Atmosphärische Dämpfung

Wie stark Luft, Wasserdampf und Niederschlag ein Funksignal schwächen — Frequenz für Frequenz, von 1 bis 350 GHz.

Gase: ITU-R P.676-13 · Regen: ITU-R P.838-3 · Nebel: ITU-R P.840-9

Atmosphärische Bedingungen

Atmosphärische Dämpfung

  • O₂ (Sauerstoff)
  • H₂O (Wasserdampf)
  • Gas gesamt ITU-R P.676-13
  • T 15,0 °C
  • P 1.013,3 hPa
  • ρ 7,5 g/m³
Spezifische Dämpfung an ausgewählten Frequenzen
FrequenzSauerstoffWasserdampfGas gesamtGesamt mit Niederschlag
1 GHz5,31e-3 dB/km5,05e-5 dB/km5,36e-3 dB/km5,36e-3 dB/km
10 GHz8,06e-3 dB/km5,93e-3 dB/km0,0140 dB/km0,0140 dB/km
22,235 GHz0,0130 dB/km0,180 dB/km0,193 dB/km0,193 dB/km
35 GHz0,0312 dB/km0,0690 dB/km0,100 dB/km0,100 dB/km
60 GHz14,5 dB/km0,154 dB/km14,7 dB/km14,7 dB/km
94 GHz0,0338 dB/km0,371 dB/km0,404 dB/km0,404 dB/km
118,75 GHz1,33 dB/km0,610 dB/km1,94 dB/km1,94 dB/km
183,31 GHz0,0125 dB/km28,2 dB/km28,3 dB/km28,3 dB/km
300 GHz0,0253 dB/km5,18 dB/km5,20 dB/km5,20 dB/km
Nach ITU-R P.676-13 (Gase), P.838-3 (Regen) und P.840-9 (Nebel)

Absorptionsspitzen #

Wasserdampf bei 22 GHz

Wassermoleküle absorbieren bei 22,235 GHz besonders stark. Der Peak begrenzt Satellitenstrecken und Erdbeobachtung im K-Band und ist zugleich die Grundlage der Radiometrie zur Feuchtemessung.

Sauerstoff bei 60 GHz

Sauerstoff erzeugt um 60 GHz einen breiten Absorptionsberg von rund 15 dB/km. Das begrenzt die Reichweite im V-Band drastisch — und macht es dadurch abhörsicher für Kurzstrecken wie WiGig.

Atmosphärische Fenster

Zwischen den Spitzen liegen Fenster geringer Dämpfung, etwa um 35, 94 und 140 GHz. Sie werden bevorzugt für Satellitenkommunikation, Radioastronomie und Millimeterwellenradar genutzt.

Praktische Bedeutung #

Je höher die Frequenz, desto stärker fällt die Atmosphäre ins Gewicht.

Satellitenkommunikation

Im Ka-Band (26 bis 40 GHz) und V-Band (40 bis 75 GHz) gehört die atmosphärische Dämpfung samt Regenreserve in jede Streckenbilanz — bei flachem Elevationswinkel wird der Weg durch die Troposphäre länger.

5G-Millimeterwellen

Die mmWave-Bänder bei 28 und 39 GHz liegen bewusst zwischen den Absorptionsspitzen. Die Zellgröße begrenzt hier nicht die Atmosphäre, sondern Freiraumdämpfung und Abschattung.

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