18/02/2013 - Auswirkungen der Atmosphäre auf die Signalausbreitung in THz-Frequenzen

Menéame

Gase und Wolken verursachen Störungen der Signale Hochfrequenz-Radiofrequenzen. Eine Studie über Polytechnische Universität Madrid (UPM) wird vorgeschlagen, sie zu charakterisieren, um so die Auswirkungen zu quantifizieren, die sie auf künftige Kommunikations- oder atmosphärische Beobachtungssysteme in der Frequenz von THz. Diese Arbeit ist Teil eines großen nationalen Projekts, genannt TeraSense, für die Entwicklung von Technologie auf diesen Frequenzen.

Die Forschung wird durchgeführt in der Abteilung für Signale, Systeme und Funkkommunikation der Technische Hochschule für Telekommunikationsingenieure. Gustavo Siles ist der Forscher, der für diese Studie verantwortlich ist, die ursprünglich als Dissertation unter der Leitung von José Manuel Riera konzipiert wurde, in Zusammenarbeit mit Pedro García del Pino, dem letzten Professor für Universitätsakademie für technische Telekommunikationstechnik.

Die Forschungsergebnisse wurden in internationalen Zeitschriften veröffentlicht und auf nationalen und internationalen Kongressen (URSI, EuCAP) und in Workshops im Rahmen der COST IC0802 organisiert, ein Treffpunkt, an dem Instrumente und Verbreitungsdaten für integrierte Systeme der Telekommunikation, Navigation und Erdbeobachtung entwickelt wurden. In diesem Zusammenhang sprachen sich EU-Telekommunikationsexperten für die Entwicklung eines koordinierten Pakets von Modellen, Techniken und Daten aus, die mit dem Funkkanal in Verbindung stehen. Ziel war es, die Gestaltung und Leistung der integrierten globalen Netze zu verbessern, die auch die Telekommunikation in naher Zukunft oder die Navigations- und Erdbeobachtungssysteme umfassen sollen.

Gustavo Siles erklärt, dass seine Studie auf den Daten beruht, die die Wettererhebungen liefern, die durch den Start von Ballons durchgeführt werden, die eine Radiosonde transportieren. Auf diese Weise werden direkte Wettermessungen an verschiedenen Stellen der Atmosphäre durchgeführt, und es ist möglich, die vertikale Verteilung entlang der Strecke zu untersuchen, die in der Regel eine Höhe von 35 km erreicht.

"Aus unserem Arbeitsbereich, der die Untersuchung der Ausbreitung von Radio durch die Atmosphäre mit Hilfe dieser Maßnahmen ist, kann man die Abschwächung oder den Verlustgrad berechnen, die die Atmosphäre durch die Wirkung von Wasser- und Sauerstoffdampf in einer Satelliten-Land-Kommunikationsverbindung erzeugt, sowie durch das Vorhandensein von flüssigem Wasser, das die Wolken bilden, wenn sie vorhanden sind," sagt Siles.

"Das Verfahren gilt jedoch nur bei freiem Himmel oder leichter Wolkenbewölbung, während bei Prüfung des Regens während der Bohrung die Berechnung aufgrund der Art der Prozesse, die in Niederschlagsszenarien stattfinden, nicht gültig ist. Deshalb muss man die Anwesenheit von Regen während einer Umfrage identifizieren, die einer der relevanten Aspekte ist, die wir in unserer Studie angesprochen haben."

Die Anwesenheit von Regen ist in erster Linie verantwortlich für Signalverluste bei hohen Frequenzen. "Aber neben diesen Verlusten ist zu berücksichtigen, dass die Wirkung von Wasserdampf (Wasserdämpfung) in der Atmosphäre, ebenso wie die Wirkung von Wolken, als relevanter gilt, da die Frequenz steigt, wie sie im THz-Band zu finden ist," fügt der Autor der These hinzu.

Neben umfangreichen Kenntnissen über die Zusammensetzung der Atmosphäre musste sich Siles für die Durchführung dieser Studie auf Daten stützen, die von der staatlichen Agentur für Meteorologie und der Wetterstation des ETSI für Telekommunikation selbst vorgelegt wurden. "Das Feld der Signalausbreitung erfordert das Wissen um das Medium, das wir studieren. Wir müssen ihre physische Struktur, Hauptbestandteile, Druck, Temperatur und Feuchtigkeit in verschiedenen Höhen der Atmosphäre kennen und das Vorhandensein von Wasser- und Eispartikeln beschreiben, die je nach Häufigkeit zu Verlusten bei einem Signal führen können oder nicht."

Der Forscher behauptet, daß er während der Arbeit herausfand, daß es Leute gebe, die Radiosonden sammeln (Radiosonde hunting). Die Sonden, die Funksignale aussenden, werden mit einfachen Empfängern lokalisiert, ähnlich denen, die Amateurfunk benutzen, obwohl der Fallort mehr als 100 km vom Startpunkt. "Dank der Erfahrung dieser Sondenjäger Wir haben einige Daten von Interesse für unsere Studie erhalten, wie die Zeit des Aufstiegs des Ballons und die Auswirkung des Windes auf seinen Weg."

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