Útlum elektromagnetického signálu

V atmosféře se velmi často bezdrátově přenáší obrovské spektrum signálů ve službách lidstvu. Zmiňme rozhlasovou TV modulaci, přenos dat, bezdrátovou telefonii, internet, signál pro mobilní telefony, navigační signály a mnoho dalších služeb. To přináší požadavky na popis degradačních účinků atmosféry, které způsobují především:

  • Útlum signálu
  • Depolarizaci signálu
  • Fázové zpoždění signálu
  • Změnu trajektorie signálu

Mezi významné atmosférické degradační příčiny patří hydrometeory (déšť, kroupy, sníh, ledové krystalky,…), mlha, oblaka, tající vrstva, vlhkost vzduchu na jedné straně, ale také třeba vítr na straně druhé. Také ionosféra významně ovlivňuje šíření vln, dá se ale naopak využít k žádoucímu odrazu signálu.

V ÚFA se intenzivně zabýváme analýzou a statistikou degradačních účinků atmosféry na šířící se signály, především na jejich útlum.  Nejvíce se soustředíme na výzkum deště, který je v našem klimatu nejvýznamnějším degradačním činitelem  pro radiové spoje, na druhé straně pro optické bezkabelové spoje se zabýváme analýzou mlhy a oblaků. To představuje osvojení si fyzikálního popisu rozptylu vln na dešťových či mlžných kapkách a jejich souboru. Musíme znát např. i tvar kapek, který měříme distrometrem. Mezi další nástroje výzkumu patří meteorologický radar, srážkoměr, dohledoměr, ceilometr, anemometr atd. atd. Výsledky našeho výzkumu slouží jako podklad pro racionální plánování bezdrátových spojů.

Běžící mezinárodní kontrakt s ESA

  • Velkoplošné modely spojů v časové i prostorové oblasti pro návrh a provoz satelitních komunikací ve frekvenčních pásmech Q/V. (No.4000129250/19/NL/AS), 2020-2021

Ukončené mezinárodní projekty:

  • ESA Contract"Charakteristiky šíření dráhy družice-Země v klimatických podmínkách České republiky z experimentu Alphasat v pásmech Ka/Q ( No. 4000112723/14/NL/CBi), 2015-2018
  • RADHYD (CEEC/NIS 7CZPJO48330 od Swiss National Foundation: Výměna poznatků a vývoj algoritmu pro radarový odhad srážek pro provozní aplikace v meteorologii a hydrologii, 1996-1997
  • PADRE (Experiment s polarizačním a dopplerovským radarem), projekt Komise Evropského Společenství, 1994-1996

Mezinárodní projekty COST:

  • COST 235 (1991-1993)
  • COST 255 (1996-1998)
  • COST 75 (1997)
  • COST 280 (2001-2005)
  • COST IC0802  (2009-2012)
  • COST IC1101  (2013-2015)

Národní projekty (GAČR)

  • GA205/96/1555 „Zpracování a mapování meteorologických parametrů pro modelování šíření radiových vln v troposféře“ řešitel (1996-1998)
  • GAČR  102/01/0029 „Kvalita a spolehlivost moderních telekomunikačních systémů v kmitočtových pásmech mm vln České republice,“ spoluřešitel O. Fišer (2001-2003)
  • GA102/05/0571 „Metody zvyšující spolehlivost optických směrových spojů“  spoluřešitel O. Fišer (2005-2007)
  • GAČR 102/08/0851 „Pokročilé komunikační techniky pro atmosférický optický kanál,“ spoluřešitel O. Fišer (2008-2010)
  • GAČR  P102/11/1376 „Výzkum vlivu zhoršených přenosových podmínek na vlastnosti budoucích pozemních širokopásmových bezdrátových systémů,“ spoluřešitel O. Fišer (2011-2013)

Národní projekty (MŠMT)

  • MŠMT  OC 255.10 „Vliv oblaku a srážek na útlum radiových vln v kmitoctových pásmech Ku a vyšších,“ řešitel O. Fišer  (1996-1999)
  • MŠMT  OC 280.002 „Analýza srážek za účelem zlepšeného návrhu spolehlivých radiokomunikačních spojů,” řešitel O. Fišer (2001-2005)
  • MŠMT  OC09027 “Vlivu oblaků,mlh a deště na optické i radiové bezdrátové spoje,” řešitel O. Fišer (2009-2012)
  • MŠMT LD13036 "Vliv atmosféry na útlum signálu bezkabelových optických spojů se zřetelem na vliv turbulencí a větru," řešitel O. Fišer (2013-2015)

Kapitoly v knize:

  • Fišer, Ondřej - Brázda, Vladimír: Experimental Validation of FSO Channel Models. Optical Wireless Communications. Cham: Springer, 2016, s. 69-86. Signals and Communication Technology. ISBN 978-3-319-30200-3
  • Fišer, Ondřej: The Role of DSD and Radio Wave Scattering in Rain Attenuation. In Imperatore, P.; Riccio, D. (ed.). Geoscience and Remote Sensing New Achievements. Vukovar : INTECH, 2010. pp. 1-508. ISBN 978-953-7619-97-8.

