【通信行业标准(YD)】 卫星通信链路大气和降雨衰减计算方法

中华人民共和国通信行业标准
YD/T 984-1998
卫星通信链路大气
和降雨衰减计算方法
Methods for calculatdng attanuatlons by atmosphericgases and raln in the satellte communication link1998-11-13发布
中华人民共和国信息产业部发布1999-05-01 实施
YD/T $84—1998
2引用标准
使用单位
4H算方法
附图和表
YD/T 9B4-—199a
随著卫星通信的发展，频率和就道立置凸成为，十主要以制。为了并辟新域段，各国部在向史高的使用救段发展。例如，Ka预段等。这些频段内降用衰减成为不可忽略的卫素，签比较准确地计算出当增的卫尽通信路径的衰减，对卫星通信的系筑设计就显得十分必要了，本标准士要足依据我国的通借技术政策并念考如下TIU-R相关建议制定的。建议6761-350GH购率范国内大气引入的变满难议837传播类壁的降雨特性
建议8预测存法中使用范特定降雨商减模型建议839预测方法中降而高度模型坐议FN-369-6用于折射计算的标准人气收计地球一些间题信系统需要的传播教据利预测方法建议618
建议840丽云和雾产尘的衰诚
建议841
度统计与最坏月份统计的转换
建议69广据系挑设计需要的传播效垢壁议836
地裁水蒸燕气密度
建议581最坏月份的概念
本标准主邮出部也信科学研究规研院操出并心，本标准由邮电部电信传轮研究所起卓，本标主要起单人：攀户
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卫星通信链路大气和降丽囊减计算方法Cedeuleting metbods of ettanuetlons br atmospherkegases amd raiz in the satelite communication lidke1范围
YD/T 984 - 1998
本标准规定了是通信链路大气和降丽衰减以及与群丽衰减有关的快播损失计算方洁，本标注适用丁卫星固定业务（适用下各种词制方式）,适月于卫星网络的规划、工程设计维护等。2引用标准
Gn/T14617陆地移动业务和定业务传播待性ITL -R 穿议 767-1 附录 1
ITL: - R 建议 791 附录 1
3使用单位
hPa;henInpxaral百帕（新卡人气压竭单它足H0V的力齿勾井直地作用在1面相上所产型此巫力（压强）。
4计算方法
4.1大气吸收我域
人气吸收引适的衰诚主要足大天气中的女和水燕气造成的，它收」波束上抽的师用工作缺率、地球站的乎均海技高以及当地的水然气资速等当工作频收低二350CH(57~63CH除外）电派以便料路径卫尺至地球站或地球站至卫）穿过大出尽时,干燥空气和大气水蒸气密度为时的中值气体吸收衰减A，计算方法如下：4 = +2k
(h.j+gthu)
dB(Q 10)
g(h)0.661x+0.339+5.5(h/)
￥ ain\e +2(h,/
式(3)中,可以用或者。中往何一个代人求得(,)或g();R：考虚到折射以后的有效地球径，当h,Ikm时，R，=8SCOkamh；地球站终端位置的平时海我高度（km)，h，如果不知堆可取凸：，地球站工作仲角，
公式（1),(2)中的其它参数。，。，，封计算法如下：(1)
一从海而到悔按商度5km范尚内：由十十燥空气产生约每公型的特定衰减。Y。可以用下式计算：
中华人民共和国值息产业部18-11-13批准1999-05-01实施
(f - 57)2 +2. 44
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Gyx10-3
f-57 GH
2×10-/(1-1.2×10-y)+f-63)+1.5*（f-118.75)+2.84/.28y
63 GIx≤/350 GIEz
= (G-60)-63) (57)-1.667)-57)(-63)+(G-57)9-60) (63)18
57GHz≤f63CHz
其中：为工作额率(GHz);
Y,=/013，P是大气压强（hPa）;=288/273+，是温度（℃)
(57),Z,(63)分别为 57GI1z析 63G[I时的 X, 值,(s)
× 10 2
以海平面到游拨高度5kn范围内，白丁大气中水获气产生的每公坐的特定哀减：，可以月下式计算；
[1.27 × 10-% + 1.67 ×10-12 +7.7 × 10-,3. 79
(f-22.235)*+9.81yy
[(f -183.31) +11.85+（ -325.153)* + 10.44y/≤350CHr
式中，同前，是大水蒸气密度。fpyy.x10-4
