一、雨衰的概念
在無線通信中，當工作頻率高于1GHz以上，除了存在自由空間損耗和大氣吸收外，還必須考慮另一種衰減，即降雨引起的衰減，稱為雨衰減。工作頻率越高，其雨衰對電波傳播的影響越嚴重。依據國際電聯（ITU）《無線電規則》頻段的劃分，1GHz以上頻段正好屬于微波頻段。在微波頻段，我們常用的通信系統有：視距微波接力通信系統；地面衛星通信系統；固定無線接入系統；等等。尤其是像工作在Ku、Ka的衛星通信等，雨衰將嚴重的影響著衛星鏈路的性能。
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1、關于雨衰的吸收衰減雨散射衰減
雨衰，是指無線電波進入雨層中引起的衰減。它包括雨粒吸收引起的衰減和雨粒散射引起的衰減。雨粒吸收引起的衰減是由于雨粒具有介質損耗引起的，雨粒散射引起的衰減是由于電波碰到雨粒時被雨粒反射而再反射引起的。這種二次發射的電波入射波與反射波方向無關，這是四面八方發射的，這就是所謂的二次散射。由于二次散射，在原來的方向上入射的電波就被衰減了。雨衰的大小與雨滴直徑與波長的比值有著可比性關系，而雨滴的半徑則與降雨率有關。
雨衰主要是吸收衰減，大部分表現為熱損耗。當電波的波長可以和雨粒的幾何尺寸相比擬時，將引起雨粒共振，則產生最大的衰減。但實際上雨粒有大有小，而作為介質，無論雨粒大小它都要吸收能量的。所以根據實測與統計的結果，雨粒的吸收衰減比散射衰減要大。
嚴格來講，雨對電磁波傳播的影響不單純是對其衰減，還會引起噪聲溫度的增加和產生去極化現象。這些都影響電磁波的傳輸質量，所以廣義的雨衰應包括三方面，即降雨衰減、降雨噪聲及去極化現象。但降雨衰減是主要的。
2、關于雨衰預測的兩個參數：雨強（RP）和降雨出現概率（p%）
因此，在系統設計時必須考慮一定的鏈路余量，此時就要進行雨衰的預測和計算等分析。與降雨衰減大小密切相關的兩個參數是降雨率RP（mm/h，每小時毫米）和降雨出現時間概率p%（無量綱）。RP也稱為雨強，當p取值0.01時，雨強RP應為R0.01，表明全年0.01%時間超過1mm的雨強。
二、Crane模型
為了降雨衰減預測，有關國際組織已經提出了多個全球氣候模型。下圖2是一種Crane模型，它依據多年的降雨統計資料，將全球劃分為極區、溫帶、熱帶、大陸性、海洋性、潮濕、干燥等8類地區，即A、B、C、D、E、F、G、H類，又將D類細分為D1、D2、D3三個小區。Crane模型下，各類降雨地區的RP與出現年時間概率p%的關系詳見下表2。
圖2：全球降雨率氣候區分布圖（Crane模型）
表2：各類降雨地區的RP與出現年時間概率p%的關系（Crane模型）
三、ITU的相關要求
1、雨區的劃分
由于世界各地的降雨量、降雨概率差別很大，后來ITU又進行了雨區劃分，將全球分為從A到Q等15類區域，其中亞洲區域的降雨分布圖詳見下圖3-1，由圖可知，由于我國幅員遼闊，就占了C、E等5個區。ITU發布的各類區降雨率RP與年時間概率p%的關系詳見下表3-1。
圖 3-1：亞洲地區的降雨率氣候區分布圖（ITU發布）
表 3-1：ITU發布的各類區降雨率RP與年時間概率p%的關系
2、雨衰的計算
影響降雨衰減大小的主要因素，除了與當地的降雨率分布有關外，還與降雨區云層厚度、降雨區范圍雨點大小、電磁波工作頻率和極化方式等因素。ITU推薦的降雨衰減計算公式為：
Ar (dB) = aRPb·Le = α·Le
其中，α為雨區單位長度的衰減（dB/km）；系數a、b與工作頻率、雨點大小、極化方式有關，其對應關系數值詳見下表3-2；Le為有效傳輸路徑長度（km），它與降雨云層厚度、降雨區范圍、地球站天線仰角等數值有關。
表 3-2：用于計算雨衰的工作頻率、極化方式和系數a、b值對應關系表
實測結果表明：雨滴的半徑約在0.025cm~0.3cm。C波段的電波波長在7.5cm左右，與雨滴半徑相關較大，因此受降雨影響較小，一般小于2dB；Ku波段內電波的波長在2.5cm左右，故降雨對電波產生的影響比較明顯，最大可達20dB。 因此，Ku波段信號由于波長的原因比C波段信號受雨水的影響大。
四、我國的相關要求
在我國國家標準GB/T 14617.3《陸地移動業務和固定業務傳播特性 第3部分：視距微波接力通信系統傳播特性》中，直接給出了我國全年p%時間超過的雨衰減Ap的計算公式。同時，在其附錄A《中國雨強和水汽密度分布》（規范性附錄）中，給出了我國在雨強和水汽密度方面的相關數據（如：雨強等值線圖、雨氣候區劃分、典型站點雨強積累分布、最壞月份雨強分布、雨區尺度、雨反射率因子及其等值線圖、水汽密度等值線圖，等等）。另外，在其附錄B《雨強分布和衰減率參數的確定》（資料性附錄）中又給出有關雨強的相關內容要求。
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