I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   20 1 9 ,   pp .   956 ~ 961   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 956 - 961             956       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   C h a r a c t e r i z a t i o n   o f   c o n c u r r e n t   Ku   b a n d   t r o p o sp h e r i c   sci n t i l l a t i o n   a n d   r a i n   a t t e n u a t i o n   i n   M a l a y si a         I b ti h al   F aw z i   El s h am i 1 Ja fr i   D i n 2 ,   L am   H o n Y i n 3 , A l i   I   El gaya r 4     1, 4 C o l l e g e   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   T e c hno l o gy - B e ng ha z i ,   L i by a     2 W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o C e nt r e ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a     3 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   T e c hno l o gy ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   T e c hno l o gy ,     U ni v e r s i t i   T un   H us s e i n   O nn   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   A ug   1 5 ,   201 8   R e v i s e D e c   1 2 ,   2018   A c c e pt e J an   2 2 ,   201 9       T r o po s phe r i c   s c i nt i l l a t i o i s a t e l l i t e   c o m m uni c a t i o s y s t e m s   o pe r a t i ng   a t   f r e que nc i e s   o v e r   10  G H z   i s   a   s i g ni f i c a n t   i m p a i r m e n t ,   e s p e c i a l l y   i t r o pi c a l   r e g i o ns ,   a s   a t t e nu a t i o a f f e c t s   s c i n t i l l a t i o dr a m a t i c a l l y .   T hi s   w o r k   c o n c e nt r a t e s   o t r o po s p he r i c   s c i nt i l l a t i o i e qu a t o r i a l   J o hor   B a hr u ,   M a l a y s i a ,   ba s e d   o a   o ne - y e a r   K u - ba nd   p r o pa g a t i o m e a s u r e m e nt   s t udy   ut i l i s i ng   a   di r e c t   b r o a dc a s t   r e c e i v e r   a nd  a a ut o m a t i c   w e a t h e r   s t a t i o n.   T h i s   s t udy   a i m e t o   i nv e s t i g a t e   t h e   r e l a t i o ns h i be t w e e w e t   s c i n t i l l a t i o a nd  r a i n   a t t e nu a t i o u s i ng   e xpe r i m e nt a l   m e a s u r e m e n t s .   T he   po w e r   s pe c t r a l   a na l y s i s   ha s   be e c a r r i e o ut   t o   de t e r m i ne   r e q ui r e c ut - o f f   f r e que nc y   o f   f i l t e r i ng   t o   s e pa r a t e   o ut   r a i a t t e nu a t i o a n s c i n t i l l a t i o e f f e c t s .   T he   r e s ul t s   c a pr o v i de   s i g ni f i c a n t   i nf o r m a t i o o t h e   f l uc t ua t i o ns   o f   w e t   s c i n t i l l a t i o a t   K u - ba nd   e a r t h   s p a c e   l i n i n   t r o pi c a l   r e g i o ns .     Ke y w or d s :   E qua t o ri a l   r e gi o n   P ow e r   s pe c t r a l   a n a l y s i s     R a i a t t e n u a t i o n   S a t e l l i t e   c o m m u ni c a t i o   T r o po s ph e r i c   s c i nt i l l a t i o n       C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Ib t i ha l   F a w z i   E l s h a m i ,   Co l l e ge   of   E l e c t ri c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   T e c hn o l o gy - Be n g h a z i ,     B e n gha z i ,   L i by a .   