Study on Rain Attenuation at Ku and Ka-Band in Malaysia Derived From TRMM Satellite Data
Aidawati Mustapha, Farah Aniza Nazri, Mandeep Jit Singh
Corresponding author (email) : mandeep@eng.ukm.my
Abstract
Attenuation due to rain can severely degrade the radio wave propagation at frequencies above 10 GHz. The impact is more severe in tropical and equatorial region like Malaysia which encounters higher rainfall intensity throughout the year. Total rainfall accumulation, obtained from Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite have been used to derive 1-minute rainfall rates for a period two years (2011-2012) used to calculate the prediction of rain attenuation at Ku and Ka-band all over Penisular Malaysia and at random locations in Sabah and Sarawak. Measat 3 is applied for practical measurement to calculate rain attenuation prediction. The study of effect monsoons and La-Nina with El-Nino fenomenon on rain attenuation were conducted. In order to study the fenomenon of El-Nino and La-Nina, the period of this study are extend to five years, from 2008 to 2012. ITU-R model has been selected to calculate the rain attenuation because it is the best model based on the result of previous researchers. The results from this study shows that Sabah and Sarawak have lower rain attenuation compared to Peninsular Malaysia even though Peninsular Malaysia produces having heavy rainfall throughout the year. This studies is very useful to guide the design and applications of low availability of satellite-to-Earth communication systems specifically in Malaysia.
Keywords : Rain attenuation; TRMM; satellite; Ku-band; 1-min rainfall
Abstrak
Hujan adalah salah satu faktor yang menyebabkan kemerosotan isyarat pada perambatan gelombang radio pada frekuensi melebihi 10 GHz. Kesan ini lebih teruk di rantau tropika dan khatulistiwa seperti Malaysia yang menghadapi keamatan hujan yang lebih tinggi sepanjang tahun. Jumlah pengumpulan hujan diperolehi daripada satelit Tropical Rainfall MeasuringMission (TRMM) digunakan untuk mendapatkan kadar hujan 1 minit untuk mengira nilai ramalan pelemah hujan di jalurKu dan jalur K bagi Semenanjung Malaysia dalam tempoh 2 tahun (2011-2012) dan di beberapa lokasi di Sabah danSarawak yang dipilih secara rawak. Measat 3 digunakan untuk pengukuran praktikal bagi mengira nilai pelemahan hujan tahunan. Kesan peranginan angin monsun serta fenomena La-Nina dan El-Nina terhadap nilai pelemahan hujan turut dikaji. Tempoh yang dikaji dipanjangkan bagi mengkaji fenomena El-Nino dan La-Nina selama lima tahun iaitu pada tahun 2008-2012. Namun kajian ini hanya dapat dikaji di Malaysia Timur kerana kerana kekurangan data Semenanjung Malaysia. Model ITU-R dipilih kerana ia merupakan model pelemahan hujan yang terbaik berdasarkan kajian terdahulu oleh para penyelidik. Hasil daripada kajian ini mendapati kawasan Sabah dan Sarawak mempunyai nilai pelemahan hujan yang lebih rendah berbanding di Semenanjung Malaysia walaupun mengalami kadar hujan tahunan yang lebih tinggi. Hasil kajian sangat berguna sebagai garis panduan untuk mereka bentuk sistem perhubungan bumi-ke-ruang serta mengkaji keberkesanan komunikasi satelit khususnya di Malaysia.
Kata kunci: Pelemahan hujan;TRMM; satelit, jalur-Ku; hujan 1-min