Redaman gelombang radio antena saat hujan

Contoh-contoh radome radar cuaca

Untuk mengurangi kerusakan akibat hujan deras dan lokal, Kementerian Pertanahan, Infrastruktur, Transportasi, dan Pariwisata telah memasang XRAIN, radar pita X (8-12 GHz) yang mampu melakukan pengamatan resolusi tinggi dan hampir secara real-time.
Meskipun radar pita C (4-8 GHz) cocok untuk pengamatan area luas, XRAIN dapat mengamati curah hujan lebat lokal secara detail dan secara real time ^*1.
Namun, pada pita frekuensi X yang lebih tinggi, pelemahan gelombang radio lebih besar karena lapisan air yang terbentuk di permukaan radome.

Lapisan tipis air terbentuk di permukaan kubah akibat hujan.

Bahkan hujan ringan pun dapat menyebabkan lapisan air terbentuk di permukaan radome, sehingga mengurangi sinyal. Ketebalan lapisan air berubah tergantung pada intensitas curah hujan, material radome, kondisi permukaan, dll.
Gambar 1 menunjukkan perkiraan ketebalan lapisan air yang akan terbentuk pada permukaan radome berdiameter 5 m yang seragam, halus, tidak diberi perlakuan. Misalnya, curah hujan 30 mm per jam dapat menyebabkan terbentuknya lapisan air setebal 0,2 mm di permukaan.

Tanpa tindakan untuk mencegah penumpukan lapisan air, jangkauan operasi akan berkurang drastis karena pelemahan lapisan air ^*3.​

Faktanya, selama periode hujan lebat, sinyal berkurang secara signifikan karena adanya lapisan air pada radome, dan jangkauan pengamatan menjadi sangat sempit.
Misalnya, curah hujan 30 mm per jam dapat membentuk lapisan air setebal 0,2 mm pada permukaan radome, menghasilkan redaman sebesar 5,0 dB.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, jangkauan pengamatan telah dipersempit dari biasanya 80 km menjadi 10 km.

Poin-poin penting untuk mencegah penumpukan lapisan air

Dengan melapisi permukaan radome dengan bahan anti air dengan sudut kontak 140 ^{derajat atau lebih*3,} pembentukan film air dapat ditekan.
Menggabungkan ultra-anti air dan daya tahan, HIREC ^® dapat memiliki sudut kontak 150 derajat antara permukaan dan tetesan air.
Selain itu, ia memiliki mekanisme pembersihan sendiri, yang memungkinkannya mempertahankan anti air selama sekitar 3 tahun.

HIREC® digunakan dalam radome radar X-band MP XRAIN sebagai tindakan penanggulangan redaman lapisan air.

*1) "Pengamatan Curah Hujan dengan Radar untuk Pengelolaan Sungai di Jepang," Kementerian Pertanahan, Infrastruktur, Transportasi dan Pariwisata, 30 September 2013, http://www.mlit.go.jp/river/pamphlet_jirei/pdf/xrain_en.pdf (1,7MB)
*2) "Laporan Penelitian tentang Peningkatan Teknologi Pengurangan Redaman untuk Radome Radar Cuaca Pita 9GHz," Pusat Pengembangan Penelitian Teknologi Komunikasi Tingkat Lanjut, Maret 2009.
*3) "Studi tentang Penanggulangan Redaman Radome untuk Radar Cuaca Pita 9GHz," Pusat Pengembangan Penelitian Teknologi Komunikasi Tingkat Lanjut (AIST)

Contoh antena BS

Redaman gelombang radio antena saat hujan

① Pelemahan sinyal akibat curah hujan antara satelit dan antena
② Disebabkan oleh hujan yang jatuh pada antena lapisan air Peredaman akibat

↓

HIREC secara signifikan mengurangi pelemahan gelombang radio yang disebabkan oleh lapisan air!

Gambar 3 menunjukkan diagram skema bagaimana gelombang radio dilemahkan oleh hujan, dengan menggunakan antena BS sebagai contoh.

Peredaman gelombang radio selama hujan bukan semata-mata disebabkan oleh hujan di antara satelit dan antena BS, yaitu peredaman yang disebabkan oleh tetesan hujan di ruang angkasa.
Ada sesuatu yang disebut pelemahan lapisan air.
Redaman lapisan air mengacu pada redaman gelombang radio yang disebabkan oleh lapisan air yang terbentuk pada antena BS akibat air hujan.
Dengan mengaplikasikan lapisan super hidrofobik HIREC ke permukaan antena BS, hampir tidak ada lapisan air yang terbentuk di permukaan, sehingga secara signifikan mengurangi pelemahan akibat lapisan air.