E m a i l :   i f e l s h a m i @ c e e t . e du. l y       1.   I N TR O D U C TI O N     S a t e l l i t e   c o m m u ni c a t i o n   s y s t e m s   o pe r a t i n g   a t   f r e que n c i e s   a bo ve   10  G H z   a r e   h e a v i l y   i n f l ue n c e by   a t m o s ph e ri c   e f fe c t s ,   m a i nl y   r a i n   a t t e nua t i o n.   I o rde t o   e ff i c i e n t l y   us e   t h e   c ha nn e l   c a pa c i t y   o f   a   s a t e l l i t e ,   t h e   a m o u n t   o f   s i gn a l   d r o c a us e by   t h e   c o n c urr e n t   o c c urr e n c e   of   w e t   s c i n t i l l a t i o n   a n ra i n   a t t e n u a t i o n   s h o ul b e   e s t i m a t e d.   T h e   r a p i f l uc t ua t i o n   o f   t h e   r e c e i v e s i gna l   a m pl i t ude   c a n   ra n ge   up  t o   s e ve r a l   de c i b e l s .   T h e   i n t e n s i t y   of   t h e   f l uc t ua t i o n s   i n   t h e   r e f ra c t i v e   i n de c a n   p r o d uc e   s i gn i f i c a n t   i m p a i rm e n t s ,   a s   t h e   m a r gi n   o f   t h e   c o m m uni c a t i o n s   s y s t e m s   de c r e a s e s .   T h i s   i s   c o m m o n   i n   pl a c e s   ha v i ng  f r e que n c i e s   a b o ve   10  G H z ,   pa r t i c ul a rl y   i n   t r o pi c a l   a n d   e qua t o r i a l   r e gi o n s ,   w h i c h   ha s   u n i f o r m   t e m pe ra t u r e ,   hi g h   hum i di t y   a n d   h e a v y   r a i n f a l l   [1,   2] .     In  o r de r   t o   e ff i c i e n t l y   us i n g   t h e   c ha nn e l   c a p a c i t y ,   t h e   e s t i m a t i o n   o f   t h e   a m o unt   o f   s i gna l   d r o due   t t h e   c o n c urr e n t   o c c ur r e n c e   o f   t h e   r a i n   a t t e nua t i o a n d   w e t   s c i nt i l l a t i o n s   i s   s i g n i f i c a n t   [3] .   T h i s   i s   p r o m i n e n t ,   e s pe c i a l l y   i n   t r o pi c a l   a n e qua t o ri a l   r e gi o n s   w h e r e   c o n v e c t i ve   r a i n   i s   m o s t   f r e que n t ,   a l t h o ugh   t h e r e   ha v e   be e n   s o m e   s t udi e s   t o   un de r s t a n a n e s t i m a t e   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   w e t   s c i n t i l l a t i o n   a n ra i a t t e n ua t i o n   i t h e   t e m pe ra t e   r e g i o n   [4 - 7] .   H ow e v e r ,   t h e r e   a r e   o n l y   l i m i t e e xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   of   w e t   s c i n t i l l a t i o n   i n   e qua t o ri a l   a n t r o pi c a l   r e gi o n s   [8 - 12].   T h e r e f o r e ,   i t   i s   w o r t h w hi l e   t o   f ur t h e r   i n v e s t i ga t e   a n e s t i m a t e   t h e   n a t u r a l   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   w e t   s c i n t i l l a t i o a n d   ra i a t t e n u a t i o n   i n   t r o pi c a l   r e g i o n.   R a i a t t e n ua t i o a n d   s c i n t i l l a t i o n   a r e   ge n e r a l l y   r e c o gn i z e b y   obs e r v i n a   c h a n ge   o f   s pe c t r um   s l o pe   i n   po w e r   s pe c t ra l   de n s i t y   of   s i gn a l   v a ri a t i o n   [4 - 6 ,   13 ,   14] .   