南图和除图2+给出了海平面上1~350GHz压内千焕气和耳右7.5g/m密度的水蒸气的特定症减。
值是季节变化的，每年的2月和B月份是典型值分布月。。为月平均水蒸气密度（也就是绝对湿度）。在全世界范国内，值可以从附图3.附图4中查缺，全国范内的值可以从时图5、附图存中查获。
巴值也可用相对湿度、温度T等知参数按下式计算：0 = (H × + × 216.7)/[10 × T)其中.7为绝对温度（K),H为相对湿度（%),t是温度t讨的饱和蒸气压强(hPa).e,可按下式计算：er=nexpa+)
式中，为温其(9),其他参数如表1。表1 a、h,c参数值
堵们范日
- 20 - - 5J9:
上逆丁燥空气和水蒸气引人的衰减的近似计算法上用曲载抵合去逐条谱绒的计算法之问的绝引识差：-股比0.1dB/kml小，并且在60GH，时不链过0.7rlR/km当每后高度越过5km对，应宋用变议676附录！中前计算方法。
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3—下燥空气的等效高度，。可用下式进行计算：h, = 6
h, = 6 + 40/[[(F- R.7) + 1]
f<57GIh
63CH 350CHz
大气水蒸气的等效高度，可效用下式进行计算：3.0
hu =hao+
{F - 22.2)* + 5 * (/ - 183.3)2 + 6 + (f - 325.4)2 + 4)km
1350GHz
其hr为在穿二区内的人气水蒸产等效高贵。十焕天气时，hw=1.6m;降人气时，hm=2.1km4.2长时间降雨求减的计算方法
工作率低130GH，其位胃处的地球站倾斜传输降径上降函衰滤的长时间娩计值的计算力法如下。4.2.1参考路径模型
算领斜传给陷径的参考路径模型如图「所示，c
床结价择物
遮快范障鼓
地球一心间路格
谢1降雨在驱预测中的地球空问路经及垂数计算降雨高或需要知道地球站的工作拓C出），地球站位置药韩意值（度）地球站的工作仰角。(度),地速端所在依些的均海拨商度、(m)等。4.2.2用减的1算步
1）地球站所在地的实际降雨高度站范计算公式如下：[3.0 + 0.0284
hr(km) =
式中的为地球站的纬展害。
14.0- 0.075(g-36)
2）电被传播的倾料路径长度：
了，的计算公式如下：
( - h)
2(h -h)
[sin2g+ 2(he-h,)1
+ sind
0 36
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式中：9为地球站的工作迎负（度）4x为降康高度（m）；，为平均海载高度（km)；尺，为有效地球半径（km），一般取8500kme
3）凯斜略径的水下据影
4）降丽强度Ru
L的证筛公式下：
Lg = Ly cne
二年的0.创%时同超过的降雨强度灯R-m（mm/h)。在全世不范围内接降雨强度划分的雨区等级见表2，
表2全世界的丽区等级
时间百分数
表2中A~心的15气候区为全世界的雨区划分等级，13
过界各国的降丽强度站理区划图和中国的降为强度地型风划国步见序图7.89，如果当些有Ra.心的降雨独度统计，那么应采用当地演计的准确值，中国的降雨号度R.地睡分布图参见附图10(详见国标G/T14617)。5）Ro.至10amm/时，年时间的0.01%时的少子0.0的计算如下：rau + (1 + LeL)
其中 L, = 35exp( -0.015 Ro.o1)。注；当R>100mnvh时，取Rem=100mlr/h运行计算。）利用率相关暴敏&和以及降丽强宽Ra，计票待定衰减（F/m）TR(Rnm)
其中。
(dB/kat)
本=kg -ky +(3a - )e20e2]/2
=[kp + hiap+(kn-haucane2i2
kk和分别表示线被化(水平板化（H)、垂直极化(V))以及水平路径的和a俏和值可以在表中查费
表了相关系数和的值
工作频车
G.0x00352
工作颗事
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统表3
若使用赖率相关值弃表3中不能直接查到，以按下注原则获收、dR
点、值，可按频率足对数刻度，、值也后别数刻：用捕人法求得2可按频率是对数刻接，百查是线性划，入法求得，a
上式中的8为地球毕他角：为线极化电通六量与水平同之问的极化顿身。的计算方祛参行IILR班议791附录1。当快用国极化时.=45度。了）平与年的0.01%时闻超过的降雨连或40的计算如下：Muey =2riero.n
8）对所年的.免率1%时间之间过的降用获诚的计算如下：Ap/Aa.m = 0. 12p-ro.54+u.t43wae)计算参号值见友4.
