一、雨衰的概念
在无线通信中，当工作频率高于1GHz以上，除了存在自由空间损耗和大气吸收外，还必须考虑另一种衰减，即降雨引起的衰减，称为雨衰减。工作频率越高，其雨衰对电波传播的影响越严重。依据国际电联（ITU）《无线电规则》频段的划分，1GHz以上频段正好属于微波频段。在微波频段，我们常用的通信系统有：视距微波接力通信系统；地面卫星通信系统；固定无线接入系统；等等。尤其是像工作在Ku、Ka的卫星通信等降雨量的计算公式，雨衰将严重的影响着卫星链路的性能。
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1、关于雨衰的吸收衰减雨散射衰减
雨衰降雨量的计算公式，是指无线电波进入雨层中引起的衰减。它包括雨粒吸收引起的衰减和雨粒散射引起的衰减。雨粒吸收引起的衰减是由于雨粒具有介质损耗引起的，雨粒散射引起的衰减是由于电波碰到雨粒时被雨粒反射而再反射引起的。这种二次发射的电波入射波与反射波方向无关，这是四面八方发射的，这就是所谓的二次散射。由于二次散射，在原来的方向上入射的电波就被衰减了。雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着可比性关系，而雨滴的半径则与降雨率有关。
雨衰主要是吸收衰减，大部分表现为热损耗。当电波的波长可以和雨粒的几何尺寸相比拟时，将引起雨粒共振，则产生最大的衰减。但实际上雨粒有大有小，而作为介质，无论雨粒大小它都要吸收能量的。所以根据实测与统计的结果，雨粒的吸收衰减比散射衰减要大。
严格来讲，雨对电磁波传播的影响不单纯是对其衰减，还会引起噪声温度的增加和产生去极化现象。这些都影响电磁波的传输质量，所以广义的雨衰应包括三方面，即降雨衰减、降雨噪声及去极化现象。但降雨衰减是主要的。
2、关于雨衰预测的两个参数：雨强（RP）和降雨出现概率（p%）
因此，在系统设计时必须考虑一定的链路余量，此时就要进行雨衰的预测和计算等分析。与降雨衰减大小密切相关的两个参数是降雨率RP（mm/h，每小时毫米）和降雨出现时间概率p%（无量纲）。RP也称为雨强，当p取值0.01时，雨强RP应为R0.01，表明全年0.01%时间超过1mm的雨强。
二、Crane模型
为了降雨衰减预测，有关国际组织已经提出了多个全球气候模型。下图2是一种Crane模型，它依据多年的降雨统计资料，将全球划分为极区、温带、热带、大陆性、海洋性、潮湿、干燥等8类地区，即A、B、C、D、E、F、G、H类，又将D类细分为D1、D2、D3三个小区。Crane模型下，各类降雨地区的RP与出现年时间概率p%的关系详见下表2。
图2：全球降雨率气候区分布图（Crane模型）
表2：各类降雨地区的RP与出现年时间概率p%的关系（Crane模型）
三、ITU的相关要求
1、雨区的划分
由于世界各地的降雨量、降雨概率差别很大，后来ITU又进行了雨区划分，将全球分为从A到Q等15类区域，其中亚洲区域的降雨分布图详见下图3-1，由图可知，由于我国幅员辽阔，就占了C、E等5个区。ITU发布的各类区降雨率RP与年时间概率p%的关系详见下表3-1。
图 3-1：亚洲地区的降雨率气候区分布图（ITU发布）
表 3-1：ITU发布的各类区降雨率RP与年时间概率p%的关系
2、雨衰的计算
影响降雨衰减大小的主要因素，除了与当地的降雨率分布有关外，还与降雨区云层厚度、降雨区范围雨点大小、电磁波工作频率和极化方式等因素。ITU推荐的降雨衰减计算公式为：
Ar (dB) = aRPb·Le= α·Le
其中，α为雨区单位长度的衰减（dB/km）；系数a、b与工作频率、雨点大小、极化方式有关，其对应关系数值详见下表3-2；Le为有效传输路径长度（km），它与降雨云层厚度、降雨区范围、地球站天线仰角等数值有关。
表 3-2：用于计算雨衰的工作频率、极化方式和系数a、b值对应关系表
实测结果表明：雨滴的半径约在0.025cm~0.3cm。C波段的电波波长在7.5cm左右，与雨滴半径相关较大，因此受降雨影响较小，一般小于2dB；Ku波段内电波的波长在2.5cm左右，故降雨对电波产生的影响比较明显，最大可达20dB。因此，Ku波段信号由于波长的原因比C波段信号受雨水的影响大。
四、我国的相关要求
在我国国家标准GB/T 14617.3《陆地移动业务和固定业务传播特性第3部分：视距微波接力通信系统传播特性》中，直接给出了我国全年p%时间超过的雨衰减Ap的计算公式。同时，在其附录A《中国雨强和水汽密度分布》（规范性附录）中，给出了我国在雨强和水汽密度方面的相关数据（如：雨强等值线图、雨气候区划分、典型站点雨强积累分布、最坏月份雨强分布、雨区尺度、雨反射率因子及其等值线图、水汽密度等值线图，等等）。另外，在其附录B《雨强分布和衰减率参数的确定》（资料性附录）中又给出有关雨强的相关内容要求。
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