Gambar 4 menunjukkan hubungan antara intensitas curah hujan dan atenuasi curah hujan.
Redaman akibat curah hujan terjadi ketika frekuensi operasi melebihi 10 GHz, dan besarnya redaman meningkat seiring dengan frekuensi yang lebih tinggi. Selain itu, besarnya redaman juga meningkat seiring dengan meningkatnya curah hujan.
Sebagai contoh, pada pita frekuensi 12 GHz yang digunakan oleh BS (Sistem Penyiaran), intensitas curah hujan 5 mm/jam dan 10 mm/jam menghasilkan pelemahan curah hujan masing-masing sekitar 1 dB dan 2 dB.

Gambar di atas menunjukkan hubungan antara frekuensi dan redaman lapisan air, dengan ketebalan lapisan air sebagai parameter. (Dihitung berdasarkan rumus redaman lapisan air dan data konstanta dielektrik kompleks untuk air dalam Catatan Penelitian Meteorologi No. 112)
Telah ditemukan bahwa pelemahan lapisan air terjadi bahkan pada frekuensi beberapa GHz, dan jumlah pelemahan meningkat seiring dengan peningkatan frekuensi dan ketebalan lapisan air.
Ketebalan lapisan air pada intensitas curah hujan tertentu bervariasi tergantung pada ukuran dan bentuk antena, tetapi kami akan memperkenalkan contoh yang diterbitkan dalam Catatan Penelitian Meteorologi No. 139.
Pada suhu 10°C, dalam bentuk radome dengan diameter 5m, intensitas curah hujan 10mm/jam menghasilkan ketebalan lapisan air sekitar 0,16mm. Dari contoh ini, tampaknya lapisan air dengan ketebalan 0,1-0,2mm dapat terjadi bahkan dengan curah hujan normal.
Selain itu, dengan mempertimbangkan degradasi permukaan antena akibat sinar ultraviolet, kemungkinan besar semakin lama masa pemasangan di luar ruangan untuk antena yang sama, semakin tebal lapisan air yang akan terbentuk, bahkan dengan jumlah curah hujan yang sama.

Data pelemahan curah hujan dari Gambar 4 dan hasil perhitungan pelemahan lapisan air dari Gambar 5 dirangkum dalam Gambar 6.
Hal ini menunjukkan bahwa efek pelemahan lapisan air bukanlah hal yang sepele. Secara khusus, penanggulangan lapisan air sangat penting di sekitar 10 GHz dan di bawahnya.
Dengan menerapkan lapisan anti air pada permukaan antena untuk menolak air secara kuat, pelemahan gelombang radio yang disebabkan oleh lapisan air akan hampir sepenuhnya dihilangkan di bawah 10 GHz.
Meskipun pelemahan akibat curah hujan terjadi pada frekuensi di atas 10 GHz, pelemahan lapisan air dapat dihilangkan, sehingga mengurangi pelemahan secara keseluruhan.

Contoh-contoh tindakan perlindungan hujan untuk antena

Gambar 7 menunjukkan contoh karakteristik penerimaan gelombang radio yang diukur menggunakan antena BS (pita 12 GHz).
Saat membandingkan antena dengan dan tanpa lapisan super hidrofobik HIREC, selama hujan (17:00-19:00), antena tanpa lapisan HIREC mengalami pelemahan sekitar 3-4 dB, sedangkan antena dengan lapisan HIREC tidak menunjukkan pelemahan.
Meskipun intensitas curah hujan tidak diketahui, tidak terjadi pelemahan pada antena yang dicat dengan HIREC, sehingga diperkirakan sebesar 5 mm/jam atau kurang berdasarkan grafik intensitas curah hujan dan pelemahan curah hujan.
Selanjutnya, pada grafik intensitas curah hujan dan redaman curah hujan, redaman curah hujan pada pita 12 GHz dengan intensitas curah hujan 5 mm/jam adalah sekitar 1 dB. Oleh karena itu, redaman 3-4 dB pada Gambar 7 dapat diinterpretasikan sebagai redaman lapisan air, bukan redaman curah hujan.
Selain itu, fakta bahwa pelemahan masih terjadi setelah pukul 7 malam, ketika hujan telah berhenti, mendukung gagasan bahwa itu adalah pelemahan lapisan air yang disebabkan oleh masih adanya lapisan air pada permukaan antena.
Dengan kata lain, ini menunjukkan bahwa jika hujan turun pada antena, pelemahan lapisan air akan terjadi untuk beberapa waktu bahkan setelah hujan berhenti. Di sisi lain, tidak terjadi pelemahan pada antena yang dilapisi dengan lapisan super hidrofobik HIREC, yang menunjukkan bahwa hampir tidak ada lapisan air yang terbentuk pada permukaan antena.
Berdasarkan uraian di atas, lapisan super hidrofobik HIREC dapat dianggap sebagai salah satu solusi yang menjanjikan untuk mengatasi pelemahan lapisan air.
Terakhir, ada laporan bahwa pelemahan lapisan air terjadi bahkan pada frekuensi di bawah 10 GHz, tetapi hal ini saat ini belum terkonfirmasi. Kami akan menambahkan informasi terbaru segera setelah kami memiliki detail lebih lanjut.

Tindakan penanggulangan salju menggunakan lembaran anti air pada antena.

