Atenuación de ondas de radio de antena durante la lluvia

Atenuación de ondas de radio de antena durante la lluvia

La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de cómo las ondas de radio son atenuadas por la lluvia, usando una antena BS como ejemplo.
La atenuación de las ondas de radio durante la lluvia no se limita a la lluvia entre el satélite y la antena de la BS, es decir, la atenuación causada por las gotas de lluvia en el espacio.
atenuación de la película de agua.
La atenuación de la película de agua es la atenuación de las ondas de radio debida a una película de agua formada por la lluvia que se adhiere a la antena de la BS.
Esta atenuación de la película de agua puede evitarse.
Cuando se aplica HIREC, un material superrepelente al agua, a la superficie de la antena BS, casi no se forma una película de agua en la superficie, lo que permite reducir significativamente la atenuación de la película de agua.Hay algo llamado

La Figura 2 muestra la relación entre la intensidad de la lluvia y la atenuación de la lluvia.
La atenuación debida a la lluvia se produce en frecuencias superiores a 10 GHz, y cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la cantidad de atenuación. La atenuación aumenta con el aumento de las precipitaciones.
Por ejemplo, en la banda de frecuencia de 12 GHz, que es la banda de frecuencia de BS, la intensidad de la lluvia es de 5 mm/h y 10 mm/h, y la atenuación de la lluvia es de aproximadamente 1 dB y aproximadamente 2 dB, respectivamente.

La figura anterior muestra la relación entre la frecuencia y la atenuación de la película de agua con el espesor de la película de agua como parámetro. (Calculado en base a la fórmula para la atenuación de la película de agua en la Nota de Investigación Meteorológica No. 112 y datos complejos de permitividad del agua)
Puede verse que la atenuación de la película de agua se produce incluso a frecuencias de varios GHz, y cuanto mayor sea la frecuencia y más gruesa la película de agua, mayor será la atenuación.
El espesor de la película de agua a una cierta intensidad de lluvia varía según el tamaño y la forma de la antena.
En forma de cúpula con un diámetro de 5 m a 10 ℃, la intensidad de la lluvia es de 10 mm/h y el espesor de la película de agua es de aproximadamente 0,16 mm. A partir de este ejemplo, parece que se puede formar una película de agua de 0,1-0,2 mm de espesor incluso con lluvia normal.
Además, considerando el deterioro de la superficie de la antena debido a los rayos ultravioleta, incluso con la misma antena, cuanto mayor sea el período de instalación en el exterior, más espesa será la película de agua, incluso con la misma cantidad de lluvia.

La Fig. 4 resume los datos de atenuación por lluvia en la Fig. 2 y los resultados del cálculo de atenuación de la película de agua en la Fig. 3.
A partir de esto, se puede ver que el efecto de la atenuación de la película de agua no es pequeño. En particular, alrededor de 10 GHz y por debajo, las contramedidas de la película de agua son importantes.
Si la superficie de la antena se trata para que sea repelente al agua y repele fuertemente el agua, la atenuación de las ondas de radio causada por la película de agua difícilmente ocurrirá por debajo de 10 GHz.
La atenuación por lluvia se produce a 10 GHz o más, pero dado que la atenuación de la película de agua se puede eliminar, se puede esperar que se reduzca la atenuación general.

Ejemplos de medidas contra la lluvia en antenas

 

La Figura 5 es un ejemplo de medición real de las características de recepción de ondas de radio con una antena BS (banda de 12 GHz).
Al comparar la presencia y ausencia del material súper repelente al agua HIREC, durante la lluvia (17:00 a 19:00) las antenas sin HIREC experimentaron una atenuación de aproximadamente 3-4 dB, mientras que las antenas recubiertas con HIREC experimentaron una atenuación de aproximadamente 3-4 dB..No hay atenuación en la antena.
Se desconoce la intensidad de la lluvia, pero como no hay atenuación en la antena recubierta con HIREC, se estima que es inferior a 5 mm/h según el gráfico de intensidad de lluvia y atenuación de la lluvia.
Además, en el gráfico de intensidad y atenuación de la lluvia, la atenuación de la lluvia en la banda de 12 GHz con una intensidad de lluvia de 5 mm/h es de aproximadamente 1 dB, por lo que la atenuación de 3-4 dB en la Figura 3 no se debe a la lluvia. atenuación sino a la película de agua. Puede interpretarse como atenuación.
Además, el hecho de que la atenuación se produzca incluso después de las 7 de la tarde, después de que haya cesado la lluvia, confirma que la atenuación es causada por una película de agua que todavía existe en la superficie de la antena.
En otras palabras, si llueve sobre la antena, se producirá una atenuación de la película de agua durante un tiempo incluso después de que haya cesado la lluvia. Por otro lado, la antena recubierta con el material súper repelente al agua HIREC no experimentó ninguna atenuación, lo que indica que casi no se formó ninguna película de agua en la superficie de la antena.
Con base en lo anterior, se puede decir que el material súper repelente al agua HIREC es una de las medidas efectivas contra la atenuación de la película de agua.
Por último, se habla de que la atenuación de la película de agua también se produce en frecuencias inferiores a 10 GHz, pero esto no está confirmado de momento, por lo que añadiremos la información más reciente en cuanto conozcamos la situación.

