Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Группа IEEE K u
Диапазон частот
12–18 ГГц
Диапазон длин волн
2,5–1,67 см
Связанные группы
Радио группы
ITU
1 (ELF) 2 (SLF) 3 (УНЧ) 4 (VLF)
5 (НЧ) 6 (СЧ) 7 (ВЧ) 8 (УКВ)
9 (УВЧ) 10 (СВЧ) 11 (КВЧ) 12 (THF)
ЕС / НАТО / США ECM
IEEE
  • HF
  • УКВ
  • УВЧ
  • L
  • S
  • C
  • Икс
  • K u
  • K
  • К а
  • V
  • W
  • мм
Другое телевидение и радио
  • я
  • II
  • III
  • IV
  • V
  • VI
  • VII
  • v
  • т
  • е

К у группы ( / ˌ к eɪ J ¯u / ) является частью электромагнитного спектра в микроволновом диапазоне частот от 12 до 18  гигагерц (ГГц). Этот символ является сокращением от «K-under» (первоначально немецкий : Kurz-unten ), потому что это нижняя часть исходной полосы K НАТО , которая была разделена на три полосы (K u , K и K a ) из-за наличие атмосферного водяного парапик резонанса на частоте 22,24 ГГц (1,35 см), что сделало центр непригодным для передачи на большие расстояния. В радиолокационных приложениях он находится в диапазоне от 12 до 18  ГГц в соответствии с формальным определением номенклатуры частотных диапазонов радара в стандарте IEEE 521-2002. [1] [2]

К у группы в основном используется для спутниковой связи , в первую очередь нисходящей линии связи используются спутники прямого вещания для трансляции спутникового телевидения , а также для конкретных применений , таких как НАСА «ы реле слежения Data Спутник используется для Международной космической станции (МКС) связи и SpaceX Starlink спутников . [3] Спутники диапазона K u также используются для транзитных рейсов и, в частности, для спутниковой связи из удаленных мест обратно в студию телевизионной сети для монтажа и трансляции.. Полоса частот разделена Международным союзом электросвязи (ITU) на несколько сегментов, которые различаются в зависимости от географического региона. NBC была первой телевизионной сетью, которая в 1983 году связала большую часть своих партнерских каналов через диапазон K u .

Некоторые частоты в этом радиодиапазоне используются в радарных установках, используемых правоохранительными органами для обнаружения транспортных средств, превышающих скорость, особенно в Европе. [4]

Сегменты и регионы [ править ]

Одно из направлений использования диапазона - прямое спутниковое телевидение . Спутниковая антенна по месту жительства, который принимает спутниковый ТВ - каналы через К ¯u полосы СВЧ луча от вещания спутника связи в геостационарной орбите 35700 километров (22000 миль) над Землей.

Америка [ править ]

Сегменты в большей части Северной и Южной Америки представлены Районом 2 МСЭ от 11,7 до 12,2 ГГц ( частота местного генератора (LOF) от 10,75 до 11,25 ГГц), распределенным ФСС ( фиксированная спутниковая служба ), восходящая линия связи от 14,0 до 14,5 ГГц. Над Северной Америкой вращается более 22 спутников FSS в диапазоне K u , каждый из которых несет от 12 до 48 транспондеров мощностью от 20 до 120 Вт на транспондер и требует антенны длиной 0,8–1,5 м для четкого приема.

Сегмент от 12,2 до 12,7 ГГц (LOF от 11,25 до 11,75 ГГц) выделен BSS ( радиовещательной спутниковой службе ). BSS ( спутники прямого вещания DBS ) обычно несут от 16 до 32 транспондеров с полосой пропускания 27  МГц, работающих при мощности от 100 до 240 Вт, что позволяет использовать приемные антенны размером от 18 дюймов (450 мм).

