A study on the rain attenuation prediction model using effective permittivity

실효유전율을 이용한 강우감쇠 예측 모델에 관한 연구

  • 김혁제 (한국전자통신연구원 전자파공학연구실) ;
  • 조삼모 (한국전자통신연구원 전자파공학연구실)
  • Published : 1998.02.01

Abstract

We calculated the wave attenuation due to rain using the effective permittivity of the air with raindrops. The effective permittivity depends on the complex permittivity of rain drop and the fractional volume occupied by the raindrops. We calculate the complex permittivity of rain drop and the raindrops' volume using Marshall-Palmer Rain drop size distribution. The rain attenuation calculated by effective permittivity is compared with the results of ITU rain attenuation model, and the two rain attenuation models have a very close agreement. The effetive permittivity model underestimates the rain attenuation under 50 GHz, and overestimate at the frequencies under 50 GHz copmpared with the ITU model.

빗방울이 랜덤하게 분포한 대기를 하나의 실효유전율을 가진 단일 매질로 가정하고 그 매질 내에서 전파가 진행시 감쇠량을 계산하였다. 실효유전율은 빗방울의 유전율과 빗방울이 대기 중에 차지하는 체적 동의 함수로 표현되는데, 주파수와 온도에 따라 변하는 빗방울의 유전율을 계산하고 Marshall-Palmer의 빗방울 크기분포를 이용하여 대기 중 빗방울이 차지하는 체적을 계산하였다. 빗방울이 산재한 대기를 단일 매질로 가정하고 실효유전율을 이용하여 강우에 의한 강우감죄량을 예측한 본 모델과 ITU가 권고하는 강우에 의한 전파감쇠모텔과 비교 하였는데 두 모델의 결과값이 비교적 일치하며 50 GHz 이하에서는 실효유전율 모텔이 낮게, 50 GHz 이상의 주 파수대역에서는높게 강우감쇠량을평가하고 있다.

Keywords

References

  1. Proc. of The IEEE v.71 Electromagnetic wave propagation and scattering in rain and other hydrometers T. Oguchi
  2. Trans. Amer. Geophys. Union v.24 The relation of rain drop size intensity J. O. Laws;D. A. Parsons
  3. J. Meteorol. v.5 The distribution of raindrop with size J. S. Marshall;W. M. Palmer
  4. IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing v.26 no.4 Effective permittivity of dielectric mixtures A. H. Sihvola;J. A. Kong
  5. Proc. IEEE v.68 no.2 Electric dyadic Green's functions in the source region A. D. Yaghjian
  6. Applied optics v.11 no.8 Broadband complex refractive indices of ice and water P. S. Ray
  7. IEEE Trans. Antennas Propagat. v.36 no.2 A simplified approach to the evaluation of EMW propagation characteristics n rain and melting snow M. M. Z. Kharadly;A. S. V. Choi
  8. 한국전자파학회논문지 v.7 no.3 20GHz 이상 대역에서의 국내 고정 무선중계시스템의 최적 경로길이 설계 이형수;김혁제;신동근
  9. IEICE Trans. Comm. v.E77-B no.10 Applicability of specific rain attenuation models at millimeter wavelengths T. Ihara