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Frequenzbereich |
12–18 GHz |
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Wellenlängenbereich |
2,5–1,67 cm |
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Verwandte Bänder |
Die K u band () ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums im Mikrowellenbereich von Frequenzen von 12 bis 18 Gigahertz (GHz). Das Symbol ist die Abkürzung für "K-under" (19459025), da es sich um den unteren Teil der ursprünglichen NATO-K-Band handelt, die in drei Bänder aufgeteilt wurde (K u K und K a ) wegen des Vorhandenseins des atmosphärischen Wasserdampfresonanzpeaks bei 22,24 GHz (1,35 cm), der das Zentrum für eine Übertragung über große Entfernungen unbrauchbar machte. Bei Radaranwendungen liegt der Frequenzbereich zwischen 12 und 18 GHz gemäß der formalen Definition der Radarfrequenzband-Nomenklatur im IEEE-Standard 521-2002. [1][2]
K u Band wird hauptsächlich für die Satellitenkommunikation verwendet, insbesondere für die Abwärtsverbindung, die von Satelliten mit direkter Ausstrahlung zur Ausstrahlung von Satellitenfernsehen und für bestimmte Anwendungen wie den Tracking Data Relay Satellite der NASA verwendet wird, der sowohl für die Kommunikation mit dem Space Shuttle als auch mit der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet wird. K u Band-Satelliten werden auch für Backhauls und insbesondere für Satelliten von entfernten Standorten zurück zum Studio eines Fernsehsenders zum Bearbeiten und Senden verwendet. Das Band wird von der International Telecommunication Union (ITU) in mehrere Segmente unterteilt, die sich je nach geografischer Region unterscheiden. NBC war das erste Fernsehsender, das 1983 einen Großteil seiner Filial-Feeds über K u band übertrug.
Einige Frequenzen in diesem Radioband werden in Radarkanonen verwendet, die von Strafverfolgungsbehörden zur Erkennung von Geschwindigkeitsüberschreitungen von Fahrzeugen verwendet werden, insbesondere in Europa. [3]
Segmente und Regionen
Amerika [ edit ]
Segmente in den meisten Teilen Nord- und Südamerikas werden durch die ITU-Region 2 von 11,7 bis 12,2 GHz (Local Oscillator Frequency (LOF) 10,75 bis 11,25 GHz) repräsentiert, die der FSS (Fixed Satellite Service), Uplink von 14,0 bis 14,5 GHz. Über Nordamerika kreisen mehr als 22 FSS K u -Bandsatelliten, die jeweils 12 bis 48 Transponder mit 20 bis 120 Watt pro Transponder transportieren und für einen klaren Empfang eine Antenne von 0,8 m bis 1,5 m benötigen.
Das Segment 12,2 bis 12,7 GHz (LOF 11,25 bis 11,75 GHz) wird dem BSS (Broadcasting Satellite Service) zugewiesen. BSS (DBS Direct Broadcast-Satelliten) übertragen normalerweise 16 bis 32 Transponder mit einer Bandbreite von 27 MHz und einer Leistung von 100 bis 240 Watt, sodass Empfängerantennen mit einer Größe von nur 450 mm (18 Zoll) verwendet werden können.
Europa und Afrika [ Bearbeiten ]
Segmente in diesen Regionen werden durch die ITU-Region 1 dargestellt. Dabei handelt es sich um die 11,45- bis 11,7- und 12,5- bis 12,75-GHz-Bänder, die dem FSS zugewiesen sind (fester Satellitendienst, Uplink 14.0 bis 14.5 GHz). In Europa wird das K u -Band von 10,7 bis 12,75 GHz (LOF Low 9,750 GHz, LOF High 10,750 GHz) für Direktsendungssatellitendienste wie die von den Astra-Satelliten übertragenen verwendet. Das 11,7- bis 12,5-GHz-Segment ist dem BSS (Broadcasting Satellite Service) zugeordnet.