Европа и Африка [ править ]

Сегменты в этих регионах представлены Районом 1 МСЭ, и это полосы частот от 11,45 до 11,7 и от 12,5 до 12,75 ГГц, распределенные ФСС ( фиксированная спутниковая служба , линия вверх от 14,0 до 14,5 ГГц). В Европе диапазон K u используется в диапазоне от 10,7 до 12,75 ГГц (низкий LOF 9,750 ГГц, высокий LOF 10,600 ГГц) для спутниковых служб прямого вещания, например, спутников Astra . Сегмент от 11,7 до 12,5 ГГц распределен BSS ( радиовещательной спутниковой службе ).

Австралия [ править ]

Австралия является частью Региона 3 МСЭ, и нормативно-правовая среда Австралии предоставляет лицензию на класс, 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 [ править ]

МСЭ классифицировал Индонезию в области P, страны с очень высоким уровнем осадков дождя. Это заявление заставило многих людей неуверенно использовать диапазон K u (11–18 ГГц) в Индонезии. Использование частот выше 10 ГГц в зоне сильного дождя обычно дает плохие результаты. Эта проблема может быть решена путем использования соответствующего бюджета канала при проектировании канала беспроводной связи. Более высокая мощность может преодолеть потерю из-за замирания под дождем .

Измерения ослабления в дожде в Индонезии были выполнены для линий спутниковой связи в Паданге, Сибинонге, Сурабае и Бандунге. Модель DAH для прогнозирования ослабления в дожде действительна для Индонезии, как и модель ITU. Модель DAH стала рекомендацией ITU с 2001 года (Рекомендация № ITU-R P.618-7). Эта модель может создать 99,7% доступное соединение, так что K u- диапазон может применяться в Индонезии.

Использование диапазона K u для спутниковой связи в тропических регионах, таких как Индонезия, становится все более частым. Несколько спутников выше Индонезии имеют K U -Band транспондеров , и даже K диапазона транспондеров. Newskies (NSS 6), запущенный в декабре 2002 г. и расположенный на 95 ° восточной долготы, содержит только транспондеры K u- диапазона, работающие в Индонезии ( Суматра , Ява , Борнео , Селебес , Бали , Нуса-Тенггара , Молуккские острова ). НСС 6 предполагается заменить на СЭС-12.в том же месте, который был запущен в июне 2018 года и содержит 54 K транспондеров u- диапазона. IPSTAR спутник, запущенный в 2004 году , также использует K ˙U диапазона следы. Другими спутниками, которые обеспечивают покрытие диапазона K u в Индонезии, являются Palapa D, MEASAT 3 / 3A, JCSAT-4B , AsiaSat 5 , ST 2, Chinasat 11, Korea Telecom Koreasat 8 / ABS 2 (2-я половина 2013 г.) и SES-8 .

Другое [ править ]

Другие распределения МСЭ в диапазоне K u были сделаны фиксированной службе (микроволновые вышки), 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 этой полосе частот, а другие - лишь второстепенные пользователи.

Преимущества [ править ]

По сравнению с диапазоном C диапазон K u не имеет аналогичных ограничений по мощности, чтобы избежать помех наземным микроволновым системам, и мощность его восходящих и нисходящих линий связи может быть увеличена. Эта более высокая мощность также приводит к уменьшению размеров приемных антенн и указывает на обобщение между передачей сигнала спутника и размером антенны. По мере увеличения мощности размер антенны будет уменьшаться. [6] [ необходима страница ]Это связано с тем, что цель тарелочного элемента антенны состоит в том, чтобы собирать падающие волны над областью и фокусировать их все на фактический приемный элемент антенны, установленный перед тарелкой (и направленный назад к ее лицевой стороне); если волны более интенсивны, их нужно собрать меньше, чтобы достичь той же интенсивности на принимающем элементе.

