||||||||||
Диапазон K u ) — это ( / ˌ k eɪ ˈ j uː / часть электромагнитного спектра в микроволновом диапазоне частот от 12 до 18 гигагерц (ГГц). Символ является сокращением от «K-under» (первоначально немецкий : Kurz-unten ), потому что это нижняя часть оригинальной полосы НАТО K , которая была разделена на три полосы (K u , K и K a ) из-за наличие пика резонанса водяного пара в атмосфере на частоте 22,24 ГГц (1,35 см), что делало центр непригодным для передачи на большие расстояния. В радиолокационных приложениях она находится в диапазоне от 12 до 18 ГГц в соответствии с формальным определением номенклатуры полос частот радара в стандарте IEEE 521–2002. [1] [2]
Диапазон K u в основном используется для спутниковой связи , в первую очередь для нисходящей линии связи, используемой спутниками прямого вещания для трансляции спутникового телевидения , а также для конкретных приложений, таких как слежения спутник НАСА за ретрансляцией данных, используемый для связи Международной космической станции (ISS) и SpaceX Starlink. спутники . [3] Спутники Ku - диапазона также используются для транзитной связи , особенно для передачи спутниковых сигналов из удаленных мест обратно в студию телевизионной сети для монтажа и вещания . Полоса разделена Международным союзом электросвязи (ITU) на несколько сегментов, которые различаются в зависимости от географического региона. NBC была первой телевизионной сетью, которая в 1983 году подключила большинство своих партнерских каналов через диапазон K u .
Некоторые частоты в этом радиодиапазоне используются в радарах, используемых правоохранительными органами для обнаружения превышения скорости транспортных средств, особенно в Европе. [4]
Сегменты и регионы
[ редактировать ]
Америка
[ редактировать ]Сегменты на большей части Северной и Южной Америки представлены Регионом 2 ITU от 11,7 до 12,2 ГГц ( Частота гетеродина (LOF) от 10,75 до 11,25 ГГц), выделенным ФСС ( фиксированной спутниковой службе ), восходящей линии связи от 14,0 до 14,5 ГГц. более 22 спутников ФСС K u Над Северной Америкой вращаются -диапазона, каждый из которых несет от 12 до 48 транспондеров мощностью от 20 до 120 Вт на транспондер и требует антенны длиной от 0,8 до 1,5 м для четкого приема.
Сегмент от 12,2 до 12,7 ГГц (LOF от 11,25 до 11,75 ГГц) выделен для BSS ( радиовещательной спутниковой службы ). BSS ( спутники прямого вещания DBS ) обычно имеют от 16 до 32 транспондеров с полосой пропускания 27 МГц и мощностью от 100 до 240 Вт, что позволяет использовать антенны приемника размером всего 18 дюймов (450 мм).
Европа и Африка
[ редактировать ]Сегменты в этих регионах представлены регионом 1 МСЭ, а полосы частот от 11,45 до 11,7 и от 12,5 до 12,75 ГГц выделены ФСС ( фиксированная спутниковая служба , линия вверх от 14,0 до 14,5 ГГц). В Европе диапазон K u используется от 10,7 до 12,75 ГГц (LOF Low 9,750 ГГц, LOF High 10,600 ГГц) для спутниковых услуг прямого вещания , например тех, которые передаются спутниками Astra . Сегмент от 11,7 до 12,5 ГГц выделен для BSS ( спутникового радиовещания ).
Австралия
[ редактировать ]Австралия входит в регион 3 МСЭ, и австралийская нормативно-правовая база предоставляет лицензию класса, которая охватывает нисходящую линию связи от 11,70 ГГц до 12,75 ГГц и восходящую линию связи от 14,0 ГГц до 14,5 ГГц. [5]
Индонезия
[ редактировать ]МСЭ к региону P — странам с очень большим количеством отнес Индонезию осадков. Это заявление вызвало у многих сомнения относительно использования Ku - диапазона (11–18 ГГц) в Индонезии. Использование частот выше 10 ГГц в зоне сильного дождя обычно дает плохие результаты. Эту проблему можно решить, используя соответствующий бюджет линии связи при проектировании линии беспроводной связи. Более высокая мощность может преодолеть потери из- за выцветания под дождем .
Измерения затухания в дожде в Индонезии были проведены для линий спутниковой связи в Паданге, Сибинонге, Сурабае и Бандунге. Модель DAH для прогнозирования затухания в дожде действительна для Индонезии, как и модель ITU. Модель DAH стала рекомендацией МСЭ с 2001 года (Рекомендация № ITU-R P.618-7). Эта модель может создать доступную линию связи на 99,7%, чтобы K u можно было применять -диапазон в Индонезии.
Использование K u -диапазона для спутниковой связи в тропических регионах, таких как Индонезия, становится все более частым. Несколько спутников над Индонезией имеют K u -диапазона транспондеры и даже транспондеры K - диапазона . NSS 6 , запущенная в декабре 2002 года и расположенная на 95° восточной долготы, содержит только транспондеры Ku - диапазона с зоной действия на Индонезии ( Суматра , Ява , Борнео , Целебес , Бали , Нуса-Тенгара , Молуккские острова ). NSS 6 планируется заменить на SES-12 в том же месте, который был запущен в июне 2018 года и имеет 54 транспондера K u -диапазона. Спутник IPSTAR 1 , запущенный в 2004 году, также использует зону покрытия Ku- диапазона . Другими спутниками, которые обеспечивают покрытие диапазона K u в Индонезии, являются MEASAT-3b , JCSAT-4B , AsiaSat 5 , ST-2 , Chinasat 11, Koreasat 8/ABS-2 , SES-8 , Telkom-3S и Nusantara Satu .
