Affaiblissements différentiels a 13 GHz sur 53 km comparaison a des mesures simultanées a 20,5 GHz

Analyse

Depuis mai 1975, une liaison de 53 km a été installée dans la région de Dijon (France) afin de mesurer les affaiblissements dus à la pluie en polarisation verticale et horizontale à 13 GHz. Les résultats des mesures effectuées en 1975 et 1976 sont présentés. Les affaiblissements différentiels obtenus sont en moyenne égaux à 25 % de l’affaiblissement horizontal. Ce rapport variant peu avec l’affaiblissement, cette valeur est plus forte que celles déjà rapportées par d’autres expérimentateurs ou prédites par la théorie en utilisant la distribution de Laws et Parsons. Ces affaiblissements différentiels importants peuvent être expliqués par une distribution moyenne des diamètres des gouttes de pluie très différente de celle de Laws et Parsons. Ceci a conduit à établir au cours de l’été 1975 une deuxième liaison à 29 GHz sur le même trajet que celle à 11 GHz. En effet, un rapport donné entre l’affaiblissement différentiel et l’affaiblissement horizontal à 13 GHz impose l’exposant à la distribution des diamètres des gouttes si on suppose celleci exponentielle (ce qui est bien vérifié en moyenne). Cette contrainte sur la distribution des diamètres impose à son tour une valeur au rapport des affaiblissements horizontaux 20,5 GHz et 13 GHz. C’est ce qui a été vérifié sur neuf averses au cours de l’été 1975. Le rapport moyen mesuré des affaiblissements à 20,5 GHz et à 13 GHz, était de 2 et simultanément sur les mêmes averses l’affaiblissement différentiel à 13 GHz était égal à 24 % de l’affaiblissement horizontal. On montre ensuite que. quelle que soit la distribution exponentielle choisie, ces deux rapports (2 et 0,24) correspondent au même exposant de l’exponentielle, exposant auquel on peut associer une intensité de pluie. A titre d’exemple, pour la distribution de Laws et Parsons, ces rapports sont explicables par une intensité de 300 mm/h environ et pour celle de Joss (orages) par une intensité de 50 mm/h.

Abstract

Since May 1975, a 53 km link installed in the vicinity of Dijon (France), has been used to measure attenuation due to precipitation at 13 GHz in both vertical and horizontal polarization. A presentation is made of the results covering 1975 and 1976. Differential attenuations are measured on average, 25 % of the horizontal attenuation. This ratio does not vary much with attenuation, yet is higher than those values reported by other research engineers, or predicted by theory on the basis of Laws and Parsons distribution laws. This rather considerable attenuation may be explained by a mean distribution of raindrop diameters differing widely from those of Laws and Parsons. During the summer of 1975, therefore a second 20 GHz link was installed over the same route as the 13 GHz link. Indeed, a given ratio between the differential attenuation and the horizontal attenuation at 13 GHz, assigns the exponent to the distribution of the diameters of drops, assuming this distribution to be exponential (this being verified in the main). This constraint on raindrop diameter distribution, in turn assigns a value to the ratio of horizontal attenuations at 20.5 GHz and 13 GHz, respectively. This has been verified for 9 showers during the summer 1975. The average ratio of attenuation at 20.5 GHz and 13 GHz was 2, and simultaneously, for the same showers, the differential attenuation at 23 GHz equalled 24 % of the horizontal attenuation. Furthermore, it is shown that whatever the chosen exponential distribution is, those two ratios (2 and .24) correspond to the same exponent of the exponential, to which exponent a rainfall intensity can be associated. By way of example for the Laws and Parson distribution, these ratios are accounted for by a rainfall of about 300 mm/h against a rainfall (thunderstorms) of 50 mm/h for Joss.