Основная привлекательность диапазона по сравнению с более низкочастотными микроволновыми диапазонами заключается в том, что более короткие длины волн позволяют получить достаточное угловое разрешение для разделения сигналов разных спутников связи, что достигается с помощью меньших наземных параболических антенн . Из критерия Рэлея , диаметр параболической тарелки необходимо создать диаграмму излучения с заданной угловой ширины луча ( коэффициент усиления ) пропорционален длине волны, а значит, обратно пропорциональна частоте. На частоте 12 ГГц 1-метровая антенна способна фокусироваться на одном спутнике, в то же время в достаточной степени отклоняя сигнал от другого спутника, находящегося всего в 2 градусах. Это важно, потому что спутники службы FSS (фиксированная спутниковая служба) (11,7–12,2 ГГц в США) разнесены всего на 2 градуса. На частоте 4 ГГц (диапазон C) 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 (Direct Broadcast Satellite) (12,2–12,7 ГГц в США) можно использовать антенны размером намного меньше 1 метра, поскольку эти спутники разнесены на 9 градусов. Поскольку уровни мощности как на C, так и на K u Диапазон спутников с годами увеличился, ширина луча антенны стала намного важнее, чем усиление.

Группа K u также предлагает пользователю большую гибкость. Меньший размер антенны и отсутствие у системы диапазона K u наземных операций упрощают поиск подходящего места для приема 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 для замирания в дожде, чем частотный спектр диапазона K a .

Недостатки [ править ]

Однако у системы диапазона K u есть некоторые недостатки . Около 10 ГГц - пик поглощения из-за релаксации ориентации молекул в жидкой воде. [8] Выше 10 ГГц преобладает рассеяние Ми . Эффект заключается в заметном ухудшении качества, обычно известном как затухание под дождем , во время сильного дождя (100 мм / ч). [9] Эта проблема может быть уменьшена путем передачи сигнала с более высокой мощностью со спутника для компенсации. Поэтому спутникам диапазона K u обычно требуется значительно больше мощности для передачи, чем спутникам диапазона C.

Другое ухудшение, вызванное погодными условиями, называемое «замирание снега», не относится к диапазону K u . Это происходит из-за скопления снега или льда на тарелке, что значительно меняет ее фокус.

Антенна земной станции оператора спутниковой связи требует более точного управления положением при работе в диапазоне K u из-за гораздо более узкого фокуса луча по сравнению с диапазоном C для антенны заданного размера. Точность обратной связи по положению выше, и для антенны может потребоваться система управления с обратной связью для сохранения положения при ветровой нагрузке на поверхность антенны.

См. Также [ править ]

  • Многофункциональный усовершенствованный канал передачи данных

Ссылки [ править ]

  1. ^ IEEE Std 521 - 2002 URL-адрес доступен только членам IEEE
  2. ^ Обратите внимание, что в диапазоне 11,2–12 ГГц рабочие определениядиапазонаK u и диапазона X перекрываются; Инженеры спутниковой связи обычно рассматривают частоты выше 11,2 ГГц как часть диапазона K u .
  3. ^ «SpaceX запрашивает разрешение FCC для работы всех Starlink первого поколения на более низкой орбите» . SpaceNews.com . 2020-04-21 . Проверено 23 апреля 2020 .
  4. ^ Глоссарий по радар-детекторам
  5. ^ "Радиосвязь (связь с космическим объектом) Лицензия класса 1998" . Федеральный регистр законодательства . Правительство Австралии. 2012-03-21 . Проверено 6 июля 2016 .
  6. ^ Мирабито, М; Моргенштерн, Б. (2004). Спутники: операции и приложения. Новые коммуникационные технологии (5 -е изд.). Берлингтон: Focal Press. ISBN 978-0240805863.
  7. ↑ Спутниковая связь: преимущества и недостатки. Архивировано 23 октября 2007 г. в Wayback Machine.
  8. ^ Мартин Чаплин: Вода и микроволновые печи .
  9. ^ TECH-FAQ: Ku-диапазон .

Внешние ссылки [ править ]

  • Информация о распределении частот, в основном для США
  • Диаграмма распределения спектра