4p与Ap/Apα的对应
.o0）
：1的1%，
4.3长时降雨妄减的频率换算
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如呆在荣题率上可必变得可声的衰减烈量数错的括，那么在了-50CH工作额率范固内，利用下率经验公式可以实现不同赖举但在同一降径上的降闲衰的换算，As = Ar(p-/g)1 8pp2b,
gtr) = p(1+ 10-+f)
H(P1.92.At) = 1. 12 × 1U-(P2/9t)0.5(P1A)0.55(24)
f:GHz：1分别为f和题率处的等承率的降雨享值（dB)：为（行用代入时可求得：4为用代人时可求得。
4.4降雨引起交叉极化长时间统计计算4.4.1计算方法
从哺亲统计中计算变冬款化的长时四铣计俏，应预先却描以下参整：要求范过面百分数口韧过款离哺衰减A（B），线化电场矢量与水平方句之闻的衡角=（画极化7=45）上作螺(H）地球能二作抑角
工作断事在8GH多≤35GH利仰角时利用降丽克减统计值计择同-路径上的交受极化鉴别度(XPD)统计值的方法如下。
1)计算频冰柜关域C
C, = 30log
2）计算降南案减相关项
8CHzJ≤35GHz
G, = VlogtAn?
中:4p为降乘衰减(B);8GHz=f多15GHz,F=20;15GHzC, = - 10log, 1 - 0.484(1 + 0g(4-))7当=45时，，=0=或的附，达到最人值15R，4) 计算体角相关类 Cg
Ge = - 40lug(nnafl)
5）计算雨满滴恢相关项C
cg = 0. 00522
是雨病俩角分布的有效标准候差（度），5取值死表5，n
表5雨滴侧有效标准演是（度）
对应丁其它P值的。慎接线性刻度计算，0.1(%)
6）比算对应于时间不超过的降用交圾化鉴划变XPPrin = Cr - + C, + G + G,7）计冰品交更级化监别度Cm
Cx = XPDl × (0.3 + 0. 1logP)/28)计算包括冰品影响的时间案内不超过的XFDpXPDp → XPDi. -- Cee
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4.4.2降用引起的长间交义超化统计的频率和批化换算测耳下逆经验公式，可以抵在·个获和假化衡角上的长时间交更极化统计值换算到其它频率利权化顾销二的长时间交受极化统计值，【 F: 1 - 0,484(1 + coB4-]www.bzxz.net
XPD=XPD,-2010g
[f1=0.484(1 +co4)
(4GHz .1 2 ≤ 30GHz)
XPD，和KPP，是频率，和.假化侧布和a（度充同一时叫自分数上本过XFD值4.5于云和雾产生的孩减
4.5.1求满百径小丁0.0cm组成的受买前单路径上的衰减，可以利用云雾中每单位体积总水蒸气的含量计算。其你的甘莫点下：=Kf
式中：，为在云层范图内单位路轻的弃减dB/m)：为云雾的水蒸气密度（K为特定衰域系数(d/km)/g/）
4.5.2特忘诚系数K，的计钟
K，可按下式计算（f[00GHa)：
K, - 0.819/e\(1 + r
d/kmg/n(f:GITz)
9=(2+e)/c)
水的复合介质介电系数，：
fie - s2h
+(++(f
=77.6+103.3(300/T-1)（：很，)=5.48
52 = 3. 51
一·次（基本）和二次单张锁率, = 20. 09 - 142(300/ T - 1) + 294(300/ T - J)2. = 593 - 1500(300/ T - 1)
