降雨衰耗为无线电波在穿过雨区时所受到的衰减量。降雨衰耗对10GHz以上的 Ku波段和Ka波段、以及频率更高的毫米波波段的电波传输具有很大的影响。

由于降雨这一自然现象在发生时间和地域上的不确定性，对降雨衰耗的精确量化计算是不可能的。ITU-R及其前身CCIR 经过数十年的观测和研究，总结出针对不同的时间概率，估算最大雨衰量统计值的方法。我国的有关部门据此制定了相应的通信行业标准。除此之外，R.K.Crane等专家和专业机构也提出了多种雨衰估算模式。采用相关方法估算得到的降雨衰耗值可用于为通信链路预留降雨备余量。

降雨衰耗与降雨可用度

降雨衰耗是在平均年度的某个统计时间中可能超过的预测衰减量。统计时间用百分数表示。0.1%时间的雨衰量为5dB，意味着平均每年有0.1%时间（大约526分钟）的降雨衰耗可能超过5dB。统计时间的百分数越小，所对应的降雨衰耗值就越大。

与此相对应的是降雨可用度的概念。等效于0.1%时间雨衰量的降雨可用度为99.9%。99.9%时间可用度的降雨衰耗为5dB，意味着在平均年度中的99.9%时间内，降雨衰耗不高于5dB。降雨可用度的时间百分数越大，所对应的降雨衰耗值也就越大。

在卫星通信的链路计算中，降雨可用度通常选在99.5%与99.99%之间，所对应的降雨时间百分数为0.5%到0.01%。

雨衰估算方法

对降雨衰耗的测量、以及对雨衰估算方法的研究始于1960年代后期。在原CCIR文件全集（Plenary assembly）第五卷、以及ITU-R建议中，收录了CCIR与ITU-R对降雨衰耗及其测量和估算方法的大量报告与建议。

ITU-R建议P.618-5和我国的通信行业标准YD/T984-1998所建议使用的雨衰量估算步骤大致为：由当地的降雨强度求得单位路程的雨衰率，估算降雨高度并求出电波穿越雨区的斜距，由电波穿越雨区的水平距离和降雨强度算出距离减小因子，取雨衰率、斜距和减小因子的乘积为所求的降雨衰耗量。

降雨强度与雨衰率

降雨强度是时间统计量，它表示某地在平均年度的特定时间百分数中可能超过的降雨率。降雨强度的单位为mm/h，其量度为以特定强度持续降雨一小时的雨量。

考虑到大雨和暴雨的持续时间相对较短，降雨强度会在短时间内频繁变化。在相同的时间段中，以小时为单位和以分钟为单位测得的最大降雨强度是不同的，而且前者可能远低于后者。因此，统计降雨强度时所用的降雨量数据应以分钟为单位。由于气象部门测量降雨数据的时间单位通常为十分钟甚至更长，在利用已有的气象数据统计降雨强度时，通常要用特定的公式将长时间的降雨记录数据转换为分钟降雨数据。在测量、统计和转换中国降雨强度数据方面，中国科学院的有关单位和原电子部的电波传播研究所作了大量工作。

估算雨衰时应该尽可能利用当地的现有降雨强度数据。在得不到相关数据时，可以先从雨区划分图中查出当地所属的雨区类别，然后从相应的时间百分数，从降雨强度表中查出该雨区所对应的降雨强度。

雨衰率是对应于单位传输距离的降雨衰减量，其单位为dB/km。雨衰率由降雨强度和电波的频率极化所决定。ITU-R建议P.618-5和我国通信行业标准均提供了雨衰率的计算公式。此外，CCIR的报告233-3和报告721-2还曾提供一种由降雨强度和频率极化推算雨衰率的雨衰率关系图。

对应于0.1%以上统计时间和低降雨区的降雨强度通常为数mm/h，相应的Ku波段雨衰率通常低于0.3dB/km。统计时间低于0.01%和N区以上高降雨区的降雨强度为100mm/h或更高，相应的Ku波段雨衰率可能高于5dB/km 。

降雨高度与穿越斜距

降雨高度的估算公式是以纬度为自变量的分段函数。雨高公式所求的是大气冰点的高度、或为液态雨滴可能存在的最大高度。

降雨高度未必与大气冰点的高度相等。一方面，雷达测试结果显示暴雨的最大降雨高度相对较高，另有证据表明超冻雨滴可能存在于冰点高度之上，因此有专家建议，以大气冰点高度作为雨高的条件为降雨时间概率高于1%的情况，而0.001%时间概率的雨高应改为温度相当于-5℃的大气高度。（大气温度随高度上升而降低的变化率约为6℃/km ，由此可以推算出，温度分别为0℃和-5℃的大气高度差大于800米。）另一方面，雨滴未必都从其可能存在的最大高度开始降落。气象学专著介绍，短时间的暴雨多出自纵向高而横向窄的积雨云，雨量中到大的持续降雨则多出自距地面数百米至二千米的雨层云。由此可见，实际的降雨高度既可能略高于大气冰点的高度，也可能远低于大气冰点高度。

实际上，雨高的初始定义为夏季的平均降雨高度。如果始终按最大的可能高度为模型计算降雨高度，由此求得的雨衰量有可能远远超出实际水平。

电波在雨区中的倾斜穿越距离可由当地的实际雨高（即降雨高度与海拔高度的差值）与天线仰角，通过三角关系计算得到。

在高原地区，实际雨高可能低于1公里，在高仰角条件下，穿越斜距也可能小于1公里。在低纬度的低海拔地区，实际雨高可能高达5公里，如果天线仰角为20度，则穿越斜距将大于14公里。由此可见，降雨高度和穿越斜距对雨衰量的影响是很大的。

距离减小因子

应该注意到，降雨衰耗并不等于雨衰率与穿越斜距的乘积。其原因为，穿越斜距只是电波穿过雨区的最大可能长度，其间未必全程降雨，降雨区间内的降雨强度也有强有弱。为此，雨衰计算公式中引入了一个距离减小因子。

距离减小因子的早期计算公式只考虑电波穿越斜距在水平方向上的投影距离。降雨高度越高，天线仰角越低，水平投影距离就越长，相应的距离减小因子也就越小。其物理解释为，水平投影距离越长，雨团在穿越斜距中所占的比例就越小。

修正后的计算公式还考虑了降雨强度的影响。降雨强度越大，距离减小因子就越小。其解释为，强降雨在水平方向上的分布较窄，整段穿越斜距中被该强度雨团所占的比例较小。

比较以1到5公里实际雨高、20°天线仰角、以及D、K和N等雨区为条件算出的多个减小因子后可以发现，水平投影距离短且降雨强度低的减小因子约为0.9，而水平投影长且降雨强度高时的减小因子可小于0.4。由此可见，距离减小因子在雨衰估算中起着相当重要的作用。

Ku波段的降雨衰耗

由上述雨衰率、穿越斜距、以及减小因子的数值范围可以推算出，Ku波段的雨衰量可能低于1dB，也可能高达20、甚至30dB 。具体的降雨衰耗值主要由通信链路所要求的降雨可用度、地球站所在地的降雨强度和实际降雨高度、以及天线仰角等因素所决定。