ＳｅＩｅｃｔｅ
Ｐａｐｅ
文选登
Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路
效率比较分析
＋黄娟（中国地质大学数学与物理学院）
摘要：本文主要通过Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率的数据分析对比，得出Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率相同的结论，这个结论表明Ｋｕ频段的锅面较Ｃ频段小的原因并非Ｋｕ频段的天线增
益大，而是由于卫星上的日ＰＲｌ重澈大。
关键词：卫星通讯；ＫＬ煅；Ｃ频段；天线；日ＰＲ值
在卫星广播电视通讯中，主要用到的是Ｃ频段和Ｋｕ频段电波信号。根据ＩＥＥＥ５２１—２００２标准，Ｃ频段是指频率在４—８ＧＨｚ的无线电波频段。通
比ＩＥＥＥ５２１—２００２标准下的Ｋ频段的频率低。对于卫星电视广播来说，其下行使用频率范围在１１．７—１２．７５ＧＨｚ之间，故通常称为１２ＧＨｚ卫星广播。从频率上看，Ｋｕ频段的频率为Ｃ频段频率的３倍，而波长是Ｃ频段４ＧＨｚ波长的１／３。
在对Ｋｕ频段和ｃ频段的认识上，普遍存在一个误区，即Ｋｕ频段接收天线的口径较小，这是因为Ｋｕ频段的波长短，在口面效率和增益相同的条件下。Ｋｕ频段使用的天线口径可以是Ｃ频段天线口径的１／３，但从整个卫星传输链路上来看，考虑空间自由损耗因素，情况却并非如此。
圆形口面卫星天线增益的计算方法为：
Ｇ＝２０Ｉｇ（１ｒＤ，入）＋１０Ｉｇｖ（ｄＢ）
其中，Ｄ一天线口径，单位为ｍ；入一电波波长，单位为ｍ；ｖ一天线的口面效率。
常，匕行频率范围为５．９２５—６鲍５ＧＨｚ
之间，下行频率则为３．７—４．２ＧＨｚ，．即上下行带宽各为５００ＭＨｚ，通常称为４ＧＨｚ卫星广播。
Ｃ频段需要使用一个较大的正馈天线，通常是由６瓣组成的分体锅，也可采用一体式的整体锅。早期，卫星通信使用的是Ｃ频段，后来因为Ｃ频段变得拥挤，于是，相继出现了Ｋｕ频段、Ｋａ频段等。
根据ＩＥＥＥ５２１—２００２标准。Ｋｕ频段是指频率在１２—１８ＧＨｚ的无线电波频段。Ｋｕ即“Ｋ—ｕｎｄｅｒ”
（德
从上式可以看出天线增益Ｇ与电波波长为反比的关系，ｃ频段的波长比Ｋｕ频段波长高３倍，在口面效率相同、天线口径相同的条件下，Ｋｕ频段天线增益比Ｃ频段天线增益高２０１９３ｄＢ，即９．５４ｄＢ。
但是，在空间传输中，电波的损耗来自自由空间的扩散损耗ＬＯ和下行链路的附加损耗△Ｌ，其中主要损耗来自自由空间的扩散损耗Ｌ０，其计算方法为：
Ｌ０＝２０Ｉｇ（４１ｒｄ，入）
其中，入一下行传输电波波长，单位为ｍ；ｄ一下行接收点与卫星的距离。
语：Ｋｕｒｚ—ｕｎｔｅｎ），表示其频率
０６４万方数据ｊ貔
附加损耗△Ｌ的产生主要是由雨衰和大气吸收衰减引起的。当电磁波穿过降雨区域时，雨滴会吸收和散射电波，故而造成衰减，雨衰的大小和雨滴半径与波长的比值有着密切关系。而雨滴半径则与降雨率有关。实测结果表明，雨滴半径约０．０２５—０．３ｃｍ，在Ｋｕ频段内，
搭。ｊ丧ｊ
岳、Ｆ‘。睾。
电波的波长在２．５锄左右，因此在Ｋｕ频段雨衰的影响是
比较大的；而在Ｃ频段，因波长在７．５ｃｍ左右，波长大于雨滴半径，故降雨产生的衰减是比较小的，通常不超过０．５ｄＢ。Ｋｕ频段内。雨衰对数字卫星电视广播产生的影响是十分显著的。降雨产生的衰减随着降雨率的增大而增大，根据实测和估算，在Ｋｕ频段短时间内（数分钟）雨衰可以高达２０ｄＢ，显然如此大的衰减量将使广播线路暂时中断，因此在Ｋｕ频段的传输链路中，需要考虑雨衰的因素，雨衰的大小还与接收点的地理位置、海拔高度，电波的极化方式，接收天线的仰角等因素有关。
