The impact of rain on short G-Band Radio Links : experimental results and prediction models

The results from one year of data collected during an electromagnetic wave propagation experiment at G-Band are presented. The research activity originates from the collaboration between Politecnico di Milano, and the Huawei European Microwave Centre in Milan, which installed a short (325 m) terrestrial link operating at 261 GHz, connecting two buildings in the university main campus. The received and transmitted signal levels together with the meteorological and rainfall data have been processed in order to identify rain events, remove the wet antenna effect, the attenuation due to atmospheric gases and other effects which are not due to rain. After completing this preliminary procedure, the attenuation due to rainfall has been quantified and analyzed from a statistical point of view, comparing it with the predictions of the main theoretical models available in scientific literature. The analysis definitely points out that the only approaches which accurately predict the experimental results are based on the drop size distribution and on frequency scaling. However it is worth highlighting that further experiments are needed in order to construct more robust statistics of rain attenuation because the measurements collected so far are limited in the number of events characterized by intense rainfall. Furthermore the spatial variability of the drop size distribution should be better investigated.

Vengono qui presentati i risultati di un anno di dati raccolti durante un esperimento di propagazione di onde elettromagnetiche in banda G. L’attività di ricerca nasce dalla collaborazione tra il Politecnico di Milano e il Huawei European Microwave Center di Milano, che ha installato un collegamento terrestre a corto raggio (325 m) operante a 261 GHz, che collega due edifici nel campus principale dell’università. I livelli del segnale ricevuto e trasmesso, insieme ai dati meteorologici e pluviometrici sono stati elaborati al fine di identificare gli eventi di pioggia, rimuovere l’effetto di antenna bagnata, l’attenuazione dovuta ai gas atmosferici e altri effetti non dovuti alla pioggia. Dopo aver completato questa procedura preliminare, l’attenuazione dovuta alla pioggia è stata quantificata e analizzata da un punto di vista statistico, confrontandola con le previsioni dei principali modelli teorici disponibili nella letteratura scientifica. L’analisi sottolinea decisamente che gli unici approcci che predicono accuratamente i risultati sperimentali si basano sulla DSD e sul frequency scaling. Tuttavia va sottolineato che sono necessari ulteriori esperimenti per costruire una statistica piú robusta dell’attenuazione da pioggia poiché le misurazioni effettuate finora sono limitate dal numero di eventi caratterizzati da pioggia intensa. Inoltre la variabilità spaziale della DSD andrebbe investigata piú approfonditamente.