雨衰减

[拼音]：yushuaijian

[外文]：rain attenuation

雨滴对无线电波的吸收和散射所形成的衰减。在微波和波长更短的波段，雨水的电导率较高，雨滴大小接近或大于波长，当电波通过雨区传播时，雨滴除吸收一部分能量外，还使入射波向各个方向散射。对于几吉赫以上频段的无线电系统，雨衰减是限制其性能的主要因素之一，它使传播中断概率增大、有效作用距离缩短。

单位路径长度上的雨衰减即衰减率γ，主要与频率和雨滴尺度分布即雨滴谱有关。雨水温度只对20吉赫以下频段影响较大。由于实际雨滴的非球对称性，雨衰减还与极化有关，水平极化波的衰减大于垂直极化波的衰减。实验表明，雨滴谱服从劳斯－帕森斯分布。图中为球形雨滴在温度为 20时雨衰减率γ与雨强R的关系。在100吉赫以下，雨衰减随频率迅速增大，在100吉赫以上变化较平缓，到1000吉赫则接近光学极限。实用中常把γ表示为雨强（毫米／时）的指数函数，即

γ＝KR^刅

K 和刅的值由γ与R 的关系式用回归分析法得出。γ的理论计算值主要取决于雨滴形状和雨滴谱假设的合理性。假定雨滴呈扁平椭球形，对称轴在垂直方向，其几何参数按等体积原则与球形雨滴相联系，其他条件仍与上图相同，则相应的K和刅值如表。表中H 和V 分别表示水平极化和垂直极化。

路径雨衰减A (分贝)可用雨衰减率沿路径的积分表示为

路径雨衰减的统计特性取决于雨强的时空分布，其预测值是10吉赫以上频段无线电系统设计的重要依据之一。实用的预测方法是利用点雨强的累积分布，预测路径雨衰减的长期分布，如等效路径长度法和等效路径平均雨强法。

地面和地空路径雨衰减可以通过测量晴天和降雨时接收电平之差直接得出。辐射计和测雨雷达广泛用于地空电路的雨衰减测量。测雨雷达，特别是双频或双极化雷达，可以测量雨滴谱特性，并给出雨强的时空变化。这是研究地空路径分集特性的有效工具。

为了减小雨衰减的影响，利用降雨的空间不均匀性，可采用站址分集的方法。分集效果与站距有关，站距一般为几公里到十几公里。为了提高分集效果，须加强对各个雨气候区降雨空间结构的了解，以便根据具体路径选择合适的站距和基线取向。站址分集的研究尚不够成熟，但它对于减小频率较高、雨衰减较大的通信系统(如30/20吉赫的卫星通信广播系统)的传播中断率具有重要意义。