I n   ge n e ra l ,   t h e   e f fe c t   of   r a i n   a t t e n u a t i o n   o nl y   e xi s t s   a t   a   m uc l o w e r   f r e que n c y ,   w h i l e   t h e   s c i n t i l l a t i o t e n ds   t o   a p pe a t o w a r ds   h i g h e f r e que n c i e s   [15 ,   16 ].   A c c o r di n t o   s e ve r a l   s t udi e s ,   a   f e w   t y pe s   of   f i l t e r s   w e r e   us e t o   s e pa ra t e   t h e   s c i nt i l l a t i o n   a n t h e   a t t e n u a t i o n   e f f e c t .   I n i t i a l l y ,   [15]  i t   w a s   s ugge s t e t ha t ,   i o r de r   t o   f i l t e o ut   t h e   s c i nt i l l a t i o n   e f fe c t ,   t h e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   c onc ur r e nt   Ku   ban t r opos phe r i c   s c i nt i l l at i on   and   r ai n . . .   ( Ibt i h al   F a w z i   E l s ham i )   957   2 - m i nut e   m o v i n a v e r a ge   t e c hni que   m us t   b e   a ppl i e d .   L a t e r,   [1 7 i t   w a s   r e po r t e t ha t   a l t h o ug h   t h e   m o v i n a v e r a ge   w a s   a   r e m a r k a b l y   g oo s m o o t h i n f i l t e r,   i t   w a s   a e xc e pt i o n a l l y   b a l ow - pa s s   f i l t e r   e s pe c i a l l y   i n   t h e   a c t i o n   o f   a   f r e que n c y   d o m a i n .   T hi s   i s   b e c a us e   t h e   f i l t e r ’s   r o l l - of w a s   v e r y   s l ow   a n r i p pl e s   e xi s t e a t   t h e   s t o p   b a n a t t e n u a t i o n.   H e n c e ,   t h e   m o v i n a v e r a ge   f i l t e r   w a s   una b l e   t o   s e pa r a t e   o n e   b a n o f   f r e que n c i e s   f r o m   a n o t h e r.   S ub s e que n t l y ,   t h e   e m pl o y m e n t   o f   t h e   f i f t h - o r de r   B ut t e r w o r t h   l o w - pa s s   f i l t e t o   e l i m i n a t e   t h e   m a j o r i t y   of  t h e   s c i n t i l l a t i o n   po w e r   [4 - 6].   It   w a s   r e po r t e t ha t   0. 025  o f   t h e   c ut off   f r e que n c y   w a s   us e i n   l o w - pa s s   f i l t e r i ng,   i n   w hi c h   t h e   t r o po s ph e r i c   s c i nt i l l a t i o n   a ppe a r e d.   I n   c o n t ra s t ,   t o   r e m o v e   t h e   r a i n   a t t e n u a t i o e ffe c t ,   a   hi g h   p a s s   f i l t e r   w i t h   c u t o ff   f r e que n c y   0. 025  H z   [7,   11]  o r   B a n d - p a s s   f i l t e r   i n   t h e   b a n dw i dt h   0 . 025 0. 5   H z   [4 - 6]   w a s   us e d.   F urt h e rm o r e ,   t hi s   s t udy   ha s   b e e n   a   f o c us   t o   s e pa ra t e   w e t   s c i nt i l l a t i o a nd  ra i n   a t t e nua t i o a s   m uc h   a s   po s s i b l e ,   by   f i l t e r i ng  t h e   t i m e   s e r i e s   o s i gn a l .     T h e r e f o r e ,   t hi s   s t udy   i n t e n ds   t o   e xpl o r e   t h o s e   s t a t i s t i c s   i n   a n   e qua t o ri a l   s i t e   by   e xpl o i t i n g   t h e   p r o pa ga t i o m e a s u r e m e nt s   c a rr i e o ut   i t r o pi c a l   r e gi o n.     