Investigation of rain attenuation affecting links to NGSO satellites.

In the field of satellite communication, a very recurrent topic nowadays is the saturation of the lower frequency bands. For this reason, in the last few years, new technologies were developed in order to use higher frequency bands. The adoption of Non-Geostationary orbits (NGSO) brings to an increment of the received power, as a consequence of the reduction of the distance of the satellite. In this context, an ESA project is born, called MEKaP (MEO Ka-band propagation). This study involves Politecnico di Milano, Sapienza Università di Roma, Instituto de Telecomunicações-Aveiro Pole and Thales Alenia Space Italia and its aim is to characterize the main properties of the atmospheric radio channel of a MEO Ka-band SatCom system. This campaign relies on the O3b (Other 3 billion) satellite constellation and on four different ground station, located in the three different sites of Milan, Rome and Aveiro. The final objective is to improve the models for Non-Geostationary systems and to to extend the experimental database of ITU-R. This thesis is just a part of the whole project. The final aim is to extract the rain attenuation from the data of received power coming from O3b constellation, so that, the first data of NGSO satellites, using Ka band, can be exploited. In the end, it would be possible to build the Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF) for each site. The statistical studies demonstrate a good lognormal trend of the curves and confirm a very dry 2022, especially for Milan and Rome.

Nell'ambito della comunicazione satellitare, oggi un tema molto ricorrente è quello della saturazione delle bande di frequenza bassa. Per questo negli ultimi anni sono state sviluppate nuove tecnologie che usufruiscono di bande di frequenza alte. L'adozione di orbite Non-Geostazionarie (NGSO) porta a un aumento della potenza ricevuta, come conseguenza della riduzione della distanza del satellite. In questo contesto è nato un progetto ESA, chiamato MEKaP (MEO Ka-band propagation). Questo studio coinvolge Politecnico di Milano, Sapienza Università di Roma, Instituto de Telecomunicações-Aveiro Pole and Thales Alenia Space Italia e ha come scopo quello di caratterizzare le principali proprietà del canale radio atmosferico di un sistema MEO che usa la banda Ka. Questa campagna fa affidamento sulla costellazione di satelliti O3b e su quattro differenti stazioni, distribuite nei tre siti di Milano, Roma e Aveiro. Lo scopo finale sarà quello di migliorare i modelli per sistemi NGSO ed estendere il database sperimentale ITU-R. Questa tesi è una piccola parte di questo progetto. Lo scopo finale è estrarre l'attenuazione da pioggia dai dati di potenza ricevuta della costellazione O3b, sfruttando cosi i primi dati disponibili di satelliti non geostazionari, che usano banda Ka. Infine sarà possibile costruire le statistiche cumulative per ogni sito. Gli studi statistici mostrano un buon andamento logaritmico delle curve e confermano un 2022 molto secco, soprattutto nelle stazioni di Roma e Milano.