1. 대기 감쇠에 의한 전파 손실 (Atmosphere Attenuation)
ㅇ 무선통신 이용에 최대 장애가 됨
ㅇ 대기에서, 전파 손실의 원인
- 대기 중 산소나 분자의 공명 등에 의한 주파수 선택성인 것도 발생하지만,
- 주로, 대기 중 물방울 등의 흡수,산란에 의한 것이 큼
* [참고] ☞ 전파 손실 (Propagation Loss) 참조
- 자유공간 경로손실, 대기 손실 (강우감쇠 등), 회절 손실, 편파 손실 등
2. 대기 감쇠(손실)의 원인 및 영향
ㅇ 원인
- 특히, 대기 흡수는, 주파수가 높아지고, 도달범위가 길어지고,
대기 입자(물,안개,눈,연기 등)의 농도가 높아질수록 증가하게됨
ㅇ 대기에서, 주파수대에 따른 손실(감쇠) 영향
- 1 GHz 대역 이하 : 맑은 공기(clear air)에서 아주 적은 감쇠 만 있게 됨
. 지상파 방송 및 통신 등에서 이미 대부분 사용중
- 1 GHz 이상에서 감쇠가 일정하게 증가하다가,
. L 대역(1~2 GHz),S 대역(2~4 GHz)은, 감쇠가 적은 대역으로써,
. 상업적 이용이 많이 이루어지는 편임
- 10 GHz 이상부터는 강우 감쇠에 따른 전파 손실이 급격히 증가 함
. 밀리파(30~300 GHz), 준 밀리파 대에 감쇠 심함
.. 22 GHz 대 : 수증기 흡수
.. 60 GHz 대 : 산소 흡수
. 위성 통신,고정 M/W 통신 등에 많이 이용되는 대역으로, 감쇠 고려 필요
3. `강우 감쇠`에 의한 전파 손실 (Rainfall Attenuation)
ㅇ 전파의 주파수가 높아서(보통,10 GHz 이상), 빗방울 크기가 파장에 비해 무시할 수 없으면,
- 전파는 비,안개,구름 등에 의한 산란 등으로 감쇠가 크게 됨
. 즉, 강우 감쇠는 강우 입자들의 흡수 및 산란에 기인
ㅇ 전파전파에 대한 강우의 영향 : 감쇠(Attenuation), 교차 편파화(Cross Polarization) 등
ㅇ 전파전파에 대한 강우의 감쇠 의존성 : 비의 세기 정도, 주파수에 따라 증가 함
ㅇ 강우감쇠에 의한 감쇠량 일반 산출식 : [# α = a \; r^b #]
- α : 감쇠율 [dB/㎞] ☞ 감쇠계수(Attenuation Coefficient) 참조
- a,b : 지리학적 강우 모델,온도,주파수,편파 등에 따른 상수
- r : 강우율 [mm/hour]
4. 강우강도 / 강우율 / 강우량 (Rainfall Rate, Precipitation Rate, Rain Rate, Fall Rate)
ㅇ 강우 강도 : 시간 당 대지에 떨어진 비의 누적 강도 R [mm/hour]
- 통상,
. 약한 비 : 1 [mm/h]
. 중간 비 : 4 [mm/h]
. 강한 비 : 16 [mm/h] 이상
- 한편, 전파 통신에서는 R [mm/minute]가 더 유용
ㅇ [용어]
- 강수 (降水) : 하늘에서 떨어져서 물이 될 수 있는 모든 현상을 지칭
. (강수량 = 강우량 + 강설량)
- 강우 (降雨) : 지면에 내리는 비의 양을 주로 지칭
5. 강우 시간율 : Rp (또는, 연 시간율 : Annual Time Percentage)
ㅇ 특정 강우 강도 이상의 발생에 대한 연평균 시간 백분율
- R0.01 이면, (p=0.01 %)
. 연평균 특정 R 값 이상의 강우 강도를 갖는 경우가,
. 총 누적 시간이 약 53분 (= 1년 525600분 x 0.0001) 임을 말함
- 통상, 무선 통신 링크에서는 0.01 %를 많이 씀