在现代卫星通信系统中，现存的可用频谱资源已十分有限，超宽带高速传输必然要采用更高频率传输。目前的宽带卫星通信业务基本是使用Ku频段，以至于Ku频段的应用已经十分拥挤，故近来的超宽带高速传输卫星通信基本是采用Ka频段。本文前部分首先阐述了研究Ka波段卫星通信系统的意义以及国内外发展现状，并对影响Ka波段卫星通信链路性能的因素进行了分析。研究了降水对Ka波段信号的影响以及对其的衰减作用。基于降雨衰减机理，利用雨介质的等效介电常数模型计算了降雨的特征衰减。根据地-空路径上ITU-R的雨衰减预报模型和等效雨介质模型，仿真了北京和广州地区的降雨损耗曲线。然后通过Ku/Ka频段下行链路降雨衰减值的转换得到长春地区降雨数据，结合长春地区降雨特性对Ka频段降雨衰减的仿真结果，利用最小二乘法对降雨曲线进行了拟合，验证了其预测的有效性。本文后半部分针对Ka波段卫星通信的特性，综合分析了几种Ka波段卫星通信信道的衰减因素，尤其是雨衰对卫星通信信道的影响，确定了Ka波段卫星通信信道模型的乘性干扰矢量，完成了Ka波段卫星通信信道的建模。并基于Ka波段信道的建模，建立了Ka波段卫星通信系统的仿真模型，分析了采用不同调制方式下，雨衰对Ka波段卫星通信系统的影响，给出了数字通信系统误码率（BER）在各种情况下的比较。分别分析了受到幅度和相位因素影响时雨衰对卫星通信系统BER性能造成的变化。并通过对比发现相比于单载波调制，OFDM作为一种多载波调制方式不仅能够增加频带利用率，而且对系统性能有着更好的提升。本文的研究对卫星数字通信系统的发展具有一定的实际意义。