Ejemplo de contramedidas para la nieve usando una lámina repelente al agua para antenas

La sábana repelente al agua se puede usar incluso en invierno.

En el pasado, las contramedidas para la nieve se aplicaban principalmente directamente a las antenas, etc., y el problema era que la temperatura bajaba en invierno y no era posible aplicarlas en el sitio.
Por lo tanto, presentaremos un ejemplo de una lámina impermeable que puede proteger el equipo en el sitio de la nieve incluso en invierno.

Ventajas de las láminas repelentes al agua

• Se puede instalar incluso en invierno ← No es posible pintar la antena in situ a temperaturas inferiores a 5 °C.
• Se puede instalar en 1-2 horas ← Se requieren al menos 2 días para la instalación in situ de la antena

Desventajas de las láminas repelentes al agua

• Vida útil aproximada de 1 año (dependiendo de la resistencia a la intemperie del material de la lámina) ← Aproximadamente 3 años en el caso de pintura convencional in situ

※撥水シートの材質：ポリエチレン（PE)」あるいはポリエステル
※撥水カバーは特注で作製します。ご相談ください。

Estructura y actualidad de la lámina hidrofugante

Reflector: Lámina hidrofugante
Material superrepelente al agua [capa base HIREC (parte verde claro) y HIREC 100 (parte roja)] se aplica. 

• La foto de la derecha muestra la lámina impermeable adherida al reflector de la antena.

Convertidor (parte de condensación de ondas de radio): solo HIREC 100 (parte roja) se pinta con un pincel

• HIREC 100 es un material funcional, no una pintura, por lo que se producen marcas de brocha (irregularidades) cuando se aplica con brocha. Las protuberancias blancas son evidencia de una buena repelencia al agua. (vista ampliada del convertidor)

Comparación de las condiciones de recepción de radio con y sin hidrofugación durante nevadas

Estado de recepción de ondas de radio de la antena BS durante nevadas (Situación aproximadamente 14 meses después de la instalación de la antena BS)

Con la antena repelente al agua sin terminar, las interrupciones de recepción (nivel de recepción del sintonizador 20 o menos) ocurrieron varias veces.
Con la antena con la funda hidrófuga (el convertidor también es hidrófugo), el nivel de la señal bajaba, pero la recepción era normal.

Estado de recepción de ondas de radio de la antena BS durante nevadas (aproximadamente 26 meses después de la instalación de la antena)

Antena BS cruda repelente al agua
Con la antena BS repelente al agua sin terminar, durante el período de grabación de 54 días, no se observó recepción (nivel de recepción por debajo de 20) ni alteración de la imagen durante varias decenas de minutos hasta casi nueve horas por día.
La frecuencia es 15 veces.

Antena BS hidrófuga
Con la antena BS repelente al agua, nohubo niveles de frecuencia de recepción por debajo de 25.

Ejemplo detallado de recepción de ondas de radio

Pude recibir transmisiones BS con éxito porque Hidrófugo Esto se debe a que casi no se formó ninguna película de agua en las piezas de la antena y del convertidor.Se puede estimar.
Hay dispositivos para derretir nieve disponibles para evitar que la nieve se acumule en las antenas. La principal causa de la atenuación de las ondas de radio no es la nieve ni el hielo, sino el agua (película de agua). Por lo tanto, el equipo de antena para derretir nieve puede no ser eficaz para reducir la atenuación de las ondas de radio.

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