T hi s   w o r w i l l   b e   a   h e l p i n g   h a nd  i n   p r o v i di n g   k n o w l e dge   fo r   c ha ra c t e ri z i n w e t   s c i n t i l l a t i o a nd  ra i a t t e n u a t i o n.   A   de s c r i pt i o n   o f   t h e   m e a s u r e m e n t   s e t up  i s   gi v e i n   S e c t i o n   2 .   D a t a   a na l y s i s   pr o c e dur e s   a n d   di s c us s i o n s   a b o ut   w e t   s c i n t i l l a t i o n   a n r a i n   a t t e n ua t i o n   a r e   pr e s e nt e i n   S e c t i o n   3   a n S e c t i o n   4 .   Co n c l us i o n s   a r e   gi v e i S e c t i o 5 .       2.   EX P ER I M EN TA S E TU P   T h e   e xpe r i m e nt a l   s t a t i o n   i n s t a l l e i n   t h e   p r e m i s e s   o f   t r o pi c a l   r e gi o n   [1 8 - 1 9 ].   T h e   e xpe ri m e n t a l   s e t up   w a s   c o l l e c t e fo r   o n e   y e a r ,   s i t u a t e a t   103. 6 4˚  E   a n 1. 5 5˚  N   c o n s i s t   of   o n e   di r e c t   b r o a dc a s t   r e c e i v i n a n t e nn a   w i t h   a   di a m e t e r   o 90  c m ,   po i n t e t o w a r M E A S A T - 3,   b r o a dc a s t i ng  s a t e l l i t e   a t   t h e   e l e v a t i o n   a n gl e   of  75. 61 ° .   T h e   s i g na l   o f   t h e   s a t e l l i t e   w o ul r e a c h   t h e   p a ra b o l i c   a nt e nna ,   a nd  t h e n   di r e c t e i n t o   t h e   L o w   N o i s e   B l oc (L N B ),   o r   s i m pl y   kn o w n   a s   t h e   R a di o   F r e que n c y   (RF bo x.   T h e   K u - b a n s i g na l   w o ul be   a m pl i f i e a n do w n - c o n v e r t e i n t o   G H z   I nt e r m e di a t e   F r e que n c y   (IF s i g na l .   T h e   b r o a dc a s t i n s i g na l   a t   12 . G H z   i s   m o n i t o r e a n r e c o r de t hr o ugh   s pe c t r um   a n a l y z e r   a nd  d a t a   l o gge r   a s   de pi c t e i n   F i gu r e   1.   A ut o m a t i c   W e a t h e r   S t a t i o n   (A W S i s   a l s o   l o c a t e A   m e t e o r o l o gi c a l   s t a t i o n ,   e qu i ppe w i t h   v a ri o us   s e n s o r s   t o   pr o v i de d   s e v e r a l   s u r f a c e   pa r a m e t e r s   s uc h   a s   t e m pe r a t u r e ,   hum i di t y ,   a nd  w i n s pe e a n di r e c t i o n     a n a   t i pp i n b uc ke t   ra i ga uge ,   i s   a l s o   l o c a t e n e a t h e   r e c e i ve r   a n t e nna .             F i gu r e   1 .   B l o c di a g r a m   o f   M E A S A T   s a t e l l i t e   r e c e i v i n s y s t e m       3.   R A I N   A TTEN U A TI O N   A N D   WE S C I N TI LLA TI O N   D A TA   A N A LY S I S   In   o rde r   t o   r e c o gn i z e   b e t w e e n   t h e   r a i n   a t t e n ua t i o n   (s i g na l   f l uc t ua t i o n s   due   t o   s c a t t e r i n a n d   a b s o r pt i o n   o f   h y dr o m e t e o r s a n s c i nt i l l a t i o n   (s i g na l   f l uc t u a t i o n s   due   t o   a i r   t u r b ul e n c e ),   t h e   t w o   e ff e c t s   m us t   b e   s e pa r a t e d   a s   m uc h   a s   po s s i b l e ,   by   f i l t e r i ng  t h e   t i m e   s e r i e s   of   s i gna l   [15 ].   T h e   e xpe r i m e nt a l   da t a   s e t   w a s   di v i de i nt o   r a i n   pe r i o ds   a n c l e a r   s ky   pe r i o ds .   