Другие
[ редактировать ]были сделаны Другие распределения МСЭ в диапазоне Ku фиксированной службе (микроволновые башни), радиоастрономической службе, службе космических исследований, подвижной службе, подвижной спутниковой службе, радиолокационной службе (радар), любительской радиослужбе и радионавигации. Однако не все эти службы фактически работают в этом диапазоне, а другие являются лишь второстепенными пользователями.
Преимущества
[ редактировать ]По сравнению с C-диапазоном , K u- диапазон не имеет аналогичных ограничений по мощности, чтобы избежать помех наземным микроволновым системам, и мощность его восходящих и нисходящих каналов может быть увеличена. Эта более высокая мощность также приводит к меньшим размерам приемных антенн и указывает на обобщение между передачей спутника и размером антенны. По мере увеличения мощности размер антенны будет уменьшаться. [6] [ нужна страница ] Это связано с тем, что цель зеркального элемента антенны состоит в том, чтобы собирать падающие волны на определенной площади и фокусировать их все на фактическом приемном элементе антенны, установленном перед антенной (и направленном назад, к ее лицевой стороне); если волны более интенсивные, их необходимо собрать меньше, чтобы достичь той же интенсивности на приемном элементе.
Основная привлекательность диапазона более низких частот микроволновых диапазонов заключается в том, что более короткие волны обеспечивают достаточное угловое разрешение для разделения сигналов различных спутников связи, которое достигается с помощью наземных параболических антенн меньшего размера . Согласно критерию Рэлея , диаметр параболической тарелки, необходимый для создания диаграммы направленности с заданной угловой шириной луча ( усилением ), пропорционален длине волны и, следовательно, обратно пропорционален частоте. На частоте 12 ГГц антенна диаметром 1 метр способна фокусироваться на одном спутнике, в то же время достаточно подавляя сигнал от другого спутника, находящегося всего в 2 градусах. Это важно, поскольку спутники в службе ФСС (фиксированной спутниковой службы) (11,7–12,2 ГГц в США) находятся на расстоянии всего 2 градуса друг от друга. На частоте 4 ГГц (C-диапазон) для достижения такого узкого углового разрешения требуется 3-метровая антенна. Обратите внимание на обратную линейную корреляцию между размером антенны и частотой. Для спутников K u в службе DBS (спутник прямого вещания) (12,2–12,7 ГГц в США) можно использовать тарелки размером намного меньше 1 метра, поскольку эти спутники расположены на расстоянии 9 градусов друг от друга. Поскольку уровни мощности как на C, так и на K Число спутников u -диапазона с годами увеличилось, ширина луча тарелки стала гораздо более важной, чем усиление.
Диапазон K u также предлагает пользователю большую гибкость. Меньший размер антенны и свобода системы Ku - диапазона от наземных операций упрощают поиск подходящего места для антенны. Для конечных пользователей диапазон K u обычно дешевле и позволяет использовать антенны меньшего размера (как из-за более высокой частоты, так и из-за более сфокусированного луча). [7] Диапазон K u также менее уязвим к замираниям в дожде, чем частотный спектр диапазона K a .
Недостатки
[ редактировать ]есть некоторые недостатки Однако у системы диапазона K u . Около 10 ГГц находится пик поглощения, обусловленный ориентационной релаксацией молекул в жидкой воде. [8] Выше 10 ГГц рассеяние Ми начинает действовать . Результатом является заметное ухудшение качества изображения, широко известное как затухание во время сильного дождя (100 мм/ч). [9] Эту проблему можно смягчить, передав для компенсации более мощный сигнал со спутника. Таким образом, спутникам K u -диапазона обычно требуется значительно больше мощности для передачи, чем спутникам C-диапазона.
Другое ухудшение, вызванное погодой, называемое «затухание снега», не характерно для диапазона K u . Это происходит из-за скопления снега или льда на антенне, что значительно меняет ее фокус.
Антенна наземной станции спутникового оператора требует более точного контроля положения при работе в диапазоне K u из-за гораздо более узкой фокусировки луча по сравнению с диапазоном C для антенны заданного размера. Точность обратной связи по положению выше, и для антенны может потребоваться система управления с замкнутым контуром для поддержания положения при ветровой нагрузке на поверхность антенны.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ URL-адрес IEEE Std 521 – 2002 доступен только членам IEEE.
- ^ Обратите внимание, что в диапазоне 11,2–12 ГГц рабочие определения диапазона K u и диапазона X перекрываются; инженеры спутниковой связи обычно рассматривают частоты выше 11,2 ГГц как часть диапазона Ku .
- ^ «SpaceX добивается разрешения FCC на эксплуатацию всех Starlink первого поколения на более низкой орбите» . SpaceNews.com . 21 апреля 2020 г. Проверено 23 апреля 2020 г.
- ^ Глоссарий радар-детекторов
- ^ «Лицензия класса «Радиокоммуникации (связь с космическими объектами) 1998 года» . Федеральный реестр законодательства . Правительство Австралии. 21 марта 2012 г. Проверено 6 июля 2016 г.
- ^ Мирабито, М; Моргенштерн, Б. (2004). Спутники: операции и приложения. Новые коммуникационные технологии (5-е изд.). Берлингтон: Focal Press. ISBN 978-0240805863 .
- ^ Спутниковая связь: преимущества и недостатки. Архивировано 23 октября 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ Мартин Чаплин: Вода и микроволновые печи. Архивировано 29 июля 2019 г. в Wayback Machine .
- ^ TECH-FAQ: Группа Ku .
Внешние ссылки
[ редактировать ]Радиоспектр (МСЭ) |
|---|
