Design of Pattern Reconfigurable Antenna for Wireless Seismic Data Acquisition System

Design of Pattern Reconfigurable Antenna for Wireless Seismic Data Acquisition System. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Stamp+-Gaya_Msc_thesis_new (3).pdf
Restricted to Repository staff only until 24 June 2021.

Download (5MB)

Arabic Abstract

عادة ما تستخدم أنظمة الحصول على البيانات السيزمية اللاسلكية المتاحة (WSDA) هوائيًا أحادي القطب ، والذي يُظهر مكاسب منخفضة ويتطلب أيضًا طاقة عالية للإرسال. يتضمن نظام WSDA عدة عقد استشعار ، حيث يتم استقبال البيانات الزلزالية بواسطة مستشعر ووحدة بوابة لجمع البيانات من عقد الشبكة. يُقترح دمج هوائي قابل لإعادة التشكيل ضمن عقدة المستشعر. يعمل هذا الهوائي القابل لإعادة التشكيل على تقليل عدد العقد ، وكذلك توجيه الطاقة إلى البوابة المطلوبة. في هذا البحث ، هوائي يمكن إعادة تشكيلها ومحاكاة واختلاقها ، ويتم استخدام فكرة هوائي Yagi-Uda لتحقيق إعادة تشكيل النمط. ويتم ذلك عن طريق جعل بعض العناصر الطفيلية بمثابة عاكس و / أو مخرج. تبادل موضع العاكس والمخرج يغير توزيع التيار السطحي ، وبالتالي يعيد تكوين النمط. تستخدم المفاتيح الإلكترونية RF مثل الصمامات الثنائية لتغيير الهوائي t الأطوال. يعتبر النظام الذي يتضمن عقدة مستشعر لاسلكي ووحدة بوابة كدليل على المفهوم لتأكيد العملية والفائدة والتفرد للهوائي القابل لإعادة التشكيل المقترح. استخدم التصميم الأول 6 مفاتيح لتحقيق 5 زوايا لحزم التعليب ( -40◦ ، -20◦ ، 0◦ ، 20◦ ، 40◦) بتردد 3.65 جيجاهرتز بحد أقصى 6.5-7 ديسيبل في جميع زوايا المسح. التصميم الثاني يستخدم 4 مفاتيح لتحقيق زوايا المسح (-180◦ ، -90 ◦ ، 0◦ ، 90◦) مع أقصى كسب 8 ديسيبل على عرض النطاق الترددي 4.25-4.75 جيجا هرتز. استخدم التصميم الثالث 6 مفاتيح لتحقيق 7 زوايا مسح (-60◦ ، -40◦ ، -20◦ ، 0◦ ، 20◦ ، 40◦ ، 60◦) بتردد 3.65 جيجاهرتز

English Abstract

The available wireless seismic data acquisition (WSDA) systems usually utilize a monopole antenna, which exhibits low gain and also requires high power for transmission. The WSDA system comprises several sensor nodes, where the seismic data is received by a sensor, and a gateway unit to collect the data from the network nodes. A pattern reconfigurable antenna is proposed to be integrated within the sensor node. This reconfigurable antenna reduces the number of nodes, as well as directs the power to the desired gateway. In this research, an antenna that can be reconfigured, simulated and fabricated. The idea of the Yagi-Uda antenna is employed to achieve pattern reconfiguration. This is accomplished by making some of the parasitic elements act as a reflector and/or director. Interchanging the position of the reflector and director changes the surface current distribution and hence, reconfigure the pattern. RF electronic switches such as pin diodes are employed to vary the antenna element lengths. A system that comprises a wireless sensor node and a gateway unit is considered as a proof of concept to confirm the practicality, usefulness, and uniqueness of the proposed reconfigurable antenna. The first design employed 6 switches to accomplish 5 beams canning angles (-40◦, -20◦, 0◦, 20◦, 40◦) at 3.65 GHz with a maximum gain of 6.5-7dB in all scanning angles. The second design employed 4 switches to accomplish 4scanning angles (-180◦, -90◦, 0◦, 90◦) with a maximum gain of 8 dBi over the 4.25-4.75GHz bandwidth. The third design used 6 switches to achieve 7 scanning angles (-60◦, -40◦, -20◦, 0◦, 20◦, 40◦, 60◦) at 3.65 GHz

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Electrical
Divisions: College Of Engineering Sciences > Electrical Engineering Dept
Committee Advisor: Attia, Hussein
Committee Members: Sheikh, Sharif and Hussain, Rifaqat
Depositing User: SAGIRU GAYA (g201705410)
Date Deposited: 12 May 2020 15:25
Last Modified: 24 Jun 2020 15:02
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141489