T h e   s t a r t   a n e n o f   a   ra i n   e v e n t   w e r e   m a n u a l l y   i de n t i f i e f r o m   t h e   ob s e r v a t i o n   o t h e   ra i n   ra t e   t i m e   s e r i e s ,   c o n c urr e n t l y   c o l l e c t e d   f r o m   t h e   ra i ga u ge   [7] .   A   q ua l i t y   i n s pe c t i o n   w a s   pe r f o r m e o n   a l l   d a t a   t o   a c hi e v e   t o   de t e c t   a n y   f a l s e   a n d   i n v a l i d a t a   b e h a v i o ur   o f   t h e   r e c e i ve s i gn a l .   I n   s pi t e   of   t h e   f a c t   t h a t   t hi s   ph e n o m e n o n   i s   n o t   a l w a y s   t r ue   fo r   a l l   r a i n   e v e n t s ,   s o m e t i m e s   t h e   s i g na l   l e v e l   m a y   b e   a ffe c t e by   t h e   pr e s e n c e   o f   t h e   r a i n   a l o n g   a   s l a nt   pr o pa g a t i o pa t h   w h i l e   t h e   ra i i nt e n s i t y   i s   m e a s u r e o nl y   b a s e o n   o n s i t e   r e c e pt i o s i g na l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     9 5 6   -   9 6 1   958   T h e   t i m e   s e ri e s   of   t h e   r e c e i v e s i gn a l   w o ul n e e t o   b e   l ow - pa s s   f i l t e r e t o   r e m o v e   r a pi f l uc t ua t i o n ,   a nd  h i g h - pa s s   f i l t e r e t o   t a ke   o ff   r a i n   a t t e n ua t i o n .   I n   t hi s   w o r k,   t h e   s e pa r a t i o n   o f   s c i n t i l l a t i o e ffe c t s   a n ra i n   a t t e n u a t i o n   w a s   a c h i e v e by   u s i n a   f i f t h - o r de r   B ut t e r w o r t h   f i l t e r .   B ut t e r w o r t h   f i l t e r   i s   c o n s i de r e a s   a   v e r y   po pul a r   f i l t e r   b e c a us e   of   i t s   be s t   a ppr o xi m a t i o n   t o   t h e   i de a l   f i l t e r   i n   t h e   s e n s e   of  m a xi m a l   f l a t n e s s   i n   t h e   f i l t e r   pa s s b a n d.   A l s o ,   t h e   f i f t h   o r de r   o f   t h e   f i l t e r   i s   us e a s   t h e   m a g n i t ude   c ha r a c t e r i s t i c s   a pp r o a c h   t o   t h e   i de a l   f i l t e r   [ 20 ] .   T h e   c ut - o ff   f r e que n c y   us e i t hi s   s t udy   w a s   0. 02  H z   a s   s h o w n   i F i gu r e   2 (a )   fo r   c o n v e c t i ve   r a i n   e v e n t   f r o m   M E A S A T - 3 .   S uc h   c ut o f f   f r e que n c y ,   de t e r m i n e f r o m   t h e   po w e r   s pe c t r um   of  s i g n a l   v a r i a t i o n s   a s   t h e   pow e r   s pe c t r a   o r a i n   a t t e n u a t i o n   a n s c i n t i l l a t i o n,   h a d i f fe r e nt   l o g - s l o pe s   [5].   F o r   i n s t a n c e ,   r a i n   a t t e n ua t i o n   ha a   s l o pe   of  - 20  dB / de c a de ,   w h e r e a s   s c i nt i l l a t i o n   h a a   s l o pe   of   - 80/ dB / de c a de .   T h i s   i s   c l e a r l y   e v i de n c e i n   F i gu r e   2( a ),   w h e n   t h e   t w o   de c a de s   o n   t h e   Y - a xi s   a r e   e q ui v a l e nt   t o   - 20  dB / de c a de   s l o pe   up  t o   0. 