车载非静止轨道卫星监测系统链路计算

简 晨，潘 琳

（国家无线电监测中心陕西监测站，陕西 西安 712000）

1 NGSO卫星系统及监测

随着卫星通信技术快速发展，传统应用的C/ Ku频段静止轨道（GSO）资源日趋饱和，Ka等更高频段的NGSO卫星得到广泛关注，兴起了以NGSO为主的宽带互联网卫星建设热潮。国际上已有多个新型宽带互联网卫星通信星座系统投入运营，如O3B、Oneweb及Starlink等。NGSO星座具有规模大、频段宽、覆盖范围广等特点，因此，有必要采用车载式监测系统对固定监测系统覆盖不到的区域进行下行信号频率占用情况等信息的监测。对于NGSO卫星系统的监测，应采用跟踪天线。为获得更高的G/T值，应尽可能增大天线口径，而车载系统受车辆平台限制口径不宜过大。因此，系统设计应精确考虑不同地区不同仰角时的链路损耗。

本文首先介绍ITU相关建议书对降雨、云层、水蒸气和对流层导致的卫星通信损耗精确计算的方法及计算模型，之后利用Python及相关模块，给出计算示例，为车载系统建设提供依据。

2 地空链路损耗介绍

地空链路除自由空间损耗外[1]，还应考虑非电离层大气效应[2]，主要包括降雨衰减、云层衰减、大气吸收衰减和对流层闪烁衰减。

2.1 自由空间损耗

对于点到点链路，应用以下公式计算自由空间损耗：

式中，Lbf为自由空间传输损耗（dB）；f为频率（MHz）；d为距离（km）。

2.2 降雨导致的固定概率衰减

单位距离雨衰量γR（dB/km）可以通过公式（2）计算[3]：

式中，k和α均为频率f（GHz）的函数；R为降雨强度，详细参数的计算参考引文[3]。超出年均降雨量p时间雨衰Ap可通过超出0.01%年平均降雨量R0.01导致的衰减A0.01计算：