[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.46414

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 46, 433–436 (2006)


REVISED MODEL OF ATTENUATION OF ELECTROMAGNETIC WAVES DUE TO RAIN*
S. Tamošiūnasa,b, M. Žilinskasa,c, M. Šileikaa, and M. Tamošiūnienėd
aFaculty of Physics, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: stasys.tamosiunas@ff.vu.lt
bInstitute of Materials Science and Applied Research, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
cCommunications Regulatory Authority of the Republic of Lithuania, Department of Radio Communication, Algirdo 27, LT-03219 Vilnius, Lithuania
dSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania

Received 18 November 2006

The values of the rain rates were calculated by using a new revised model. The obtained values of rain rates were compared with the ITU-R (International Telecommunication Union – Radio Regulations) value ascribed to Lithuania and with ones measured in the Lithuanian Weather Stations. The dependences of rain attenuation on the frequency for three locations of Biržai, Vilnius, and Kaunas have been calculated by using the values of the rain rates R obtained here and the ITU-R value. The dependence of rain attenuation on the frequency for Biržai has been calculated by using the value of rain rate obtained using Chebil’s model as well. The suspicion that ITU-R value of R0:01% is too low, described in previous paper, has been confirmed by the data presented here.
Keywords: electromagnetic radiation, rain attenuation, rain rate
PACS: 41.20.Jb, 84.40.-x
*The report presented at the International Conference “Radiation interaction with Material and its Use in Technologies 2006”, 28–30 September 2006, Kaunas, Lithuania.


PATIKSLINTAS ELEKTROMAGNETINIŲ BANGŲ SILPNINIMO DĖL JŲ SAVEIKOS SU LIETUMI MODELIS
S. Tamošiūnasa,b, M. Žilinskasa,c, M. Šileikaa, M. Tamošiūnienėd
aVilniaus universiteto Fizikos fakultetas, Vilnius, Lietuva
bVilniaus universiteto Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institutas, Vilnius, Lietuva
cLietuvos Respublikos Ryšių reguliavimo tarnyba, Vilnius, Lietuva
dPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Savitojo silpninimo, kurį lemia elektromagnetinės spinduliuotės sąveika su lietaus lašais, vertės yra lietaus intensyvumo funkcija. Lietaus intensyvumo vertės apskaičiuotos taikant Chebil’io modelio ir [4] darbo pagrindu sukurtą naują modelį, atsižvelgiantį į Lietuvos Hidrometeorologijos tarnybos lietaus intensyvumo duomenis, išmatuotus 1999–2004 metais Vilniuje, Kaune ir Biržuose. Lietaus intensyvumo vertės, apskaičiuotos taikant naują modelį, palygintos su Tarptautinės Telekomunikacijų sąjungos (ITU-R) rekomenduojama lietaus intensyvumo verte bei Lietuvos Hidrometeorologijos tarnybos išmatuotomis vertėmis. Gauti rezultatai patvirtino [4] darbe pateiktą prielaidą, kad ITU-R duomenys, rekomenduojami naudoti Lietuvos Respublikos teritorijoje, netiksliai apibūdina jos gamtines sąlygas. Pasinaudojus gautomis lietaus intensyvumo vertėmis Biržuose, Kaune ir Vilniuje (dvi pastarosios vertės beveik sutapo) bei ITU-R rekomenduojama lietaus intensyvumo verte, apskaičiuotos savitojo silpninimo priklausomybės nuo signalo dažnio, kai elektromagnetinė banga buvo horizontaliai poliarizuota, o aplinkos temperatūra buvo 20 ◦C. Nustatyta, kad savitojo silpninimo vertė Biržuose, kai dažnis f = 40 GHz, yra 5,3 dB/km, o Vilniuje 2,7 dB/km didesnė nei vertė, gauta pasinaudojus ITU-R verte R0,01% = 22 mm/h. Palyginimui pateikta savitojo silpninimo priklausomybė nuo dažnio, apskaičiuota naudojant lietaus intensyvumo vertę Biržuose, gautą taikant Chebil’io modelį. 


References / Nuorodos

[1] R.L. Freeman, Radio System Design for Telecommunications (John Wiley & Sons, Inc., New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto, 1997).
 
[2] G. Ivanovs and D. Serdega, Rain intensity influence on to microwave line payback terms, Electron. Electr. Eng. 6(70), 60-64 (2006).
 
[3] A. Ishimaru, Wave Propagation and Scattering in Random Media (Academic Press, New York, San Francisco, London, 1978).
 
[4] S. Tamošiūnas, M. Žilinskas, A. Nekrošius, and M. Tamošiūnienė, Calculation of radio signal attenuation using local precipitation data, Lithuanian J. Phys. 45(5), 353-357 (2005).
https://doi.org/10.3952/lithjphys.45504
 
[5] 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).
https://doi.org/10.1049/el:19991188
 
[6] 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).
https://doi.org/10.1109/MAP.2004.1396736
 
[7] 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).
https://doi.org/10.1109/LAWP.2004.833979
 
[8] 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).
https://doi.org/10.1109/74.739188
 
[9] M. Zilinskas, S. Tamosiunas, and M. Tamosiuniene, Calculation of radio signal attenuation using annual precipitation and heavy rainfall data, in: 18th International Wroclaw Symposium and Exhibition on Electromagnetic Compatibility, Wroclaw, 28-30 June, 2006 (Wroclaw, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, 2006) pp. 490-493.
https://doi.org/10.23919/EMC.2006.10852045
 
[10] 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).