K，也可以用查出线求得。工作频率在5~200CH范国以，温度在-8℃~20C之间的K，值垂君图2。其中对云层的衰便月度的曲我
4.5.3水蒸气带度3
募的灌体水的音量对于中等雾大约为0.05/m2（能见度为300m），大雾约为0.2/m（够见度为50m），4值在我国面没有统计数据。4.5.4云的克碱
要计算冷定提率值时中于云产坐的衰微，必须首先知道滤林水总柱体的形（/n），K，以及地球站选你角今,并按下式计侧：
A =(WK)/sine
A = (M×2h × E)/sinf)
武中为云层厚（n)，当不知云层厚讨，取kn我国尚设有云层统计数据。4.8平均年度统与段坏月份统其对转换4.6.1超过平均年度最坏份时同百分数P.的计算(42)
和月转换因子0可以根据留过平因年时间百公数1算超过平均年最坏月份时闻白分数P。Pw QP
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轻率（GHe）
图2水的惩流注不同渐率和强度下的装减式中：1<0<12.P和P参考相同门限电平。4.6.2值的计事白是心、R关于P(%)的丽效,0值可按下或计算12
Q(p) =
，当0，2.85,2=0.13时
3%< P≤WG
.P ≤ 1.575 × 10-3(
2. 85 ×3-0.13
[2, 85 × (P/30) 0.212
相应户值的0值还可按在图3中查得。4.6.3半均年度P的换算
[1. 575 × 10-5 P 3(%)
利用转换因子心也可以根据超过平均年度英外月份时间百分数计相忘的超还平均年也时间百分款，
P=P,/Q
Q = 01c1-pp -a0-2)
12Po < Pu(% ) ≤ Q × 301-5)注: 01 =2.85,8=0. 时
而 P。-(Q/12)2
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理论上限）
医 3当 -2.85,-0.13 时 和心的相性P(%）0.30（录)L
4.6.4Q和3值的选取
1.9 × 10-4 P(%) ≤7.8
生我国没有确定自记的0,和2值之前选用全或通用值=2.85,9=0.13。不同气候区和各种传播条件下的0.和3道参君对表1，4.6.5平均年需量坏月份的定义
在一年的最坏月份内，趋过选门限的时可口分数叫做过年忘录坏月份对已分数。(55)
下年度最乐日设，也就尺通常说的们何月份叫首分数，它民超过年要最坏月偿时间百分数的长时间平与怕，
4.7站止分共
随者工作期率的速商（划剂场和球度），为提高通信系统的可范性，二星通信广泛采用站址分案技术。分集改首因子和分集增益足分集改营的两个土要质量参数。4.7.1分共改牌因了
在尚诚平上单站工作的时闻百分比F，和站划分带后工作的时间分比之间的出位叫做站址芬集善因了，用了袭求，「可用上武比算：I = P/P = 1(1 + R[1 + 10R/P,式中：，为单站的时闻百分效；为分朵后的时间百分数：出为联决于路特性的举教。当 B≤时,I=-1+100B/P
P2 = P2/(1 + 100R)
式中产=10-+2，4为两分共站之间的距离，单位krn始出和之间的系。
4.7.2分集增益
对丁同一时间有分数，单站衰减和分案亮减之差)叫做分增益。分集益心（B)可从下述的经验公比计算得到，计算之前必额已知：两个分集站同的距离4（km），单站的路径降用衰诚A（m)，工作痴率《）地球站的作抑以惠以及地球传插路径的方位与阅站基线之间的夹角业）9
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