rain fade La televisione satellitare o televisione via satellite, è la televisione che giunge agli utenti in broadcast o multicast per mezzo di onde radio emesse da trasmettitori posti su satelliti per telecomunicazioni geostazionari.

I segnali trasmessi sono modulati su una portante da e verso il satellite. In generale le tipologie di sistemi satellitari per telecomunicazioni si differenziano tra loro nelle loro caratteristiche tecniche in base all'applicazione o destinazione d'uso (es. broadcasting, telefonia satellitare, internet satellitare, sistemi di radiolocalizzazione e radionavigazione).

Le frequenze utilizzate per i setelliti televisivi, in genere, sono quelli della banda Ku (12–18 GHz), mentre quelli per internet satellitare, sono solitamente sulla banda Ka (26,5–40 GHz).

Durante la visione di un programma televisivo, quasi tutti ci siamo imbattuti in una perdita di segnale durante un temporale. Contrariamente a quello che molti credono, non è lo spessore della coltre di nubi ad attenuare i segnali satellitari ma la concentrazione di gocce d’acqua nell’atmosfera e nelle stesse nubi. In pratica è lo stesso fenomeno che si manifesta nel funzionamento di un forno a microonde. Una radiazione elettromagnetica ad alta frequenza (come quella generata dalle trasmissioni satellitari e dal Magnetron presente nel forno) produce oscillazioni nelle molecole che possiedono polarizzazione come l'acqua: aumentando il moto, l'energia viene convertita in calore e il segnale diventa più debole.

 

Il segnale ricevuto da una fonte radio si può misurare in vari modi ma in particolare, nel mondo delle comunicazioni radio digitali, si utilizza un parametro che tiene conto del numero di bit trasferibili con quel determinato segnale. Il valore di questo parametro chiamato Eb/No e per una parabola televisiva è quasi sempre lo stesso durante le belle giornate ed è dipendente dal diametro, dal puntamento e da altri piccoli fattori che lo fanno leggermente oscillare intorno ad un valore di base.

Su frequenze così elevate il Rain fade è molto evidente ed esistono addirittura dei metodi matematici per calcolarlo in base alla potenza del segnale emesso, dall'angolo di ricezione della parabola ed altri fattori. Ecco un articolo di esempio su quanto possa influire.

Il KWOS ha un stazione di ricezione delle immagini del Meteosat Second Generation che utilizza un satellite geostazionario chiamato EUTELSAT 10a per inviarle a terra in broadcast. Uno dei software utilizzati dal sistema è BDADataEx che permette l'interfacciamento del tuner con il PC. Questo software ha la funzione di logging in cui scrive molte volte al minuto il valore di Eb/No .

Monitorando questo valore e con successive elaborazioni basate sul controllo della deviazione giornaliera del segnale o abbassamenti di segnale causato dal passaggo del Sole, è possibile stimare il rain rate.

Ecco un esempio di come viene confrontato con altri sistemi di monitoraggio della pioggia.

compare snr 19 01 2020

Sulla stessa immagine è presente anche il risultato di un altro progetto basato sullo stesso fenomeno: Nefocast

Oltre ai due Rain rate calcolati dal segnale delle due parabole, come comparazione, sono stati scelti due tipi di pluviometri: pluviometro a bascula doppio layer e un mini radar a 26GHz che usa l'effetto doppler. In più è rappresentato il campo elettrico che è dipendente dalla carica elettrica contenuta all'interno delle nuvole: maggiori saranno i Kvolts/metro registrati, più grande sarà il cumulonenbo che transiterà sulla stazione di rilevamento.

Due articoli spiegano come ottenere il Rain Rate dall'attenuazione del segnale ricevuto:
  Rainfall Detection and Rainfall Rate Estimation Using Microwave Attenuation
  Rainfall measurement from the opportunistic use of an Earth–space link in the Ku band