Atmosphere Attenuation   대기 감쇠, 대기 손실

(2020-10-18)

Rainfall Attenuation, 강우 감쇠, 강우 감쇄, Rainfall Rate, 강우 강도, Rainfall, 강우, Precipitation [강수], 강수

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1. 대기 감쇠에 의한 전파 손실 (Atmosphere Attenuation)무선통신 이용에 최대 장애가 됨

  ㅇ 대기에서, 전파 손실 원인
     - 대기산소나 분자의 공명 등에 의한 주파수 선택성인 것도 발생하지만,
     - 주로, 대기방울 등의 흡수,산란에 의한 것이 큼

  ㅇ 대기에서, 주파수대에 따른 영향
     - 1 GHz 대역 이하 : 맑은 공기(clear air)에서 아주 적은 감쇠 만 있게 됨
        . 지상파 방송통신 등에서 이미 대부분 사용중
     - 1 GHz 이상에서 감쇠가 일정하게 증가하다가,
        . L 대역(1~2 GHz),S 대역(2~4 GHz)은, 감쇠가 적은 대역으로써,
        . 상업적 이용이 많이 이루어지는 편임
     - 10 GHz 이상부터는 강우 감쇠에 따른 전파 손실이 급격히 증가 함
        . 밀리파(30~300 GHz), 준 밀리파 대에 감쇠 심함 (위성 통신,고정 M/W 통신 등)
        . 22 GHz 대 : 수증기 흡수
        . 60 GHz 대 : 산소 흡수


2. 강우 감쇠에 의한 전파 손실 (Rainfall Attenuation)

  ㅇ 전파의 주파수가 높아서(보통,10 GHz 이상) 빗방울 크기가 파장에 비해 무시할 수 없으면,
     - 전파는 비,안개,구름 등에 의한 산란 등으로 감쇠가 크게 됨 
        . 즉, 강우 감쇠는 강우 입자들의 흡수산란에 기인

  ㅇ 전파전파에 대한 강우의 영향 : 감쇠(Attenuation), 교차 편파화(Cross Polarization) 등

  ㅇ 전파전파에 대한 강우의 감쇠 의존성 : 비의 세기 정도, 주파수에 따라 증가 함

  ㅇ 강우감쇠에 의한 감쇠량 일반 산출식 : 
[# α = a \; r^b #]
- α : 감쇠율 [dB/㎞] ☞ 감쇠계수(Attenuation Coefficient) 참조 - a,b : 지리학적 강우 모델,온도,주파수,편파 등에 따른 상수 - r : 강우율 [mm/hour] 3. 강우강도/강우율/강우량 (Rainfall Rate, Precipitation Rate, Rain Rate, Fall Rate) ㅇ 강우 강도 : 시간 당 대지에 떨어진 비의 누적 강도 R [mm/hour] - 통상, . 약한 비 : 1 [mm/h] . 중간 비 : 4 [mm/h] . 강한 비 : 16 [mm/h] 이상 - 한편, 전파 통신에서는 R [mm/minute]가 더 유용 ㅇ 강우 시간율 : Rp (또는, 연 시간율 : Annual Time Percentage) - 특정 강우 강도 이상의 발생에 대한 연평균 시간 백분율 . R0.01(p=0.01 %) 이면, .. 연평균 특정 R 이상의 강우 강도를 갖는 경우에, .. 총 누적 시간이 약 53분 (= 1년 525600분 x 0.0001) 임을 말함 . 통상, 무선 통신 링크에서는 0.01 %를 많이 씀 ㅇ [용어] - 강수(降水) : 하늘에서 떨어져서 물이 될 수 있는 모든 현상을 지칭 . (강수량 = 강우량 + 강설량) - 강우(降雨) : 지면에 내리는 비의 양을 주로 지칭


[무선 환경] 1. 무선 환경 2. 프레넬 존 3. 전파 매질 4. 강우감쇠 5. 전파 거리 6. 대기 굴절률 7. 전파의 창 8. 이동통신 환경

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