KOMPUTASI PENGHAMBURAN DAN PENYERAPAN GELOMBANG...

KOMPUTASI PENGHAMBURAN DAN PENYERAPAN GELOMBANG EM OLEH TITIK HUJAN DALAM

BENTUK REALISTIK (PROLATE SPHEROID)

ALLADINA HAPSERY

2208100173

PEMBIMBING

Eko Setijadi, ST. MT., Ph.D.

Prof.Ir.Gamantyo Hendrantoro, M.Eng., Ph.D.

LATAR BELAKANG PenggunaanTeknologiWireless

FrekuensiTinggi

Titik-titikHujan

RedamanHujan

Absorption danScattering

TurunnyaKualitas

Telekomunikasi

RUMUSAN MASALAH

• Bagaimana pengaruh bistatic scattering terhadap titik hujan dengan asumsi bentuk titik hujan prolate spheroid?

• Bagaimana perbandingan hasil simulasi dengan hasil penelitian sebelumnya?

BATASAN MASALAH

• Bentuk Titik hujan yang digunakan adalah Prolate Spheroid.

• Hanya menghitung bistatic scattering, scattering extinction, dan scattering absorption.

• Pengaruh dari efek temperature, kecepatan jatuh dan sudut jatuh diabaikan

TUJUAN

• Mendapatkan nilai bistatic cross section untuk asumsi bentuk titik hujan prolate dalam berbagai ukuran partikel.

• Mendapatkan nilai scattering, absorption danextinction cross section untuk nilai permitivitas kompleks.

• Memvalidasi program

METODOLOGI

Bentuk Titik Hujan

• Bola

• Prolate spheroid

• Oblate spheroid

(Setijadi, Eko, dkk. 2009. Effect of temperature and multiple scattering)

(Le Wei Li,dkk., 2002, Spheroidal Wave Functions in Electromagnetic Theory)

Bentuk Titik Hujan (2)

• Realistik (mendekati kenyataan)

• Terdapat 2 teori yaitu Prupaccher-Pitter (PP) dan Modified Prupaccher Pitter (MPP)

• sd

• Perbandingan PP (garis putus-putus) vs MPP (garis tebal)

Scattering

Berdasarkan banyaknya obyek penghambur

• Single Scattering

hanya dihamburkan oleh satu partikelpenghambur

• Multiple Scattering

dihamburkan oleh banyak partikel, sehingga terhambur berkali-kali

Scattering (2)

konsep lainnya

• Bistatic Scattering : Hamburan total ke segalaarah akibat dari medan yang datang.

• BackScattering : hamburan yang kembali kearah medan datang.

(Eugene F. Knott – Radar Cross Section 2nd edition)

Radar Cross Section

• Scattering cross section

• Absorption cross section

• Extinction cross section

Analisa Medan

Analisa Medan (2)

Analisa Medan (3)

(Setijadi, Eko., 2008, Scattering of electromagnetic plane wave by a dielectric body of revolution)

Strukturisasi program

Parameter

• Frekuensi

• Epsilon_r : permitivitas relatif

• AR : mean radius (m)

• GAM : degree of deformation

• PP : property of shape (a/b)

• theta^i : incident angle (deg)

• delta^i : polarization angle (deg)

• NTR : truncation number

Hasil komputasi bentuk spherical

Grafik hasil simulasi bentuk spherical. k = 1, 2, 5. (dari bawah ke atas)

Hasil komputasi bentuk prolate spheroid

Grafik hasil simulasi bentuk prolate spheroid a/b = 2 k = 1, 2, dan 5. (dari bawah ke atas)

Hasil komputasi bentuk prolate spheroid (2)

Grafik hasil simulasi bentuk prolate spheroid a/b = 5k = 1, 2, 5. (dari bawah ke atas)

Metode Validasi

(2)Mulai

Pembuatan Ulang Grafik Van de Hulst

Perbandingan Grafik Hasil Simulasi dengan

Grafik Van de Hulst

Penarikan Kesimpulan

Selesai

Pembuatan Ulang Grafik Shoji Asano


Grafik Shoji Asano


Pembuatan Ulang Grafik Le Wei Li


Grafik Le Wei Li


(1) (3)

Validasi bentuk spherical

Validasi bentuk spherical (2)

Validasi bentuk spherical (3)

Validasi bentuk prolate spheroid

Validasi bentuk prolate spheroid (2)

Komputasi extinction cross section• sac

Grafik hasil simulasi extinction cross section terhadapparameter ukuran titik hujan (k) dalam beberapafrekuensi

Kesimpulan

• Untuk frekuensi yang sama dengan nilai permitivitasair absolut 1,33 ,didapat bahwa semakin besar ukuranpartikel titik hujan, semakin besar pula bistaticscatteringnya.

• Untuk ukuran partikel titik hujan yang sama dengannilai permitivitas air absolut 1,33, didapat bahwasemakin besar frekuensi yang digunakan, semakinbesar pula bistatic scatteringnya.

