Kバンド​

K uバンド( / ˌ k eɪ ˈ j uː / ) は、12 ～ 18 ギガヘルツ (GHz) の周波数のマイクロ波帯域の電磁スペクトルの部分です_。この記号は「K-under」（元々はドイツ語: Kurz-unten）の略で、これは、22.24 GHz ( 1.35 cm) に大気中の水蒸気共鳴ピークが存在するため、中心周波数が長距離伝送に使用できなくなり、3 つのバンド (K _u、K、および_Ka )に分割された元の NATO K バンドの下部です。レーダー用途では、IEEE Standard 521–2002のレーダー周波数帯域命名法の正式な定義に従って、12 ～ 18 GHzの範囲になります。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}    

K _uバンドは主に衛星通信に使用され、特に衛星テレビを放送するために直接放送衛星が使用するダウンリンク、および国際宇宙ステーション(ISS) 通信に使用されるNASAの追跡データ中継衛星やSpaceX のStarlink衛星などの特定のアプリケーションに使用されます。^{[ 3 ]} K _uバンド衛星はバックホールにも使用され、特に遠隔地からテレビネットワークのスタジオに衛星を送信して編集および放送するために使用されます。このバンドは、国際電気通信連合(ITU) によって地理的地域によって異なる複数のセグメントに分割されています。NBCは、1983 年に系列局フィードの大部分を K _uバンド経由でアップリンクした最初のテレビネットワークでした。

この無線帯域の一部の周波数は、特にヨーロッパにおいて、法執行機関がスピード違反車両を検出するために使用するレーダー銃に使用されています。 ^{[ 4 ]}

Cバンドと比較して、Ku_バンドは地上マイクロ波システムとの干渉を避けるために電力が同様に制限されておらず、アップリンクとダウンリンクの電力を増やすことができます。この電力の増加は受信アンテナの小型化にもつながり、衛星の送信とアンテナのサイズの間に一般化があることを示しています。電力が増加すると、アンテナのアンテナのサイズは小さくなります。^{[ 6 ]}これは、アンテナのアンテナ素子の目的は、ある領域からの入射波を集めて、アンテナの前面に設置され（アンテナの面に向かって）アンテナの実際の受信素子にすべて集中させることであるためです。波の強度が高ければ、受信素子で同じ強度を達成するために集める波の数は少なくて済みます。

低周波マイクロ波帯に比べてこの帯域の大きな利点は、波長が短いため、より小型の地上パラボラアンテナで、異なる通信衛星の信号を分離するのに十分な角度分解能が得られることです。レイリーの基準によれば、所定の角度ビーム幅（ゲイン）を持つ放射パターンを作成するために必要なパラボラアンテナの直径は波長に比例し、したがって周波数に反比例します。12  GHz では、1 メートルのアンテナで 1 つの衛星に焦点を合わせ、わずか 2 度離れた別の衛星からの信号を十分に遮断することができます。これは、FSS (固定衛星サービス) サービス ( 米国では 11.7 ～ 12.2 GHz) の衛星がわずか 2 度しか離れていないため重要です。4  GHz (C バンド) では、この狭い角度分解能を実現するには 3 メートルのアンテナが必要です。アンテナのサイズと周波数の間には、逆線形相関があることに注意してください。DBS（直接放送衛星）サービス（米国では12.2～12.7GHz）で使用されるKuバンド衛星の場合、衛星間の角度が9度離れているため、1メートルよりもはるかに小さいパラボラアンテナを使用できます。CバンドとKuバンドの両方の衛星の電力レベルが年々上昇するにつれて_、アンテナ_のビーム幅はゲインよりもはるかに重要になってきています。 

K _uバンドは、ユーザーにさらなる柔軟性も提供します。アンテナのサイズが小さく、K _uバンド システムが地上運用から解放されているため、適切なアンテナ設置場所を見つけるのが簡単になります。エンド ユーザーにとって、K _uバンドは一般的に安価であり、より小さなアンテナを使用できます (周波数が高く、ビームがより集中しているため)。^{[ 7 ]}また、 K _{uバンドは、K a}バンドの周波数スペクトルよりも降雨減衰の影響を受けにくいです。

しかしながら、K _uバンドシステムにはいくつかの欠点があります。約 10  GHz 付近は、液体の水中の分子の配向緩和による吸収ピークです。^{[ 8 ]} 10  GHz を超えると、ミー散乱が支配的になります。その結果、大雨 (100 mm/h) 時には、雨による減衰 としてよく知られている顕著な劣化が発生します。^{[ 9 ]}この問題は、衛星からより高い出力の信号を送信して補償することで軽減できます。そのため、K _uバンド衛星は通常、C バンド衛星よりもかなり多くの電力を送信する必要があります。

「雪による劣化」と呼ばれる別の気象現象は、Kuバンドに特有のものではありません_。これは、アンテナに雪や氷が積もることで焦点位置が大きく変化することによって起こります。

衛星通信事業者の地上局アンテナは、Kuバンドで運用する場合、同じサイズのアンテナでもCバンドに比べてビームの焦点がはるかに狭いため、より高精度な位置制御が求められます_。位置フィードバックの精度が高くなるため、アンテナ表面に風荷重がかかった場合でも位置を維持するために、閉ループ制御システムが必要になる場合があります。

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