5mm波段大气传播特性的研究+文献综述(12)
根据上图3.3.1 中曲线可以明显的看到，不同水含量情况下的衰减量也是不同的，雾的水含量只有0.15，所以雾的衰减量是最小的，在50~70GHz频段随着频率增加衰减量增大，但是增幅比较小，不到0.2dB/Km。层积云（含水量0.3）和晴天积云 （含水量0.5）在50~70GHz频段的衰减量也是随频率的增大而增加，增幅相对与雾衰减增幅大一些。而对于含水量为0.8的雨层云，衰减量就比较大了，在50~70GHz频段的平均衰减达2.5dB/Km，而且随着频率的增加衰减量的增幅也比较大的，50GHz是衰减量不到2dB/Km，而70GHz时达到3dB/Km，相对与其他云雾情况，雨层云的衰减量和衰减增幅都是最大的。因此我们可以根据上面曲线得到结论，在云雾天气情况下，对5mm波段产生衰减的主要因素是云雾中的含水量，含水量越大，产生的衰减量也越大，而且随着频率的增大，衰减量的增幅也越大。
3.4 五种经验公式对比
由于水的复介电常数是频率和温度的复杂函数，直接利用上面3.3节提到的模型计算云雾衰减在工程应用中是很不方便的，所以许多研究者给出了计算云雾衰减的经验公式，其中Bcnoit经验公式[12]为：
（3.4.1）
上式中f为频率（GHz），t为摄氏温度。
Staclin得到了计算云雾衰减系数的另一经验公式[13]：
（3.4.2）
上式中 为波长（cm），由于上式精度较差，我国大气物理研究所修正了这一公式，其修正的云雾衰减系数计算公式（Modificd Staclin）[14]为：
（3.4.3）
1984年Altshulcr提出了一种计算云雾衰减的经验模式[15]：
（3.4.4）
上述经验公式得到广泛的引用，1989年Licbo等利用云雾的等效折射率对1~1000GHz的云雾衰减进行了计算，并利用计算结果得到适用与0~20摄氏度的经验公式[11]：
当f为0~100GHz时： （3.4.8）
当f为0~250GHz时： （3.4.9）
下面我们来比较在温度为0摄氏度条件下，对于50~70GHz频段，上面五种经验公式的衰减系数
图3.4.1 五种经验公式下5mm波段衰减系数曲线
根据上面图3.4.1中的仿真曲线我们可以发现五种经验公式在0摄氏度条件下得到的云雾衰减系数是不同的，在50~70GHz频段，Altshulcr经验公式和Licbo经验公式具有较好的拟合度，并且可以清楚的得出云雾衰减系数，和前面讨论的Rayleigh近似模型得到的云雾衰减系数很接近。Bcnoit经验公式得到良好的云雾衰减系数曲线，但是其衰减系数值和Rayleigh近似模型得到的衰减系数相比较则偏大。在0摄氏度条件下，Staclin经验公式和Modificd Staclin经验公式得不到云雾衰减曲线，这是因为受温度的影响很大，温度决定其衰减系数，我们所选的温度为0摄氏度，而Staclin经验公式和Modificd Staclin经验公式对温度的要求很高，所以在我们所选的0摄氏度条件下，Staclin经验公式和Modificd Staclin经验公式对云雾衰减系数的计算是不适用的。因此，在我们工程中要用这五种经验公式时应该准确得把握各个公式和温度的关系，不同温度条件下引用最合适的经验公式进行计算，从而得到更加精确的云雾衰减数据。