Australien [ ]
Australien ist Teil der ITU-Region 3, und das australische Regelungsumfeld bietet eine Klassenlizenz für Downlinking von 11,70 GHz bis 12,75 GHz und Uplinking von 14,0 GHz bis 14,5 GHz. [4]
Indonesien [ Bearbeiten ]
Die ITU hat Indonesien als Region P eingestuft, Länder mit sehr starkem Niederschlag. Diese Aussage hat viele Menschen unsicher gemacht, ob sie das K u -Band (11 – 18 GHz) in Indonesien verwenden. Wenn in einem Starkregengebiet Frequenzen über 10 GHz verwendet werden, verringert sich die Verfügbarkeit der Kommunikation. Dieses Problem kann durch Verwendung eines geeigneten Verbindungsbudgets beim Entwerfen der drahtlosen Kommunikationsverbindung gelöst werden. Eine höhere Leistung kann den Verlust durch Regenschwund überwinden.
Messungen der Regendämpfung in Indonesien wurden für Satellitenkommunikationsverbindungen in Padang, Cibinong, Surabaya und Bandung durchgeführt. Das DAH-Modell zur Vorhersage der Regenabschwächung gilt zusätzlich zum ITU-Modell für Indonesien. Das DAH-Modell ist seit 2001 eine ITU-Empfehlung (Empfehlung Nr. ITU-R S.618-7). Dieses Modell kann eine zu 99,7% verfügbare Verbindung herstellen, so dass das K u -Band in Indonesien angewendet werden kann.
Die Nutzung des K u -Bandes für die Satellitenkommunikation in tropischen Regionen wie Indonesien wird immer häufiger. Mehrere Satelliten über Indonesien haben K u -Band-Transponder und sogar K einen -Band-Transponder. Newskies (NSS 6), das im Dezember 2002 gestartet und auf 95 ° Ost positioniert wurde, enthält nur K u -Band-Transponder mit einem Fußabdruck auf Indonesien (Sumatra, Java, Borneo, Celebes, Bali, Nusa Tenggara, Molukken) ). NSS 6 soll am selben Standort durch SES-12 ersetzt werden, der im Juni 2018 gestartet wurde und 54 K u -Band-Transponder trägt. Der im Jahr 2004 gestartete iPSTAR-Satellit verwendet ebenfalls K und Band-Footprints. Weitere Satelliten, die K u band-Cover für Indonesien bereitstellen, sind Palapa D, MEASAT 3 / 3A, JCSAT-4B, AsiaSat 5, ST 2, Chinasat 11 und Korea Telecom Koreasat 8 / ABS 2 (2. Halbjahr 2013). und SES-8.
Andere [ Bearbeiten ]
Andere ITU-Zuweisungen wurden innerhalb des K u -Bandes für den Festnetzdienst (Mikrowellentürme), Radioastronomiedienst, Raumfahrt vorgenommen Suchdienst, Mobilfunkdienst, Satellitenmobilfunkdienst, Funkortungsdienst (Radar), Amateurfunkdienst und Funknavigation. Allerdings arbeiten nicht alle diese Dienste tatsächlich in diesem Bereich, und andere sind nur geringfügige Benutzer.
Vorteile Bearbeiten
Im Vergleich zum C-Band ist das K-Band und in der Leistung nicht gleichermaßen eingeschränkt, um Interferenzen mit terrestrischen Mikrowellensystemen zu vermeiden Die Leistung der Uplinks und Downlinks kann erhöht werden. Diese höhere Leistung führt auch zu kleineren Empfangsschüsseln und weist auf eine Verallgemeinerung zwischen der Übertragung eines Satelliten und der Größe einer Schüssel hin. Wenn die Leistung zunimmt, nimmt die Größe der Antenne ab. [5] [ Seite benötigt Dies liegt daran, dass das Schüsselelement der Antenne die einfallenden Wellen über einem sammelt Bereich und fokussieren Sie sie alle auf das eigentliche Empfangselement der Antenne, das vor der Schüssel angebracht ist (und zurück auf das Gesicht zeigt); Wenn die Wellen intensiver sind, müssen weniger davon gesammelt werden, um die gleiche Intensität am Empfangselement zu erzielen.