• Untuk nilai permitivitas kompleks, tidak ada pola yangsignifikan, tetapi untuk ukuran partikel > 3, padafrekuensi yang sama, semakin besar ukuran partikelsemakin besar pula nilai extinction cross sectionnya.

Kesimpulan (2)

• Program simulasi dari penelitian ini valid untukbentuk titik hujan spherical.

• Untuk simulasi bentuk titik hujan prolate spheroidprogram ini belum valid, oleh karena itu perludilakukan penelitian lebih lanjut.

Saran

• Penggunaan metode yang lain misalnya Yehdan Flammer.

• Penggunaan software simulasi yang lebihbaik serta metode simulasi yang lebih tepatagar diperoleh hasil yang mendekatikenyataan.

Daftar pustaka• Markis, Lince, “Karakteristik Distribusi Ukuran Titik Hujan dan

Penggunaannya dalam Prediksi Redaman Hujan pada SistemKomunikasi Gelombang Milimeter.” Tesis Jurusan Teknik Elektro ITS,2007.

• Kanellopoulos J.D, Koukolas S.G., “Outage Performance Analysis ofRoute Diversity Systems of Cellular Structure, Radio science Vol.26,Number 4, 1991, hal.891-899.

• Setijadi, E., Matsushima, A., Tanaka, N., Hendrantoro, G., “Effect ofTemperature and Multiple Scattering on Rain Attenuation ofElectromagnetic Waves by a Simple Spherical Model.” PIER 99, 339-354, 2009.

• Simon, R., Saunders. 2007 “Antenna and Propagation for WirelessCommunication.” John Wiley & Sons. Ltd.

• Rappaport, Theodore S., 1996, Wireless Communications -Principles & Practice., New York : Prentice Hall

Daftar pustaka (2)

• Stratton, Julius, 1941, Electromagnetic Theory, NewYork and London : Mc-Graw Hill

• …, “Persamaan Maxwell” <http://dopind.blogspot.com/2011/06/persamaan-maxwell.html> , November, 2011

• Supriyan, “Medan Berubah Terhadap Waktu DanPersamaan Maxwell” < http://www.scribd.com /doc /48261624 / Teori- Maxwell- Berkaitan- Dengan-Elektromagnetik>, November, 2011

• Li, Le-Wei,dkk., 2002, Spheroidal Wave Function inElectromagnetic Theory, New York : John Wiley & Sons

Daftar pustaka (3)

• Pruppacher, H. R. and R. L. Pitter, “Semi-Empirical Determination ofthe Shape of Cloud and Rain Drops," J. Atomos. Sci., Vol. 28, No. 1,86-94, 1971

• Li, Le-Wei,dkk., “Microwave Attenuation by Realistically DistortedRaindrops: Part I-Theorys," IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 43,No. 8, 811-822, 1995.

• Seybold. John S. Introduction to RF Propagation. New Jersey: JohnWiley and Sons,Inc; 2005. Hal.218

• ITU-R P.838-3, “Specific attenuation model for rain for use inprediction methods,” May 2005

• Ishimaru, A., “Multiple Scattering Calculations of Rain Effects,”Radio Science, Vol. 17, No. 6, 1425-1433, 1982.

• Tsolakis, A. I. dan W. L. Stutzman, “Multiple Scattering ofElectromagnetic Waves by Rain,” Radio Science, Vol. 17, No. 6,1495-1502, 1982.

Daftar pustaka (4)

• Knott, Eugene, 1993, “Radar Cross Section 2nd ”, London:Artech House

• H. C., Van de Hulst, 1957, Light Scattering by SmallParticles, New York : Wiley

• Asano, S. and G. Yamamoto, “Light Scatering properties byspheroidal particles," Applied Optics., Vol. 18, No. 5, 712-723, 1979

• Liebe, H. J., G. A. Hufford, and T. Manabe, “A Model for TheComplex Permittivity of Water at Frequencies Below 1THz,"Int. J. Infrared Millimeter Waves, Vol. 12, No. 7, 659-675,1991.

• Setijadi, Eko, “Scattering of electromagnetic plane wave bya dielectric body of revolution,”Nov 2008.

Terima kasih

Alhamdulillah

KOMPUTASI PENGHAMBURAN DAN PENYERAPAN GELOMBANG EM OLEH TITIK HUJAN DALAM

BENTUK REALISTIK (PROLATE SPHEROID)

ALLADINA HAPSERY

2208100173

PEMBIMBING

Eko Setijadi, ST. MT., Ph.D.

Prof.Ir.Gamantyo Hendrantoro, M.Eng., Ph.D.

KOMPUTASI PENGHAMBURAN DAN PENYERAPAN GELOMBANG...

Documents

Transcript of KOMPUTASI PENGHAMBURAN DAN PENYERAPAN GELOMBANG...