降雨时的天线电波衰减|设备保护|日本电信电话-AT尖端技术商品介绍网站

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降雨时天线的电波衰减

图1雨与无线电波的关系

图1以BS天线为例，展示了无线电波被雨水衰减的示意图。
下雨时无线电波的衰减不仅仅是卫星与BS天线之间、即空间中的雨滴造成的衰减。
水膜衰减。
水膜衰减是指雨水附着在基站天线上时形成的水膜导致的无线电波衰减。
可以防止这种水膜衰减。
当超疏水材料HIREC应用于BS天线表面时，表面几乎不形成水膜，从而可以显着降低水膜衰减。有一种东西叫

图2降雨强度与降雨衰减的关系

图2显示了降雨强度与降雨衰减的关系。
降雨导致的衰减发生在 10 GHz以上的频率上，频率越高，衰减量越大。衰减随着降雨量的增加而增加。
例如，在12GHz频段，即 BS 频段，降雨强度为 5mm/h 和 10mm/h，降雨衰减分别约为 1dB 和 2dB。

图3水膜衰减的数值计算结果

上图以水膜厚度为参数显示了频率与水膜衰减的关系。（根据气象研究笔记112号水膜衰减公式和水的复介电常数数据计算）
可以看出，即使在几GHz的频率下也会出现水膜衰减，而且频率越高，水膜越厚，衰减越大。
在一定降雨强度下，水膜的厚度因天线的大小和形状而异。
10℃时直径5m的天线罩形状，降雨强度10mm/hr，水膜厚度约0.16mm。从这个例子看来，即使正常降雨也能形成0.1-0.2毫米厚的水膜。
另外，考虑到紫外线会导致天线表面劣化，即使是相同的天线，室外安装时间越长，水膜越厚，即使是相同的降雨量。

图4水膜衰减的数值计算结果

图4总结了图2中的降雨衰减数据和图3中的水膜衰减计算结果。
由此可见，水膜衰减的影响不小。水膜对策在 10 GHz左右及以下频率尤其重要。
如果天线表面经过疏水处理，具有很强的防水性，那么在10GHz以下就很难出现因水膜而造成的电波衰减。
10GHz以上会出现雨衰，但由于可以消除水膜衰减，因此总体衰减有望降低。

天线防雨事例

图5 BS天线的无线电接收特性（12 GHz频段）

图5是使用BS天线（12GHz频带）的电波接收特性的实际测量示例。
当比较有无超疏水材料 HIREC 时，在下雨期间（17:00 至 19:00），没有 HIREC 涂层的天线经历了大约 3-4 dB 的衰减，而那些有 HIREC 涂层的天线则没有衰减。
降雨强度未知，但由于涂有HIREC的天线没有衰减，根据降雨强度和降雨衰减图估计小于5mm/h。
另外，在降雨强度和降雨衰减图中，降雨强度为 5 mm/h 时 12 GHz频段的雨衰约为 1 dB，因此图 3 中的 3-4 dB衰减并不是降雨衰减，而是水膜衰减。
此外，雨停后的晚上 7:00 后仍然出现衰减，这证实了衰减是由天线表面存在水膜引起的。
也就是说，如果天线下雨，即使雨停了，也会出现一段时间的水膜衰减。另一方面，涂有超疏水材料HIREC的天线没有出现任何衰减，表明天线表面几乎没有形成水膜。
综合以上，超疏水材料HIREC可以说是对抗水膜衰减的有效措施之一。
最后，有传言在10GHz以下的频率也会出现水膜衰减，但这目前尚未得到证实，所以我们会在了解情况后立即添加最新信息。