Войти
| Диапазон частот | 12–18 ГГц |
|---|---|
| Диапазон длин волн | 2,5–1,67 cm |
| Связанные диапазоны |
Диапазон Ku() представляет собой часть 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 исходного NATO K band, который был разделен на три полосы. (K u, K и Ka ) из-за присутствия резонансного пика атмосферного водяного пара на частоте 22,24 ГГц (1,35 см), который сделал 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.
Kuдиапазон в основном используется для спутниковой связи, в частности, нисходящая линия, используемая спутниками прямого вещания для вещания спутникового телевидения, а также для конкретных приложений, таких как НАСА слежения за спутником передачи данных используется для связи Международной космической станции (МКС) и спутников SpaceX Starlink. Спутники диапазона K u также используются для транзитных маршрутов и, в частности, для спутников из удаленных мест обратно в студию телевизионной сети для редактирования и вещания. Полоса частот разделена Международным союзом электросвязи (ITU) на несколько сегментов, которые различаются в зависимости от географического региона. NBC была первой телевизионной сетью, которая связала большую часть своих партнерских каналов через полосу K u в 1983 году.
Некоторые частоты в этом радиодиапазоне используются в радары, используемые правоохранительными органами для обнаружения движущихся транспортных средств, особенно в Европе.
Одно использование полосы спутниковое телевидение прямого вещания. спутниковая тарелка в жилом доме, которая принимает спутниковые телевизионные каналы по микроволновому лучу диапазона K u от вещательного спутника связи на геостационарной орбите 35 700 километров (22 000 миль) над Землей. Сегменты в большей части Северной и Южной Америки представлены Регионом МСЭ 2 от 11,7 до 12,2 ГГц (Локальный осциллятор частота (LOF) от 10,75 до 11,25 ГГц), распределенная ФСС (фиксированная спутниковая служба ), восходящая линия от 14,0 до 14,5 ГГц. Над Северной Америкой вращается более 22 спутников FSS диапазона K u, каждый из которых несет от 12 до 48 транспондеров, от 20 до 120 ватт на транспондер и требует наличия Антенна 0,8–1,5 м для хорошего приема.
Сегмент от 12,2 до 12,7 ГГц (LOF от 11,25 до 11,75 ГГц) выделен BSS (спутниковая радиовещательная служба ). BSS (спутники прямого вещания DBS ) обычно несут от 16 до 32 транспондеров с полосой пропускания 27 МГц, работающие при мощности от 100 до 240 Вт, что позволяет использовать приемные антенны размером от 18 дюймов ( 450 мм).
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 для FSS (фиксированный спутник service, uplink 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, таких как услуги, предоставляемые Astra спутники. Сегмент от 11,7 до 12,5 ГГц распределен BSS (спутниковая радиовещательная служба ).
Австралия является частью Региона 3 МСЭ, и нормативно-правовая среда Австралии предоставляет лицензию на класс, охватывающую нисходящую линию связи от 11,70 ГГц до 12,75 ГГц и восходящую линию связи от 14,0 ГГц до 14,5 ГГц.
ITU классифицирует Индонезию как регион P, страны с очень большим количеством дождевых осадков. 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 потери на замирание в дожде.
. Измерения ослабления в дожде в Индонезии были выполнены для каналов 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 г. (Рекомендация № ITU-R P.618-7). Эта модель может создать 99,7% доступное звено, так что диапазон K u можно применять в Индонезии.
Использование диапазона K u для спутниковой связи в тропических регионах, таких как Индонезия, становится все более частым. Несколько спутников над Индонезией имеют транспондеры с диапазоном K u и даже транспондеры с диапазоном Ka. (NSS 6), запущенный в декабре 2002 г. и расположенный на 95 ° восточной долготы, содержит только транспондеры с диапазоном K u и расположенными в Индонезии (Суматра, Ява, Борнео, Селебес, Бали, Нуса Тенггара, Молуккские острова ). NSS 6 предполагается заменить на SES-12 в том же месте, который был запущен в июне 2018 года и имеет 54 транспондера с диапазоном K u. Спутник iPSTAR, запущенный в 2004 году, также использует зону покрытия диапазона K u. Другие спутники, которые обеспечивают диапазон K u, покрывают Индонезию: Palapa D, MEASAT 3 / 3A, JCSAT-4B, AsiaSat. 5, ST 2, Chinasat 11, Korea Telecom Koreasat 8 / ABS 2 (2-е полугодие 2013 г.) и SES-8.
Другие распределения МСЭ в диапазоне K u были выполнены фиксированной службе (микроволновые вышки), радиоастрономической службе, службе космических исследований, подвижной службе, подвижной спутниковой службе, радиолокационной службе (радар), радиолюбительская служба и радионавигация. Однако не все эти службы фактически работают в этой полосе частот, а другие - лишь второстепенные пользователи.
По сравнению с C-диапазоном, 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 размера приемных антенн и указывает на обобщение между передачей сигнала спутника и размером антенны. По мере увеличения мощности размер антенны будет уменьшаться. 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 в принимающем элементе.
Основная привлекательность полосы 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, которое достигается с помощью меньших наземных параболических антенн. Согласно критерию Рэлея, диаметр параболической тарелки, необходимый для создания диаграммы направленности с заданной угловой шириной луча (усилением ), пропорционален длина волны и, следовательно, обратно пропорциональна частоте. На частоте 12 ГГц 1-метровая антенна способна фокусироваться на одном спутнике, в то же время в достаточной степени подавляя сигнал от другого спутника, находящегося всего в 2 градусах. Это важно, потому что спутники в службе FSS (фиксированная спутниковая служба) (11,7–12,2 ГГц в США) разнесены всего на 2 градуса. На частоте 4 ГГц (диапазон C) требуется 3-метровая антенна для достижения такого узкого углового разрешения. 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 менее 1 метра, поскольку эти спутники разнесены на 9 градусов. Поскольку уровни мощности на спутниках диапазонов C и K u с годами увеличивались, ширина луча антенны стала гораздо более важной, чем усиление.
Диапазон 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 полоса K u обычно дешевле и позволяет использовать антенны меньшего размера (как из-за более высокой частоты, так и из-за более сфокусированного луча). Полоса K u также менее уязвима к замиранию в дожде, чем частотный спектр полосы K a.
Однако есть некоторые недостатки системы полос K u. Около 10 ГГц - пик поглощения из-за релаксации ориентации молекул в жидкой воде. Выше 10 ГГц действует рассеяние Ми. Эффект представляет собой заметное ухудшение характеристик, обычно известное как замирание при дожде, во время сильного дождя (100 мм / ч). Эта проблема может быть уменьшена путем передачи более мощного сигнала со спутника для компенсации. Следовательно, спутники диапазона K u обычно требуют значительно большей мощности для передачи, чем спутники диапазона C.
Другое вызванное погодными условиями ухудшение, называемое «замирание в снегу», не является специфическим для диапазона 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 данного 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.