那么，在Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率比较分析中，需要考虑降雨和非降雨的条件，在非降雨的情况下。Ｋｕ频段波长入＝２．５ｃｍ，Ｃ频段波长入＝７．５ｃｍ，从公式可以算出，Ｃ频段中，扩散损耗Ｌ０＝１９６．２０ｄＢ，Ｋｕ频段的扩散损耗Ｌ０＝２０５．７４ｄＢ，Ｋｕ频段在自由空间传输链路的损耗比ｃ频段在自由空间传输链路的损耗高２０１９３ｄＢ，即９．５４ｄＢ。如果考虑降雨因素，Ｋｕ频段的电波损耗还会增加２０ｄＢ左右。
根据以上推断，在非降雨条件下，Ｋｕ频段和ｃ频段传输链路中，Ｋｕ频段接收天线的增益比Ｃ频段高９．５４ｄＢ，但是在链路的传输过程中，Ｋｕ频段的衰减比Ｃ频段高９．５４ｄＢ。所以，非降雨条件下，Ｋｕ频段和Ｃ频段在整个传输链路上效率是相同的。那么，为什么Ｋｕ频段天线口径做得比Ｃ频段天线小呢？
卫星有一个重要的参数叫等效全向辐射功率，记为ＥＩＲＰ，此项参数代表了卫星辐射功率的大小。通常，Ｋｕ频段广播卫星星上转发器的功率比ｃ频段转发器功率大得多，其等效全向辐射功率也大。例如，中星６Ｂ的Ｃ频段转发器功率为８２Ｗ，武汉地区的ＥＩＰＲ值为４４．５ｄＢ，而中星９号Ｋｕ频段转发器的功率则为１９５Ｗ，武汉地区的ＥＩＰＲ值为５６ｄＢ。由于ＥＩＲＰ值高，地面场强也高，因此可以用较小的天线接收，从而有效地降低了
接收成本。更方便个体接收。脚
万方数据
华力创通
兰｜ｌＩ
北京华力创通科技股份宥限公田
地址ｔ北京市海淀区东北旺西路８曩院乙１８番电话ｔ０１０．８２９６６３１５传真Ｉ们Ｏ—Ｂ２∞３２口５网址１ｗｗｗ．ｈｗ－ｃｒ・鼻ｔ・．ｏｏｍ，ｃｎ
Ku频段和C频段传输链路效率比较分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄娟
中国地质大学数学与物理学院卫星与网络
Satellite & Network2012(9)
引用本文格式：黄娟 Ku频段和C频段传输链路效率比较分析[期刊论文]-卫星与网络 2012(9)
ＳｅＩｅｃｔｅ
Ｐａｐｅ
文选登
Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路
效率比较分析
＋黄娟（中国地质大学数学与物理学院）
摘要：本文主要通过Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率的数据分析对比，得出Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率相同的结论，这个结论表明Ｋｕ频段的锅面较Ｃ频段小的原因并非Ｋｕ频段的天线增
益大，而是由于卫星上的日ＰＲｌ重澈大。
关键词：卫星通讯；ＫＬ煅；Ｃ频段；天线；日ＰＲ值
在卫星广播电视通讯中，主要用到的是Ｃ频段和Ｋｕ频段电波信号。根据ＩＥＥＥ５２１—２００２标准，Ｃ频段是指频率在４—８ＧＨｚ的无线电波频段。通
比ＩＥＥＥ５２１—２００２标准下的Ｋ频段的频率低。对于卫星电视广播来说，其下行使用频率范围在１１．７—１２．７５ＧＨｚ之间，故通常称为１２ＧＨｚ卫星广播。从频率上看，Ｋｕ频段的频率为Ｃ频段频率的３倍，而波长是Ｃ频段４ＧＨｚ波长的１／３。
在对Ｋｕ频段和ｃ频段的认识上，普遍存在一个误区，即Ｋｕ频段接收天线的口径较小，这是因为Ｋｕ频段的波长短，在口面效率和增益相同的条件下。Ｋｕ频段使用的天线口径可以是Ｃ频段天线口径的１／３，但从整个卫星传输链路上来看，考虑空间自由损耗因素，情况却并非如此。
圆形口面卫星天线增益的计算方法为：
Ｇ＝２０Ｉｇ（１ｒＤ，入）＋１０Ｉｇｖ（ｄＢ）
其中，Ｄ一天线口径，单位为ｍ；入一电波波长，单位为ｍ；ｖ一天线的口面效率。
常，匕行频率范围为５．９２５—６鲍５ＧＨｚ
