Análisis de modelos de atenuación por lluvia en enlaces terrestres aplicados a enlaces espaciales

Abstract

En la actualidad, ha aumentado la demanda del uso del satélite para comunicaciones. Esto es debido a que el satélite es capaz de cubrir zonas geográficas extensas y llegar a lugares donde otros sistemas de comunicación tradicionales no pueden llegar. Las comunicaciones por satélite suelen hacerse a través de los denominados satélites de órbita geoestacionaria (GSO o <<Geo-Stationary Orbit Satellites>> por sus siglas en inglés) pero el aumento en la demanda antedicho está cambiando el sector y está haciendo que satélites de órbita no geoestacionaria (NGSO o <<NonGeo-Stationary Orbit Satellites>> por sus siglas en inglés) ubicados en órbitas inferiores que se han utilizado habitualmente para el posicionamiento global y la exploración científica, así como para la captura de imágenes de alta resolución de la superficie de la Tierra, estén transformando sus usos y se estén empezando a utilizar para fines comunicativos. El propósito de este trabajo es realizar un análisis comparativo de los diferentes modelos de estimación de la atenuación por lluvia para satélites a distintas frecuencias y elevaciones para su comparación con el modelo estandarizado de la ITU-R. Esto es fundamental a la hora de enfrentar los cambios en el sector puesto que, como bien los profesionales de la telecomunicación, el fenómeno más perjudicial para a las comunicaciones por satélite es la atenuación por lluvia. Este fenómeno es más dañino a medida que la longitud de onda se aproxima al tamaño de la gota de agua, es decir, cuanto mayor es la frecuencia de onda emitida.

Nowadays, there is an increasing demand for the use of satellites for communications.This is because satellites are able to cover large geographical areas and reach places where other traditional communication systems cannot reach. Satellite communications are usually done through the so-called geostationary orbit satellites (GNSO or "Geo-Stationary Orbit Satellites") however the increased demand mentioned above is changing the sector and is causing non-geostationary orbit satellites (NGSO or "Non-Geo-Stationary Orbit Satellites") located in lower orbits and that have been commonly used for global positioning and scientific exploration, as well as for capturing high-resolution images of the Earth's surface, are transforming their uses and are beginning to be used for communication purposes. The purpose of this work is to perform a comparative analysis of the different rain attenuation estimation models for satellites at different frequencies and elevations to be afterwards compared with the standardized ITU-R model. This is essential when facing changes in the industry since, as telecommunication professionals know, the most damaging phenomenon for satellite communications is rain attenuation. This phenomenon is more damaging as the wavelength approaches the size of a drop of water, i.e. the higher the frequency of the emitted wave.

En l'actualitat, ha augmentat la demanda de l'ús del satèl·lit per a comunicacions. Això és pel fet que el satèl·lit és capaç de cobrir zones geogràfiques extenses i arribar a llocs on altres sistemes de comunicació tradicionals no poden arribar. Les comunicacions per satèl·lit solen fer-se a través dels denominats satèl·lits d'òrbita geoestacionària (GSO o <<Geo-Stationary Orbit Satellites>> per les seves sigles en anglès) però l'augment en la demanda avantdit està canviant el sector i està fent que satèl·lits d'òrbita no geoestacionària (NGSO o <<NonGeo-Stationary Orbit Satellites>> per les seves sigles en anglès) situats en òrbites inferiors que s'han utilitzat habitualment per al posicionament global i l'exploració científica, així com per a la captura d'imatges d'alta resolució de la superfície de la Terra, estiguin transformant els seus usos i s'estiguin començant a utilitzar per a fins comunicatius. El propòsit d'aquest treball és realitzar una anàlisi comparativa dels diferents models d'estimació de l'atenuació per pluja per a satèl·lits a diferents freqüències i elevacions per a la seva comparació amb el model estandarditzat de la ITU-R. Això és fonamental a l'hora d'enfrontar els canvis en el sector perquè, com bé els professionals de la telecomunicació, el fenomen més perjudicial per a a les comunicacions per satèl·lit és l'atenuació per pluja. Aquest fenomen és més nociu a mesura que la longitud d'ona s'aproxima a la grandària de la gota d'aigua, és a dir, com més gran és la freqüència d'ona emesa.