Effects On Microwave Signal Propagation Due To Layer Based Intensity Variation of Sand/Dust Storm. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
MSThesis_MahfuzUllah.pdf Download (1MB) | Preview |
Arabic Abstract
في المملكة العربية السعودية، يمكن لعديد من العواصف الرملية والغبارية ان تؤثر على جودة خدمة قنوات الاتصال واسع النطاق. ولهذا، تم وضع نموذج لتقدير التدهور في اشارة الميكرويف في حالات العواصف الرملية والغبارية القوية من اجل تحسين وتطوير ميزانية الربط عبر هذه القنوات. وعلى الرغم من وجود العديد من النماذج المختلفة لتقدير النثر الكهرومغناطيسي (EM) الناتج من هذه العواصف، لكنها تعتمد على قياسات واضحة الرؤية من بؤرة العاصفة!. اضافة الى هذا المتطلب غير المريح، فأن هذه النماذج لا تحتوي وصف التأثيرات المتعددة على النثر الناتج من جسيمات ودقائق الرمال والغبار في هذه العواصف. في هذا العمل البحثي تم استخدام طرق تجريبية موجهة وغير موجهة من اجل التحقق من كمية ندهور اشارة الميكرويف عند الانتشار في الوسط الجوي خلال العواصف الرمليه والغبارية. حيث بدأت هذه العمليه عن طريق جمع عينات من الغبار والرمال باقطار جزيئية مختلفة بواسطة غربال تحليلي وهذه الاقطار كما يلي 90 ميكرومتر، و125 ميكرومتر، و 150 ميكرومتر. ثم تم تصميم صندوق اختباري مع صمام يسمح بتفق الهواء المضغوط وتسرب قليل من الرمال والغبار. حيث تم تركيب هوائيان من نوع Horn على الاطراف بطريقة مثالية تسمح بقياس مقدار وطور متغيرات معامل (S). ان قراءات (S21) التي تم الحصول عليها تم استخدامها في التحقق من اداء النموذج عبر المحاكاة تحت نفس الاعدادات، ثم تم استخدام النموذج البرمجي من اجل تحليل اثر متغيرات وسط العاصفة كحجم جزيئات الرمال والغبار، وشكلها، وتركزها، وقطبيتها، ومقدار سماحيتها الفعالة على انتشار الامواج من نوع نطاق (X). تشير البيانات المحللة الى ان النموذج الموضوع كان ناجحا واثبت فعاليته في التنبؤ بمقدار التدهور الحاصل على الاشارة تحت تأثير عوامل مختلفة تتعلق باجواء العواصف الرملية والغبار. ثم في النهاية تم مقارنة هذه البيانات المقاسة بعد عملية المحاكاة مع بيانات موجوده ناتجه عن ابحاث لنماذج سابقه في هذا المجال.
English Abstract
In Saudi Arabia, severe sand/dust storms can limit the quality of service (QoS) for broadband communication channels. Thus, modeling of Microwave attenuation in different height of sand/dust storms is essential to optimize the link budget of communication channels. Although several models exist to predict the electromagnetic (EM) scattering in sand-dust storms, they are mostly dependent on visibility measurements at the epicenter of the storm. In addition to this inconvenient task, these models do not include multiple scattering effects from suspended sand and dust particles. In this research work, guided and non-guided experimental methods are used to investigate the degradation of Microwave signal propagating through an air-sand and air-dust media. The process is started by collecting multiple dust/sand (with diameter of particles =90 μm, 125 μm, and 150 μm) samples through sieve analysis. A test box is fabricated with an air valve that allows the flow of pressurized air with negligible sand-dust leakage. This process is used to create a sand or dust storm like media within the box. Horn antennas that are optimally integrated on both ends, measure the magnitude and phase of the S-parameter responses. The measured responses (S21) are used to validate a simulated model of a similar setup. The software model is used to analyze the influence of sand-dust media parameters, such as particle-size, shape, concentration, polarization and effective permittivity, on the propagating X-band signal. The analyzed data show that the model could be proven useful in predicting signal attenuation considering the effects of different parameters related to Sandy/Dusty weather. Finally the simulated results are linked to the experimentally observed measurements by calculating attenuation due to presence of sand for a 1 m link and compared with values obtained from literature.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Engineering |
| Department: | College of Engineering and Physics > Electrical Engineering |
| Committee Advisor: | Iqbal, Sheikh Sharif |
| Committee Members: | Jamid, Hussain Ali and Al-Saud, Wajih A. Abu |
| Depositing User: | MAHFUZ ULL (g201205260) |
| Date Deposited: | 09 Feb 2016 05:10 |
| Last Modified: | 30 Dec 2020 12:19 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139866 |