С61 Спутниковые системы связи: Учебное пособие для вузов

Р а з д е л 12
Таблица 12.6
Поляризация
приемной
антенны
Коэффициент передачи и поляризация
передающей антенны
линейной
круговой правой
круговой левой
Линейная
(1 + cos 2
ψ
)
/
2
1/2
1/2
Круговая правая
1/2
1
0
Круговая левая
1/2
0
1
объекты это условие нарушается из-за изменения взаимного распо-
ложения объекта и земной станции и в связи с влиянием фазовых
эффектов в атмосфере. Поэтому в диапазонах частот 1...5 ГГц пред-
почтительной считается круговая поляризация; а в диапазонах выше
10 ГГц при выборе вида поляризации учитываются эффекты деполя-
ризации сигналов в атмосфере, которые будут рассмотрены ниже.
Статистическая оценка поляризационных потерь не представля-
ется возможной, поэтому при расчетах энергетики спутниковых линий
следует принимать их существующими постоянно.
12.7. Деполяризация радиоволн в атмосфере
В связи с освоением диапазонов частот выше 10 ГГц и примене-
нием в спутниковых системах поляризационного разделения сигналов
представляет практический интерес исследование еще одного эффек-
та, связанного с прохождением радиоволн через атмосферу — эффек-
та деполяризации в гидрометеорах.
При рассмотрении эффекта поглощения сигнала в гидрометеорах
не делалось никаких оговорок относительно формы частиц гидроме-
теоров, точнее, подразумевалось, что они имеют сферический вид.
Такая модель гидрометеоров не вызывает деполяризации распростра-
няющегося через осадки СВЧ сигнала. В действительности же кап-
ли дождя (основного фактора поглощения) при наклонном падении
имеют несимметричную форму относительно вертикальной оси, что
приводит различию затуханий и фазовых сдвигов для вертикальной
и горизонтальной составляющих поляризации. Это является причи-
ной деполяризации и возникновения ортогональной поляризацион-
ной компоненты, называемой кроссполяризацией.
Так, при общем
затухании 30...40 дБ различие в затуханиях волн с горизонтальной
и вертикальной поляризациями (так называемое дифференциальное
затухание)
L
диф
=
L
гор
−
L
верт
может достигать 6...8 дБ на частотах
20...30 ГГц.
Относительная величина паразитной составляющей поляризации
оценивается коэффициентом развязки кроссполяризационых сигна-
лов (РКП), представляющим собой отношение мощностей ортогона-

---

Энергетические соотношения на линии ССС с применением ГСО
225
льной и основной поляризаций.
Зависимость РКП от затухания в
дожде показывает, что при
L
д
>
20
...
30
дБ значение кроссполяриза-
ционной компоненты может достигать 15...10 дБ и представлять ощу-
тимую помеху для приема.
Для волн с линейными поляризациями важное значение имеет
наклонное падение, когда фактический наклон капель дождя не всег-
да соответствует наклону ливня, а также то, что в общем ливне су-
ществуют капли с положительным и отрицательным наклоном при
общем балансе, соответствующем наклону ливня. Из-за этих факто-
ров линейно поляризованные радиоволны также будут испытывать
деполяризацию, особенно когда наклон вектора поляризации отличен
от угла наклона ливня. Максимальная деполяризация, очевидно, бу-
дет при относительном наклоне вектора поляризации на
45
◦
, и урове-
нь кроссполяризации будет при этом примерно таким же, как и для
круговой поляризации.
Приведенные данные позволяют сделать выводы о том, что де-
поляризация сигнала на частотах выше 5 ГГц связана с поглощением
радиоволн в гидрометеорах, и, следовательно, количественная оценка
этого явления должна коррелироваться со статистикой дождя.
Для средних климатических условий СНГ, где интенсивность
дождя невелика, деполяризация будет приводить к появлению реаль-
ных помех (