Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/28937
Title: High-order Earth-satellite propagation channel measurement and modelling at Ka and Q/V-bands
Other Titles: Medida e modelação de elevada ordem do canal de propagação Terra-satélite nas bandas Ka e Q/V
Author: Jorge, Flávio Miguel da Silva
Advisor: Rocha, Armando
Riva, Carlo Giuseppe
Keywords: Spectrum planning and management
Space-borne radio systems and services
Earth-space radio channel structure
Earth-space propagation phenomena
Impairments variability and dynamics
Propagation impairment mitigation techniques
Spectral-efficiency
Frequency-reuse schemes
Polarization diversity
Radio-frequency interference detection
Identification and mitigation
Atmospheric depolarization
Cross polarization
Depolarization ratio
Ice depolarization
Rain depolarization
Depolarization variability
Depolarization mitigation
Depolarization dynamics
Rain attenuation
Attenuation variability
Fade mitigation
Fade dynamics
Tropospheric scintillation
Defense Date: Jul-2020
Abstract: This work focuses on high-capacity spectral-efficient Earth-space microwave communication links, supporting the access to wider and less congested bandwidths and providing the required technological advances on radiowave propagation for the design and operation of system-technologies improving the spectral efficiency, proposing the operation of frequency-reuse schemes and polarization diversity techniques at Ka- and Q/V-bands. Because the suitable planning, successful deployment and effective, spectralefficient and interference-free, operation of all space-borne systems and services is necessarily related and directly dependent, although not exclusively, on the propagation channel conditions, this work provides a comprehensive and systematic approach intending the relevant propagation phenomena characterization and understanding, modelling and mitigation. It is proved that there is a bigger operational margin for the operation of the abovementioned system-technologies than what may be believed by considering the international recommended models. Major challenges are envisaged, specially in what concerns the ice-induced depolarization that is more persistent and takes longer than the corresponding rain-induced effects. Nevertheless, their mitigation is possible for which the depolarization shall be the controlling variable. The time lag of 15 minutes is identified as the best trade-off between affordable time and achievable gain in the framework of a time diversity scheme.
Este trabalho foca-se em links de comunicação Terra-espaço em microondas espectralmente eficientes e de elevada capacidade, suportando o acesso a larguras de banda maiores e menos congestionadas e ofereçendo os avanços tecnológicos necessários em termos de propagação de ondas de rádio para o projeto e operação de tecnologias de sistema que visam o uso otimizado do espectro, propondo a operação de esquemas de reuso de frequência e de técnicas de diversidade de polarização nas bandas Ka e Q/V. Porque o adequado planeamento, a implementação bem sucedida, bem como a efetiva operação, espectralmente eficiente e livre de interferências, de todos os sistemas e serviços espaciais está necessariamente relacionada e diretamente dependente, ainda que não exclusivamente, das condições do canal de propagação, este trabalho oferece uma abordagem completa e sistemática pretendendo a caracterização, compreensão, modelação e mitigação dos fenómenos de propagação relevantes. É provado existir uma maior margem operacional para a operação das tecnologias acima mencionadas do que aquela que se acredita existir considerando os modelos internacionais recomendados. São previstos maiores desafios, especialmente no que concerne à despolarização causada por gelo que é mais persistente e que dura mais tempo do que os correspondentes efeitos causados por chuva. De qualquer forma, a sua mitigação é possível e para a qual a despolarização deverá ser a variável de controlo. O intervalo de tempo de 15 minutos é identificado como o melhor compromisso entre tempo acessível e ganho alcançável no contexto de um esquema de diversidade temporal.
URI: http://hdl.handle.net/10773/28937
Appears in Collections:UA - Teses de doutoramento
DETI - Teses de doutoramento

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