Yer-uydu haberleşmesi yağmur nedeniyle oluşan E.M. zayıflatmasının istatistiksel yöntemlerle modellenmesi

Abstract

ÖZET Bir haberleşme sisteminden beklenen, haberleşme kalitesinin en kötü koşulda bile belirli bir seviyeden düşük olmamasıdır. Bu nedenle haberleşmenin kesintiye uğramasına neden olabilecek tüm faktörler dikkate alınarak tasarım yapılmalıdır. Mikrodalga frekanslarında elektromagnetik dalganın zayıflamasına yol açabilecek en önemli nadenlerden biri yağışlardır. Yağmur zayıflatması, yer-uydu bağlantısının kopmasına neden olacak bir seviyeye kadar artabilir. Bunu önlemenin yolu, sistemin özelliklerini belirlerken zayıflatma verilerini de tasarım parametresi olarak kullanmaktır. Yağmur nedeniyle oluşan zayıflatmanın olasılık dağılım eğrileri tasarım sırasında kullanılmalıdır. Olasılık dağılım eğrilerini elde etmenin ilk akla gelen yöntemi ölçümlerle (en az beş yıllık) elde edilmiş verileri kullanmaktır. Ancak, bu türlü verilerin bulunmadığı, özellikle uydu sistemlerinin yeni kurulacağı durumlarda alternatif yöntemler geliştirilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla kullanılacak metodun, yerel özellikleri, yer-uydu yolu geometrisini ile işaretin frekans ve polarizasyonunu dikkate almalıdır. Bu çalışmada meteorolojik ölçümlerden elde edilen yağış verilerini kullanarak, zayıflatmanın kestirilmesi yöntemleri incelenecektir. Genel olarak bütün kestirim yöntemlerinde 1-5 dakika birikim (integrasyon) süreli yağış verisine gereksinim duyulur. Ancak Türkiye için bu kadar kısa birikim süreli düzenli ölçümler mevcut değildir. Ancak 24 saat birikim süreli ölçümler, T.C. Meteoroloji Genel Müdürlüğü' nden Türkiye'de 214 ölçüm istasyonundan 30-60 yıl süreyle ölçülmüş yağmur verileri sağlanmıştır. Tezin ilk bölümünde yer-uydu bağlantısı ve yağmur zayıflatmasının alıcıya ulaşan işaret gücüne etkisi incelenmiştir. İkinci bölümde, yağmur verilerine dayanarak zayıflatmanın kestirilmesi için kullanılan Leitao- Watson Modeli anlatılmıştır. Üçüncü bölümde ise 24 saat birikim süreli verilerden 1 dakikalık verilerin elde edilme yöntemi açıklanmıştır. Sunuçta elde edilen sonuçlar Eklerde verilmiştir.

ABSTRACT One of the desired properties of a satellite communication system is the high operational availability during the life of the system. Rain is one of the important causes of atmospheric loss in the microwave frequencies (above 10 GHz). When the rain intensity increases, the system may be driven to a point where the communication link fails. For this reason radio attenuation data is expected to be one of the most important data for determining the characteristics of the system. For such a system annual statistical behavior of the attenuation must be obtained for every location where a communication link is planned. If possible the radio attenuation data collected over a period of minimum 5 years should be used. In cases such measurements are not available, meteorological data should be preprocessed in order to predict the attenuation. A method used for this purpose should take into account polarization and frequency of the signal, path geometry and location characteristics of station. In this thesis, a methodology to predict the attenuation based on meteorological data will be presented. All prediction methods needs meteorlogical data with 1-5 min integration time. But, we gathered the meteorological data with 24 hour integration time for about 214 sites in TÜRKİYE with the for a time span of 30-60 years. Satellite link and the effects of rain attenuation on link will be explained in the first section. In the second section, Leitao- Watson model will be presented. And the methodology of producing 1 minute rain data based from the data which has 24 hour integration time will be presented in the third section. VI