В статье анализируются факторы, влияющие на организацию спутниковой связи в условиях высоких широт России. На основании рекомендаций МСЭ-R в области распространения радиоволн проведена оценка потерь энергии сигнала в Арктике как в свободном пространстве, так и с учетом атмосферного слоя. Расчеты проведены для углов места от 1 до 20 градусов в С- и Ku-диапазонах с учетом климатических факторов, характерных для Крайнего Севера: интенсивность осадков и общий столбчатый объем жидкой воды в атмосфере. Результаты расчетов представлены зависимостями от угла места, что позволяет использовать полученные данные для оценки энергетического бюджета спутниковых линий связи в критических условиях высоких широт. Также рассмотрены потери энергии сигнала из-за неточности наведения антенн, которые определяются шириной диаграммы направленности антенн и внешними дестабилизирующими факторами, одним из которых в условиях Крайнего Севера является повышенная ветровая нагрузка. Дана оценка шумовых параметров приемной земной станции, причем в условиях малых углов места шумовая температура антенны определяется шумами излучения атмосферы, а именно влиянием газов атмосферы, облачности и осадков. Результаты представлены в виде зависимости шумовой температуры от угла места для в С- и Ku-диапазонов на основе расчетов потерь в атмосфере. Проведенное исследование планируется использовать при разработке рекомендаций по энергетическому расчету спутниковых линий в Арктических регионах России на границе зоны видимости геостационарных спутников.
The article analyzes the factors influencing the organization of satellite communications in the conditions of high latitudes of Russia. Using ITU-R recommendations on radio wave propagation, an assessment of signal energy losses is provided for low elevation angles in free space and in the atmospheric layer. Calculations were performed for elevation angles from 1 to 20 degrees in the C- and Ku-bands, taking into account climatic factors characteristic of the Far North: precipitation intensity and total integrated liquid water content in the atmosphere. The calculation results are presented as dependencies on the elevation angle, which allows the obtained data to be used for assessing the energy budget of satellite communication links in critical high-latitude conditions. Signal energy losses due to antenna pointing inaccuracies are also considered, which are determined by the antenna's beamwidth and external destabilizing factors, one of which in the Far North conditions is increased wind load. An assessment of the noise parameters of a receiving earth station is provided, where under low elevation angle conditions, the antenna noise temperature is determined by atmospheric radiation noise, specifically the influence of atmospheric gases, cloudiness, and precipitation. The results are presented as the dependence of noise temperature on the elevation angle for the C- and Ku-bands, based on calculations of atmospheric losses. The conducted research is planned to be used in the development of recommendations for the energy calculation of satellite links in the Arctic regions of Russia at the edge of the visibility zone of geostationary satellites.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.