Modelos de propagação terra-satélite na banda Ka

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesCom o grande desenvolvimento das comunicações via satélite acima dos 3GHz, cuja elevada largura de banda permite a implementação de serviços inovadores, torna-se determinante caracterizar com rigor o canal de propagação troposférico. O principal objectivo deste trabalho foi a exploração parcial dos dados de uma campanha experimental que está a ser conduzida à vários anos em Aveiro pela monitorização de uma baliza de satélite e recolha de dados meteorológicos, nomeadamente taxa de precipitação. Foram ainda usados dados obtidos por medidas radiométricas. O estudo incidiu na avaliação do desempenho dos modelos ITU para uma série de parâmetros estáticos e dinâmicos do canal. Esta motivação surge devido ao défice de dados, em particular, nesta região da Europa, caracterizada por um ambiente marítimo temperado. No primeiro capítulo é feita uma breve introdução sobre as bases de dados experimentais, especificação do trabalho e a organização dos dados. Os dois capítulos seguintes falam sobre os fenómenos meteorológicos importantes na propagação do sinal, e é apresentada uma descrição sobre os principais fenómenos de propagação: atenuação, cintilação e despolarização. Após os capítulos introdutórios é feito um estudo sobre os modelos ITU que serviram de base de comparação com os resultados. São analisados e comparados os resultados experimentais obtidos a partir de dados de radiómetro com os modelos ITU para a: a atenuação, água líquida, vapor de água, pior mês de atenuação e desvanecimento para um período de 4 anos. Também foram analisados e comparados com os modelos ITU várias grandezas nomeadamente taxa de precipitação, atenuação, e respectivo pior mês, discriminação da polarização cruzada e dados meteorológicos, obtidos na campanha experimental com a baliza de 19.7GHz do satélite HotBird-6, obtidos entre Setembro de 2004 e Agosto de 2007. Na parte final deste trabalho são apresentados quadros para a submissão de dados (tanto do radiómetro como da baliza de 19.7GHz do satélite HotBird-6) para o banco de dados do ITU.With the fast development of Earth-Satellite communications above 3GHz, whose high bandwidth allows the implementation of innovative services, it is necessary to know accurately the signal impairments through the troposphere. The main objective of this work was the study of signal behaviour especially in terms of attenuation level and precipitation as a meteorological factor, to compare with existing models. This motivation is due to a lack of data, particularly in this region of Europe, characterized by a temperate maritime environment. The first chapter gives a brief introduction about the experimental arrangement, available propagation databases and a resume of the thesis contents. The two following chapters introduce the relevant tropospheric parameters that impact the propagation of a signal. The main propagation phenomena are described: attenuation, scintillation and depolarization. After the introductory chapters the ITU models, which served as a basis for comparison with the experimental statistical results, are described and commented. Our field measurements, derived from TSky measurements with a radiometer at 21.3, 23.8 and 31.7GHz, are compared with the ITU models attenuation, liquid water, water vapour, worst month of attenuation and fading, with data acquired for a period of 4 years on a continuous basis. The ITU models were also tested with rain rate, attenuation and worst month, XPD and meteorological data collected in the framework of a beacon experiment. The beacon receiver is pointed to the satellite HotBird-6 at 19.7GHz, and collected data between September 2004 and August 2007. The experiment is going on but we had only for now 3 years of concurrent meteorological and beacon data. A few tables of propagation parameters comprising beacon, radiometer and meteorological parameters are presented at the end of the thesis. These tables will be submitted shortly to be considered for inclusion in the ITU Study Group 3 database