衛星通信

衛星通信は、その伝搬経路に人工衛星を使用するあらゆる通信リンクを指します。 衛星通信は、現代生活において重要な役割を果たしている。 2000以上の人工衛星が使用されています。 それらは静止軌道、モーニヤ軌道、楕円軌道、低軌道にあり、従来のポイントツーポイント通信、モバイルアプリケーション、テレビ・ラジオ番組の配信に利用されている。 衛星通信の簡単な歴史については、以下を参照してください。 http://www.britannica.com/EBchecked/topic/524891/satellite-communication. 通信衛星の軌道と衛星通信アプリケーションの詳細については、以下を参照してください。 http://en.wikipedia.org/wiki/Communications_satellite.

衛星通信は高い周波数の信号を使用する傾向があります。 超高周波（UHF）、300MHz～3GHz、超高周波（SHF）、3～30GHzの高周波信号を使用します。 軌道上の衛星に伝搬される電波は、伝搬経路の環境条件に影響されます。 真空中では電波信号は光速で伝搬するが、電離層などのプラズマが存在すると、信号は群遅延や位相進みの影響を受け、また吸収やシンチレーションによる減衰の影響を受ける。 信号に対する環境の影響は周波数に依存し、第一近似的には伝搬経路に沿って存在するプラズマの構造量に比例する。

電離層の変動（宇宙天気）により、伝搬信号に対する影響は非常に変化しやすい。 ある程度のレベルまでは、伝搬に対する宇宙天気の影響は工学的な設計ソリューションによって軽減することができますが、宇宙天気は、放送信号が電離層を通過するときに減衰および／または激しいシンチレーションによって通信の完全な損失につながる可能性があります。 電離層を越える伝搬では、受信信号の振幅と位相が急激に変化することをシンチレーションという。 シンチレーションは、電離層内の構造によって発生する。 シンチレーションの強さは、使用する信号の周波数と、伝搬路に沿ったプラズマ密度やプラズマドリフトの空間構造に依存します。 具体的には、放送信号の屈折・回折成分の建設的・破壊的干渉により受信機でのシンチレーションが発生する。

参考文献

Basu et al., Specification of the occurrence of equatorial ionospheric scintillations during the main phase of large magnetic storms within solar cycle 23, RADIO SCIENCE, VOL. 45, RS5009, doi:10.1029/2009RS004343, 2010.

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David J. Whalen, The Origins of Satellite Communications 1945-1965 (2002).

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