Relationship between attenuation and phase delay due to rain in the 10-100 GHz frequency range

The aim of this dissertation is to present an analytical relationship linking attenuation to phase delay due to rain based on a statistical model of the horizontal rain rate structure -EXCELL and depending on the link parameters. The EXCELL model constitutes a simple but solid model to represent the rain structure: by simulating the different scenarios between the station and the satellite, and using a combination of exponential cells, results can be used to derive the fitting relationship between phase delay and attenuation. This relationship is investigated to derive an analytical global model linking attenuation to phase delay along the path as a function of three main parameters : frequency, projec- tion of the slant path on the ground involving the rain height and the elevation angle and finally the value characterising the gamma drop size distribution

Lo scopo di questa tesi è presentare una relazione analitica che lega l'attenuazione al ritardo di fase dovuto alla pioggia, basata su un modello statistico della struttura orizzontale del tasso di pioggia -EXCELL e dipendente dai parametri del collegamento. Il modello EXCELL costituisce un modello semplice ma solido per rappresentare la struttura della pioggia: simulando i diversi scenari tra la stazione e il satellite e utilizzando una combinazione di celle esponenziali, i risultati possono essere utilizzati per ricavare la relazione di adattamento tra ritardo di fase e attenuazione. Questa relazione viene studiata per ricavare un modello analitico globale che collega l'attenuazione al ritardo di fase lungo il percorso in funzione di tre parametri principali: la frequenza, la proiezione del percorso obliquo sul terreno che coinvolge l'altezza della pioggia e l'angolo di elevazione e infine il valore che caratterizza la distribuzione delle dimensioni delle gocce gamma.