衛星通信回線における降雨減衰の継続時間特性とデータ伝送効率に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650403
• Research Institution: OSAKA ELECTRO-COMMUNICATION UNIVERSITY
• Principal Investigator: 前川 泰之 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (30181572)
• Keywords: 衛星回線 / 降雨減衰 / Ka帯 / Ku帯 / 継続時間特性 / 雨滴粒径分布 / 前線 / 不稼働率

Research Abstract

大阪電気通信大学(寝屋川市)構内の衛星通信実験局で過去15年間以上にわたり連続測定を行ったCS-2、CS-3、およびN-StarのKa帯ビーコン波(19.45GHz、右旋偏波、仰角49.5°)を用いて、各種前線通過時の降雨減衰の累積時間と継続時間特性を詳しく調べた。その結果、4dB以下のしきい値では、温暖・寒冷・閉塞前線、5dB以上のしきい値では停滞前線や夕立・台風による降雨時に発生する減衰がより大きな累積時間率を占めることが分った。また、継続時間分布は3〜10dB程度のしきい値に対し、寒冷前線、停滞前線、夕立・台風の順に大きくなり、しきい値が低い場合には温暖前線が占める時間率が大きくなり、しきい値が高くなると停滞前線南側の影響が大きくなることが示された。同様に過去13年間にわたって連続測定されたKu帯放送衛星電波(11.84GHz、右旋偏波、仰角41.4°)を用い、各種前線通過時におけるKa、Ku両周波数帯間の降雨減衰特性の比較検討を行なった。その結果、減衰比の年変化については、梅雨期に停滞前線上を低気圧が通過する際に発生する降雨では減衰比が大きいのに対し、秋雨期の停滞前線の南側で発生する降雨では夏季の夕立と同様減衰比が小さいことが分った。この変化は主として雨滴粒径分布の差異で生じ、前者は霧雨型、後者は雷雨型との対応が示された。さらに、過去4年間(1995-1998)測定されたKu帯JCSATの上下回線(14/12GHz)の降雨減衰量を用い、軌道位置110°(BS)、132°(N-Star)、および150°(JCSAT)の各衛星間でサテライトダイバシテイを行なった際に期待される不稼働率の改善度について数値的に検討を行なった。計算は降雨事象毎の雨滴粒径分布に応じて減衰係数を変換し、衛星間の測定値をKa帯(19.45GHz)あるいはKu帯(11.84GHz)に換算することにより行なった。その結果、Ka帯では10〜20dB(Ku帯では3〜10dB)程度の減衰量に対し、約20〜50%の不稼動率の改善が見込めることが分った。

Research Products

• [Publications] Y.Shibagaki, M.D.Yamanaka, S.Shimizu, H.Uyada, A.Watanabe, Y.Maekawa, S.Fukao: "Meso-beta to gamma-scale circulations associated with precipitating clouds near the Baiu front observed by the MU and meteorological radar"J. Meteor. Soc. Japan. Vol.78. 69-91 (2000)
• [Publications] Y.Maekawa: "Year-to-year variations in attenuation ratio of Ka-band to Ku-band satellite signals"Proc. of the 2000 International Symposium on Antennas and Propagation. Vol.1. 281-284 (2000)
• [Publications] Y.Maekawa: "Rain attenuation characteristics in Ku and Ka band satellite communications related to the kinds of rain fronts"2001 Joint Conference on Satellite Communications (JC-SAT 2001). 109-114 (2001)