Lembaran anti air dapat dipakai bahkan di musim dingin.

Secara tradisional, langkah-langkah perlindungan dari salju sebagian besar melibatkan pemasangan solusi langsung pada antena dan struktur lainnya, tetapi tantangan utamanya adalah suhu rendah di musim dingin membuat pemasangan di lokasi menjadi tidak mungkin.
Oleh karena itu, kami akan memperkenalkan contoh lembaran anti air yang memungkinkan perlindungan salju untuk peralatan di lokasi bahkan di musim dingin.

Keunggulan lembaran anti air

• Dapat dipasang bahkan di musim dingin Pengecatan antena di tempat pada suhu di bawah 5 °C tidak dimungkinkan.
• Dapat dipasang dalam 1-2 jam Diperlukan setidaknya 2 hari untuk pemasangan antena di tempat

Kekurangan dari seprai anti air

• Masa pakai sekitar 1 tahun (tergantung pada ketahanan cuaca dari bahan lembaran) Sekitar 3 tahun untuk pengecatan konvensional di tempat

*Bahan lembaran anti air: Polietilen (PE) atau poliester
*Sarung anti air dibuat berdasarkan pesanan. Silakan hubungi kami untuk detailnya.

Struktur dan aplikasi praktis lembaran anti air

Reflektor: Lembaran anti air

• Lembaran polietilen atau poliester (area biru) dilapisi dengan lapisan super hidrofobik [primer HIREC (area hijau muda) dan HIREC 100 (area merah)].
  Foto di sebelah kanan menunjukkan lembaran anti air yang terpasang pada bagian reflektor antena.

Konverter (bagian pengumpul gelombang radio): Hanya HIREC100 (bagian merah) yang dicat dengan kuas.

• HIREC100 adalah material fungsional, bukan cat, jadi mengoleskannya dengan kuas akan meninggalkan bekas kuas (ketidakrataan). Bekas ketidakrataan berwarna putih ini merupakan bukti anti air yang sangat baik. (Tampilan yang diperbesar oleh konverter)

*HIREC100 adalah pendahulu HIREC-R. Performa kedua produk ini setara.

Perbandingan status penerimaan gelombang radio dengan dan tanpa lapisan anti air selama hujan salju.

Kami ingin memperkenalkan eksperimen komparatif yang dilakukan saat salju turun.

Antena anti air yang tidak diberi perlakuan

Pembentukan lapisan air → Penerimaan sinyal buruk

Antena tahan air HIREC

Mencegah pembentukan lapisan air → Penerimaan normal

Status penerimaan gelombang radio antena BS selama hujan salju (Situasi sekitar 14 bulan setelah pemasangan antena BS)

Dengan antena yang belum dilapisi dengan lapisan anti air, gangguan penerimaan (tingkat penerimaan tuner di bawah 20) terjadi beberapa kali.
Dengan antena yang dilengkapi penutup anti air (konverter juga memiliki lapisan anti air), terjadi penurunan kekuatan sinyal, tetapi penerimaan masih dimungkinkan.

Status penerimaan gelombang radio antena BS selama hujan salju (sekitar 26 bulan setelah pemasangan antena)

Antena BS tahan air tanpa perlakuan

Dengan antena BS yang tidak dilapisi dengan lapisan anti air, penerimaan sinyal tidak mungkin dilakukan (tingkat penerimaan di bawah 20) atau terjadi distorsi gambar selama beberapa puluh menit hingga hampir 9 jam per hari selama periode perekaman 54 hari.
Frekuensinya adalah 15 kali.

Antena BS anti air

Dengan antena BS yang tahan air, tingkat penerimaan sinyal tidak pernah di bawah 25.

Contoh rinci penerimaan gelombang radio

Dapat disimpulkan bahwa alasan siaran BS diterima dengan sukses adalah karena hampir tidak ada lapisan air yang terbentuk pada antena dan bagian konverter yang telah diberi perlakuan anti air.
Meskipun terdapat perangkat pelebur salju untuk mencegah penumpukan salju pada antena, penyebab utama pelemahan gelombang radio adalah air (lapisan air), bukan salju atau es. Oleh karena itu, perangkat pelebur salju antena mungkin tidak efektif dalam mengurangi pelemahan gelombang radio.

Berkaitan dengan komunikasi dan penyiaran

• antena
• kubah radar
• radar
• menara baja
• yang lain

Listrik dan energi terkait

• menara baja
• antena
• tangki
• yang lain

Meteorologi dan Astronomi

• Radar cuaca
• alat pengukur jurusan angin
• alat pengukur curah hujan
• yang lain

Terkait konstruksi

• menjembatani
• terowongan
• yang lain

Karya seni

Unduh materi

• Mr.Kyu Seok Oh's Website

yang lain

• tanda
• kap lampu lalu lintas
• Tindakan anti-kondensasi
• Langkah-langkah air
• tindakan terhadap salju
• Tindakan terhadap adhesi es
• Langkah-langkah es
• yang lain