Články v impaktovaných časopisech:

  • CHLÁDOVÁ, Z., O. FIŠER, V. BRÁZDA a J. SVOBODA. Correlation of free-space optics link attenuation with sonic temperature. Optical Engineering. 2013, vol. 52, issue 3. DOI: 10.1117/1.OE.52.3.030503. ISSN 0091-3286.
  • IJAZ, M, Z. GHASSEMLOOY, J. PEREZ, V. BRÁZDA a O. FIŠER. Enhancing the Atmospheric Visibility and Fog Attenuation Using a Controlled FSO Channel. IEEE Photonics Technology Letters. 2013, vol. 25, issue 13, s. 1262-1265. DOI: 10.1109/LPT.2013.2264046. ISSN 1041-1135.
  • IJAZ, M., Z. GHASSEMLOOY, J. PEŠEK, O. FIŠER, H. LE MINH a E. BENTLEY. Modeling of Fog and Smoke Attenuation in Free Space Optical Communications Link Under Controlled Laboratory Conditions. Journal of Lightwave Technology. 2013, vol. 31, issue 11, s. 1720-1726. DOI: 10.1109/JLT.2013.2257683. ISSN 0733-8724.
  • GRABNER, M, V. KVÍČERA a O. FIŠER. Rain attenuation measurement and prediction on parallel 860-nm free space optical and 58-GHz millimeter-wave paths. Optical Engineering. 2012, vol. 51, issue 3. DOI: 10.1117/1.OE.51.3.031206. ISSN 0091-3286.
  • KVÍČERA, V., M. GRABNER a O. FIŠER. Long-Term Propagation Statistics and Availability Performance Assessment for Simulated Terrestrial Hybrid FSO/RF System. Eurasip Journal on Wireless Communications And Networking. 2011, Art. No 435262. DOI: 10.1155/2011/435262. ISSN 1687-1499.
  • PEŠEK, J., O. FIŠER, J SVOBODA a V SCHEJBAL. Modeling of 830 nm FSO Link Attenuation in Fog or Wind Turbulence. Radioengineering. 2010, vol. 19, issue 2, s. 237-241. ISSN 1210-2512.
  • KVÍČERA, V., M GRABNER a O. FIŠER. Propagation Characteristics and Availability Performance Assessment for Simulated Terrestrial Hybrid 850 nm/58 GHz System. Radioengineering. 2010, vol. 19, issue 2, s. 254-261. ISSN 1210-2512.
  • FIŠER, O. a O. WILFERT. Novel processing of Tipping-bucket rain gauge records. Atmospheric Research. DEC 07-10, 2009, vol. 92, issue 3, s. 283-288. DOI: 10.1016/j.atmosres.2009.01.008. ISSN 0169-8095.
  • KOLKA, Z., O. WILFERT a O. FIŠER. Achievable qualitative parameters of optical wireless links. Journal Of Optoelectronics and Advanced Materials. 2007, vol. 9, issue 8, s. 2419-2423. ISSN 1454-4164.
  • KVÍČALA, R., V. KVÍČERA, M. GRABNER a O. FIŠER. BER and availability measured on FSO link. Radioengineering. 2007, vol. 16, issue 3, s. 7-12. ISSN 1210-2512.
  • FIŠER, O. a V. KVĚTOŇ. Stability of rain-rate distribution: how many years to measure?: how many years to measure? Electronics Letters. 2006, vol. 42, issue 10, s. 567-569. DOI: 10.1049/el:20060326. ISSN 0013-5194.
  • FIŠER, O. Site Diversity Gain Estimated from Rain Rate Records. Radioengineering. 2003, vol. 12, issue 1, s. 8-11. ISSN 1210-2512.
  • ŘEZÁČOVÁ, D., O. FIŠER a L. R. SAEZ. Statistics of Radio Refractivity Derived from Prague Radiosounding Data. Radioengineering. 2003, vol. 12, issue 4, s.84-88. ISSN 1210-2512.
  • FIŠER, O., M. SCHONHUBER a P. PEŠICE. First results of DSD measurement by videodistrometer in the Czech Republic in 1998-1999. Studia Geophysica et Geodaetica. 2002, vol. 46, issue 3, s. 485-505. DOI: 10.1023/A:1019591002211. ISSN 0039-3169.
  • Dev, K.,Nebuloni R., Fišer, O., Brázda, V. Estimation of optical attenuation in reduced visibility conditions in different environments across free space optics link. IET Microwaves Antennas and Propagation. (2017),Volume 11, Issue 12, , 2017, pp. 1708 – 1713
  • Ventouras, S. - Martellucci, A. - Reeves, R. - Rumi, E. - Fontan, F.P. - Machado, F. - Pastoriza, V. - Rocha, A. - Mota, S. - Jorge, F. - Panagopoulos, A.D. - Papafragkakis, A.Z. - Kourogiorgas, C.I. - Fišer, Ondřej - Pek, Viktor - Pešice, Petr - Grabner, M. - Vilhar, A. - Kelmendi, A. - Hrovat, A. - Vanhoenacker-Janvier, D. - Quibus, L. - Goussetis, G. - Costouri, A. - Nessel, J. „Assessment of spatial and temporal properties of Ka/Q band earth‐space radio channel across Europe using Alphasat Aldo Paraboni payload.International Journal of Satellite Communications and Networking. Roč. 37, č. 5 (2019), s. 477-501. ISSN 1542-0973