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降雨時天線的電波衰減

圖1雨與無線電波的關係

圖1顯示了無線電波如何被雨水衰減的示意圖，以BS天線為例。
降雨期間 無線電波的衰減不僅限於衛星和BS天線之間的降雨，即空間中的雨滴引起的衰減。
水膜衰減的東西。
水膜衰減是由於雨水附著在基站天線上形成的水膜引起的無線電波衰減。
可以防止這種水膜衰減。
當將超疏水材料HIREC應用於BS天線表面時，表面幾乎不形成水膜，可以顯著降低水膜衰減。有一種叫做

圖2降雨強度與降雨衰減的關係

圖2顯示了降雨強度與降雨衰減的關係。
降雨導致的衰減發生在 10 GHz以上的頻率上，頻率越高，衰減量越大。衰減隨著降雨量的增加而增加。
例如，在12GHz頻段，即 BS 頻段，降雨強度為 5mm/h 和 10mm/h，降雨衰減分別約為 1dB 和 2dB。

圖3水膜衰減的數值計算結果

上圖以水膜厚度為參數顯示了頻率與水膜衰減的關係。（根據氣象研究筆記112號水膜衰減公式和水的複介電常數數據計算）
可以看出，即使在幾GHz的頻率下也會出現水膜衰減，而且頻率越高，水膜越厚，衰減越大。
在一定降雨強度下，水膜的厚度因天線的大小和形狀而異。
10℃時直徑5m的天線罩形狀，降雨強度10mm/hr，水膜厚度約0.16mm。從這個例子看來，即使正常降雨也能形成0.1-0.2mm厚的水膜。
另外，考慮到紫外線會導致天線表面劣化，即使是相同的天線，室外安裝時間越長，水膜越厚，即使是相同的降雨量。

圖4水膜衰減的數值計算結果

圖4總結了圖2中的降雨衰減數據和圖3中的水膜衰減計算結果。
由此可見，水膜衰減的影響不小。特別是在 10 GHz及以下，水膜對策很重要。
如果天線表面經過防水處理並強烈排斥水，則在 10 GHz以下幾乎不會發生水膜引起的無線電波衰減。
降雨衰減發生在 10 GHz或更高頻率，但由於可以消除水膜衰減，因此可以預期整體衰減會減少。

天線防雨事例

圖5 BS天線的無線電接收特性（12 GHz頻段）

圖5是BS天線（12GHz頻帶）的電波接收特性的實際測量範例。
比較有無超級防水材料HIREC時發現，在降雨期間（17:00至19:00），沒有HIREC塗層的天線經歷了約3-4dB的衰減，而塗有HIREC的天線則經歷了大約3- 4dB的衰減。大約 3-4 dB。天線中沒有衰減。
降雨強度未知，但由於塗有HIREC的天線沒有衰減，根據降雨強度和降雨衰減圖估計小於5mm/h。
另外，在降雨強度和降雨衰減圖中，降雨強度為 5 mm/h 時 12 GHz頻段的降雨衰減約為 1 dB，因此圖 3 中的 3-4 dB衰減並不是由於降雨衰減造成的但對於水膜來說，可以理解為衰減。
此外，雨停後的晚上 7:00 後仍然出現衰減，這證實了衰減是由天線表面存在水膜引起的。
也就是說，如果天線下雨，即使雨停了，也會出現一段時間的水膜衰減。另一方面，塗有超防水材料HIREC的天線沒有表現出任何衰減，顯示天線表面幾乎沒有形成水膜。
綜合以上，超防水材質HIREC可以說是對抗水膜衰減的有效措施之一。
最後，有傳言即使在10 GHz以下的頻率也會出現水膜衰減，但這目前尚未得到證實，因此我們將在了解情況後立即添加最新資訊。