2025年卫星通信雨衰论证 .pdfVIP

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

卫星通信雨衰论证

摘要：卫星通信在输油管道的语音通信、自动化信号传输和应急抢险中起着

不可替代的作用,而卫星信号的传输随着使用频段的变化,受降雨的影响也有很大

相同。本文依据兰成渝输油管道系统的卫星通信应用,探讨在C波段、Ku波段雨

衰对卫星通信各个技术指标的改变,同时根据多年卫星通信维护经验,总结出在不

同频段下,克服或减少雨衰对通信影响的措施。

关键词：卫星通信雨衰Ku波段兰成渝管道

兰成渝输油管道卫星通信系统采用香港亚洲卫星公司3S卫星的Ku波段转

发器,卫星位置为东经105.5°,采用正交双线极化方式。降雨对Ku波段卫星通信

的影响比较严重,在兰成渝卫星通信系统组网和调试运行中,我对Ｋｕ波段信号的

特点有了全面的了解,尤其是对雨衰的影响有了本质性的认识,提出一套切实可行

的预防雨衰的具体改进措施。

1、Ku波段卫星通信的主要特点

(1)Ku波段卫星单转发器功率一般比较大,多采用赋形波束覆盖,卫星EIRP较

大,加上Ku波段接收天线效率高于C波段接收天线,因此Ku波段的天线口径远

小于C波段,从而可有效地降低接收成本。(2)C波段卫星通信遭受地面微波等干

扰源的同频干扰比较严重,而Ku波段的地面干扰很小,大大地降低了对接收环境

的要求。鉴于兰成渝输油管道的特殊地理地貌,更适合采用Ku波段。(3)降雨对

Ku波段卫星通信的影响比较严重,其上下行信号降雨衰耗远大于C波段,暴雨情

况下Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB,而C波段最大雨衰量一般

不超过1dB。(4)Ku波段还有通信距离远,建设成本与通信距离无关、不受地理环

境影响,卫星覆盖区域内的任何点可实现通信。通信容量大,可自发自收等特点。

2、雨衰的产生及影响

当电磁波穿过降雨的区域时,雨不仅吸收电波能量,而且对电波产生散射。这

种吸收和散射共同形成电波衰减,我们称为雨衰。雨衰的大小与雨滴直径与波长

的比值有着密切的关系,当信号的波长比雨滴大时,散射衰减起决定作用,当电磁

波的波长比雨滴小时,吸收损耗起决定作用,无论是吸收或散射作用,其效果都使

电波在传播方向遭受衰减;当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大,一般情

况下（比如中短波）电磁波的波长远大于雨滴直径,故衰减很小,Ｃ波段信号受雨

衰的影响也可以忽略。对于10GHz以上的电磁波,雨衰的影响就非常明显了,在链

路计算中必须考虑雨衰的影响。频率越高雨衰的影响越大,大雨和暴雨的对电磁

波的衰减要比小雨大得多。

3、克服雨衰影响的几项措施

考虑Ku频段抗雨衰策略时,首先应准确得到某一特定区域的降雨衰减。在此

基础上国际上一般采取如下抗雨衰策略:(1)链路的备余量:Ku频段卫星通信链路

通常留6dB余量,在高降雨地区,完全靠这种方法不现实,应在具备适当链路余量

的基础上,综合考虑其他方法。但这种方式将会占用过多的卫星资源,在晴空时造

成资源浪费,下大雨时,可能又不够用。(2)功率控制:对于Ku波段的卫星通信系统,

建议在地球站设置上行链路自适应功率控制(AUPC),或者进一步采用以网络管理

为基础的全网自动功率控制(APC)或动态功率控制(DPC)系统,才能有效地对抗降

雨衰耗的影响。(3)采用编码及降速率技术:在雨衰较大时,可以采用前向纠错编码

技术(FEC)来减小传输的误码率。(4)空间分集技术:在多雨或卫星仰角很低的地区,

先天下之忧而忧，后