之间，下行频率则为３．７—４．２ＧＨｚ，．即上下行带宽各为５００ＭＨｚ，通常称为４ＧＨｚ卫星广播。
Ｃ频段需要使用一个较大的正馈天线，通常是由６瓣组成的分体锅，也可采用一体式的整体锅。早期，卫星通信使用的是Ｃ频段，后来因为Ｃ频段变得拥挤，于是，相继出现了Ｋｕ频段、Ｋａ频段等。
根据ＩＥＥＥ５２１—２００２标准。Ｋｕ频段是指频率在１２—１８ＧＨｚ的无线电波频段。Ｋｕ即“Ｋ—ｕｎｄｅｒ”
（德
从上式可以看出天线增益Ｇ与电波波长为反比的关系，ｃ频段的波长比Ｋｕ频段波长高３倍，在口面效率相同、天线口径相同的条件下，Ｋｕ频段天线增益比Ｃ频段天线增益高２０１９３ｄＢ，即９．５４ｄＢ。
但是，在空间传输中，电波的损耗来自自由空间的扩散损耗ＬＯ和下行链路的附加损耗△Ｌ，其中主要损耗来自自由空间的扩散损耗Ｌ０，其计算方法为：
Ｌ０＝２０Ｉｇ（４１ｒｄ，入）
其中，入一下行传输电波波长，单位为ｍ；ｄ一下行接收点与卫星的距离。
语：Ｋｕｒｚ—ｕｎｔｅｎ），表示其频率
０６４万方数据ｊ貔
附加损耗△Ｌ的产生主要是由雨衰和大气吸收衰减引起的。当电磁波穿过降雨区域时，雨滴会吸收和散射电波，故而造成衰减，雨衰的大小和雨滴半径与波长的比值有着密切关系。而雨滴半径则与降雨率有关。实测结果表明，雨滴半径约０．０２５—０．３ｃｍ，在Ｋｕ频段内，
搭。ｊ丧ｊ
岳、Ｆ‘。睾。
电波的波长在２．５锄左右，因此在Ｋｕ频段雨衰的影响是
比较大的；而在Ｃ频段，因波长在７．５ｃｍ左右，波长大于雨滴半径，故降雨产生的衰减是比较小的，通常不超过０．５ｄＢ。Ｋｕ频段内。雨衰对数字卫星电视广播产生的影响是十分显著的。降雨产生的衰减随着降雨率的增大而增大，根据实测和估算，在Ｋｕ频段短时间内（数分钟）雨衰可以高达２０ｄＢ，显然如此大的衰减量将使广播线路暂时中断，因此在Ｋｕ频段的传输链路中，需要考虑雨衰的因素，雨衰的大小还与接收点的地理位置、海拔高度，电波的极化方式，接收天线的仰角等因素有关。
那么，在Ｋｕ频段和Ｃ频段传输链路效率比较分析中，需要考虑降雨和非降雨的条件，在非降雨的情况下。Ｋｕ频段波长入＝２．５ｃｍ，Ｃ频段波长入＝７．５ｃｍ，从公式可以算出，Ｃ频段中，扩散损耗Ｌ０＝１９６．２０ｄＢ，Ｋｕ频段的扩散损耗Ｌ０＝２０５．７４ｄＢ，Ｋｕ频段在自由空间传输链路的损耗比ｃ频段在自由空间传输链路的损耗高２０１９３ｄＢ，即９．５４ｄＢ。如果考虑降雨因素，Ｋｕ频段的电波损耗还会增加２０ｄＢ左右。
根据以上推断，在非降雨条件下，Ｋｕ频段和ｃ频段传输链路中，Ｋｕ频段接收天线的增益比Ｃ频段高９．５４ｄＢ，但是在链路的传输过程中，Ｋｕ频段的衰减比Ｃ频段高９．５４ｄＢ。所以，非降雨条件下，Ｋｕ频段和Ｃ频段在整个传输链路上效率是相同的。那么，为什么Ｋｕ频段天线口径做得比Ｃ频段天线小呢？
卫星有一个重要的参数叫等效全向辐射功率，记为ＥＩＲＰ，此项参数代表了卫星辐射功率的大小。通常，Ｋｕ频段广播卫星星上转发器的功率比ｃ频段转发器功率大得多，其等效全向辐射功率也大。例如，中星６Ｂ的Ｃ频段转发器功率为８２Ｗ，武汉地区的ＥＩＰＲ值为４４．５ｄＢ，而中星９号Ｋｕ频段转发器的功率则为１９５Ｗ，武汉地区的ＥＩＰＲ值为５６ｄＢ。由于ＥＩＲＰ值高，地面场强也高，因此可以用较小的天线接收，从而有效地降低了
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Ku频段和C频段传输链路效率比较分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄娟
中国地质大学数学与物理学院卫星与网络
Satellite & Network2012(9)
引用本文格式：黄娟 Ku频段和C频段传输链路效率比较分析[期刊论文]-卫星与网络 2012(9)