[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.45504

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 45, 353–357 (2005)


CALCULATION OF RADIO SIGNAL ATTENUATION USING LOCAL PRECIPITATION DATA
S. Tamošiūnasa,b, M. Žilinskasb,c, A. Nekrošiusb, and M. Tamošiūnienėd
aInstitute of Materials Science and Applied Research, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: stasys.tamosiunas@ff.vu.lt
bVilnius University, Faculty of Physics, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
cCommunications Regulatory Authority of the Republic of Lithuania, Algirdo 27, LT-03219 Vilnius, Lithuania
dSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania

Received 29 August 2005

According to the peculiarities of climatic conditions of Lithuania the change in Chebil’s model was made. For the first time the rain rate values for 13 localities in Lithuania have been calculated using this model. This data has shown that the definition of Rain Zone E does not describe the Lithuanian climatic conditions. The values of rain attenuation have been calculated as well. The Flavin’s relationship for calculations of rain attenuation was used. The dependences of rain attenuation on the frequency for both locations of Ukmergė and Laukuva have been calculated. A review of the results on the rain rate and rain attenuation can be entered into total attenuation prediction or system-planning tools.
Keywords: rain attenuation, Flavin’s relationship, Chebil’s method
PACS: 41.20.Jb, 84.40.–x
The report presented at the 36th Lithuanian National Physics Conference, 16–18 June 2005, Vilnius, Lithuania


RADIJO SIGNALO SILPNINIMO SKAIČIAVIMAS, NAUDOJANT VIETINIUS DUOMENIS APIE KRITULIUS
S. Tamošiūnasa,b, M. Žilinskasb,c, A. Nekrošiusb, M. Tamošiūnienėd
aVilniaus universiteto Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institutas, Vilnius, Lietuva
bVilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva
cLietuvos Respublikos Ryšių reguliavimo tarnyba, Vilnius, Lietuva
dPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Projektuojant radijo stotis Lietuvoje, tenka atsižvelgti į radijo signalo silpninimą lietuje, o norint jį apskaičiuoti, reikia žinoti lietaus intensyvumą, tačiau dažnai žinomas tik vidutinis metinis kritulių kiekis. Taikant Chebil’io modelį, kuris naudojamas kaip alternatyva, kai nėra tikslių duomenų apie lietingas dienas, pirmąkart apskaičiuotas lietaus intensyvumas 0,01% metų laiko R0,01% (mm/h) trylikoje Lietuvos miestų. Pasinaudojus šiomis vertėmis, pagal Flavin’o sąryšį apskaičiuotas signalo silpninimas dėl lietaus Biržuose, Klaipėdoje, Laukuvoje, Kaune, Kybartuose, Šiauliuose, Telšiuose, Raseiniuose, Šilutėje, Utenoje, Varėnoje, Ukmergėje ir Vilniuje. Priklausomai nuo ištirtos vietovės geografinės padėties, silpninimas lietuje gali skirtis iki 3 dB, kai signalo dažnis f = 10, 5 GHz, o kai f = 40 GHz, silpninimas lietuje skiriasi net 8 dB.
Skaičiuojant lietaus intensyvumą Lietuvos sąlygomis, Chebil’io modelyje rekomenduota įvesti koeficientą, kurio skaitinė vertė parenkama atsižvelgus į tai, kurią metinio kritulių kiekio dalį sudaro lietaus krituliai.
Lietuvos klimato ypatumų analizė bei šiame darbe apskaičiuotų lietaus intensyvumo verčių palyginimas su Tarptautinės radijo ryšių sąjungos rekomenduota verte rodo, kad E lietaus zonos, kuriai priskiriama Lietuvos teritorija, apibrėžimas netiksliai apibūdina Lietuvos klimato sąlygas.


References / Nuorodos


[1] L.D. Emiliani, J. Agudelo, E. Gutierrez, J. Restrepo, and C. Fradique-Mendez, Development of rain-attenuation and rain-rate maps for satellite system design in the Ku and Ka bands in Colombia, IEEE Antennas Propag. Mag. 46(6), 54–68 (2004),
http://dx.doi.org/10.1109/MAP.2004.1396736
[2] M.M. Kharadly and A.S.V. Choi, A simplified approach to the evaluation of EMW propagation characteristics in rain and melting snow, IEEE Trans. Antennas Propag. 36(2), 282–296 (1988),
http://dx.doi.org/10.1109/8.1106
[3] R.L. Freeman, Radio System Design for Telecommunications (John Wiley & Sons, Inc., New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto, 1997)
[4] J. Chebil and T.A. Raihman, Development of the one-minute rain rate contour maps for microwave applications in Malaysia peninsula, Electron. Lett. 35(20), 1772–1774 (1999),
http://dx.doi.org/10.1049/el:19991188
[5] A. Maitra, Rain attenuation modeling from measurements of rain drop size distribution in the Indian region, IEEE Antennas Wireless Propag. Lett. 3, 180–181 (2004),
http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2004.833979
[6] R.K. Crane and D.V. Rogers, Review of the Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) propagation campaign in North America, IEEE Antennas Propag. Mag. 40(6), 23–27 (1998),
http://dx.doi.org/10.1109/74.739188
[7] Specific Attenuation Model for Rain for Use in Prediction Methods, International Telecommunications Union Recommendation ITU-R P.838 (1992)
[8] W. Zhang and N. Moayeri, Recommendation: Use of various raindrop size distributions for different geographical locations in calculating the rain specific attenuation, Project IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group (1999)
[9] A. Bagdonas and R. Karalevičienė, The Reference Book of Agrometeorologist (Vilnius, Mokslas, 1987) [in Lithuanian]
[10] K. Barkeshli, Rain attenuation,
http://sina.sharif.ac.ir/~barkeshli/antennas/review/9510_032.htm
[11] Method for the determination of the coordination area around an earth station in frequency bands between 100 MHz and 105 GHz, in: The ITU Radio Regulations, Appendices 7 to the Radio Regulations 2, 111–206 (Geneva, 2004)
[12] Weather Forecasts,
http://www.dmi.dk/dmi/index/
[13] A. Ishimaru, Wave Propagation and Scattering in Random Media (Academic Press, New York, San Francisco, London, 1978)
[14] Method for determination of the coordination area around an earth station in frequency bands between 1 GHz and 40 GHz shared between space and terrestrial radiocommunication services, in: The ITU Regulations, Appendices 28 to the Radio Regulations 2, AP28-1 – AP28-51 (Geneva, 1990)
[15] V. Navaitis, The Book of the Records in Lithuania (Vilnius, Žara, 2003) [in Lithuanian]