Eine Hauptattraktion des Bandes gegenüber niederfrequenten Mikrowellenbändern besteht darin, dass die kürzeren Wellenlängen eine ausreichende Winkelauflösung ermöglichen, um die Signale verschiedener Kommunikationssatelliten zu trennen, die mit kleineren terrestrischen Parabolantennen erreicht werden können. Nach dem Rayleigh-Kriterium ist der Durchmesser einer Parabolschale, der zum Erzeugen eines Strahlungsmusters mit einer gegebenen Winkelstrahlbreite (Verstärkung) erforderlich ist, proportional zur Wellenlänge und somit umgekehrt proportional zur Frequenz. Bei 12 GHz kann eine 1-Meter-Antenne auf einen Satelliten fokussieren und gleichzeitig das Signal eines anderen Satelliten in einem Abstand von nur 2 Grad ausreichend zurückweisen. Dies ist wichtig, da Satelliten im FSS-Dienst (Fixed Satellite Service) (11,7-12,2 GHz in den USA) nur 2 Grad voneinander entfernt sind. Bei 4 GHz (C-Band) ist eine 3-Meter-Antenne erforderlich, um diese enge Winkelauflösung zu erzielen. Beachten Sie die inverse lineare Korrelation zwischen Tellergröße und Frequenz. Für K u -Satelliten im DBS-Dienst (Direct Broadcast Satellite) (12,2-12,7 GHz in den USA) können Gerichte verwendet werden, die viel kleiner als 1 Meter sind, da diese Satelliten einen Abstand von 9 Grad haben. Da die Leistungspegel sowohl auf C- als auch auf K-Band-Satelliten im Laufe der Jahre zugenommen haben, ist die Strahlbreite der Schüssel viel kritischer als die Verstärkung geworden.
Die Band K u bietet einem Benutzer auch mehr Flexibilität. Eine kleinere Schalengröße und die Freiheit eines K u band-Systems von terrestrischen Operationen vereinfachen das Finden einer geeigneten Schalenstelle. Für den Endverbraucher ist das K u -Band im Allgemeinen billiger und ermöglicht kleinere Antennen (sowohl wegen der höheren Frequenz als auch wegen eines stärker fokussierten Strahls). [6] K u -Band ist auch weniger anfällig zu regnen verblassen als das K ein Bandfrequenzspektrum.
Nachteile Bearbeiten
Es gibt jedoch einige Nachteile von K und Bandsystemen. Bei 10 GHz liegt der Absorptionspeak aufgrund der Orientierungsrelaxation von Molekülen in flüssigem Wasser. [7] Oberhalb von 10 GHz übernimmt die Mie-Streuung. Der Effekt ist eine merkliche Verschlechterung, die im Allgemeinen als Regenverblassen bei starkem Regen (100 mm / h) bezeichnet wird. [8] Dieses Problem kann jedoch durch die Bereitstellung einer geeigneten Strategie für das Verbindungsbudget beim Entwurf des Satellitennetzwerks und die Zuweisung verringert werden Ein höherer Stromverbrauch zum Ausgleich des Regenverlustes. Daher benötigen die K u -Bandsatelliten typischerweise erheblich mehr Leistung zum Senden als die C-Band-Satelliten.
Ein ähnliches Phänomen namens "Schnee verblassen" ist nicht spezifisch für die Band K u . Es ist darauf zurückzuführen, dass sich Schnee oder Eis auf einem Teller ansammelt, wodurch sich sein Brennpunkt erheblich verändert.
Die Earth Station-Antenne des Satellitenbetreibers erfordert eine genauere Positionssteuerung, wenn sie im K u -Band betrieben wird, da der Fokusstrahl im Vergleich zum C-Band für eine Schüssel einer bestimmten Größe viel schmaler ist. Die Genauigkeit der Positionsrückmeldung ist höher, und für die Antenne ist möglicherweise ein geschlossener Regelkreis erforderlich, um die Position unter Windbelastung der Schüsseloberfläche aufrechtzuerhalten.
Siehe auch [ Bearbeiten ]
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Externe Links Bearbeiten