由于中国不同地区气候的多样性,准确的气象监测有助于国家防灾减灾,其中,降雨和水汽监测在气候研究领域占有重要地位。目前,毫米波链路测量降雨和水汽成为新的监测技术,可以为气象监测提供高精度的数据。该研究利用搭建在中国南京市与河北香河县的E波段毫米波测试链路采集数据,通过气象要素与毫米波衰减的关系计算出降雨强度和水汽密度,然后将研究结果与实测值对比分析。主要研究内容包括:（1）分析了微波链路监测降雨和水汽的国内外研究现状,结合低频段商用微波链路的气象监测研究,针对衰减分离这一难点,提出了基于E波段毫米波链路的监测方法。介绍了毫米波传播特性,分析气象对无线电传播的影响。分别阐述了降雨和水汽对毫米波信号的衰减,包括雨滴的路径衰减与大气气体衰减。（2）利用搭建在中国南京市的71/81 GHz毫米波链路采集的数据计算降雨强度,并评估链路监测降雨的性能。使用基于移动窗口标准差的算法进行干湿期区分,确定实时计算衰减基线的分类阈值,克服了衰减基线随时间变化不恒定的困难。校正了湿天线衰减引起的误差,然后通过降雨和衰减的幂律关系计算降雨强度。（3）收集了中国河北省香河县73/83 GHz毫米波链路的一年数据,在不同的大气压和温度下,使用基于ITU-R的逐行水汽衰减估算模型反演水汽密度。然后对衰减数据进行滑动平均处理,滤除频繁波动产生的随机误差;通过改进分离水汽衰减值的方法,减少了实验结果的误差。（4）通过计算评价指标皮尔逊相关系数、均方根误差和平均相对误差进行结果分析。将链路估算的降雨强度与雨滴光谱仪输出的结果进行对比,验证了基于E波段毫米波链路监测降雨算法的可靠性与准确性。此外,首次进行了水汽反演的季节性分析,月度和季节性评价指标显示,链路反演水汽的准确性与季节变化有关系。对比了反演的水汽密度与气象站的实测值,同时与耦合模型比对项目第五期（CMIP5）预测的结果进行比较,结果表明了基于毫米波链路的水汽反演方法效果更好,能够提供较高精度的水汽数据,对未来的气象预报研究具有积极影响。