02  H z ,   f o l l ow e by   a   t y pi c a l   t r o po s ph e r i c   s c i nt i l l a t i o n   pow e r   s pe c t r um   w i t h   - 80/ dB / de c a de   s l o pe ,   e xt e n de up  t o   N y qui s t   f r e que n c y   a t   0 . H z   f o r   M E A S A T - [ 4].         (a )       (b )     F i gu r e   2 .   ( a )   P ow e r   s pe c t ra l   de n s i t y ,   ( b c o r r e s po n d i n g   t i m e   s e r i e s   o f   r e c e i ve s i g n a l   o n   31s t   D e c e m b e r   2013   fo r   M E A S A T - 3       4.   R ES U LTS   A ND  DISCUSSIO N   T h e   i m p a c t   o f   t h e   t w o   ph e n o m e n a   c a n   b e   a s s e s s e f r o m   t h e   pow e r   s pe c t r a   o f   t h e   hi g h -   a n l o w - pa s s   f i l t e r e s i g na l   l e v e l   da t a   ha v i n d i f fe r e nt   s l o pe s .   T h e   r e c e i ve s i g n a l   w a s   f i l t e r e us i n l o w   pa s s   f i l t e r   w i t f c = 0 . 2 ,   t o   o b t a i n   r a i n   a t t e n u a t i o n.   M e a n w hi l e ,   H i g h -   pa s s   f i l t e r e s c i nt i l l a t i o n s   w i t f c = 0 . 2   fo r   M E A S A T - s a t e l l i t e .   F i gu r e   3(a a nd  (b s h ow   l ow - pa s s   f i l t e r e r a i n   a t t e n u a t i o n   a n hi g h - p a s s   f i l t e r e s c i nt i l l a t i o n s ,   r e s pe c t i v e l y   f o r   t h e   ra i e v e n t ,   a s   i l l us t ra t e d   i F i gu r e   2(b ).       10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 10 20 30 F r e q u e n c y   ( H z ) ( a ) P o w e r   s p e c t r a l   d e n s i t y   ( d B 2 / H z ) 0 - 2 0 d B / d e c 0 . 0 2 - 8 0 / 3   d B / d e c 1 5 : 0 0 1 5 : 1 5 1 5 : 3 0 1 5 : 4 5 1 6 : 0 0 1 6 : 1 5 1 6 : 3 0 1 6 : 4 5 - 7 5 - 7 0 - 6 5 - 6 0 - 5 5 - 5 0 H o u r   ( h ) ( b ) R e c i e v e d   S i g n a l   ( d B m )     W i t h o u t   f i l t e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   c onc ur r e nt   Ku   ban t r opos phe r i c   s c i nt i l l at i on   and   r ai n . . .   ( Ibt i h al   F a w z i   E l s ham i )   959         F i gu r e   3 .     M E A S AT - r e c e i v e s i gna l   l e v e l   ( a )   W i t L P F ,   (b W i t H P F       T h e   c o m pl e m e nt a r y   c um ul a t i v e   di s t r i b ut i o n   f un c t i o n s   ( C CD F s of   w e t   s c i n t i l l a t i o n   a m pl i t ude   s t a t i s t i c   f r o m   t h e   m e a s u r e m e n t s   a t   J o h o r   B a hr r e l a t i v e   t o   t h e   o n e - y e a r   pe r i o d.   F i g u r e   s h o w s   t h a t   f a de   s c i n t i l l a t i o n   i s   h i g h e r   t ha n   e nha n c e m e nt   s c i nt i l l a t i o n .   T h e   f i gur e   a l s o   s h o w s   t h e   CCD F   of   s c i n t i l l a t i o n   f a de s   a t   0. 01%  o f   t h e   t i m e   w a s   0. 96  dB ,   a n a pp r o xi m a t e l y   0. 95  dB   of   s c i n t i l l a t i o n   e nha n c e m e nt s .   F u rt h e r m o r e ,   t h e r e   w a s   a bo ut   1. 45   dB   s c i nt i l l a t i o n   f a de s   a t   0. 001%   o f   t h e   t i m e ,   a n a pp r o xi m a t e l y   1. dB   s c i n t i l l a t i o e nh a n c e m e n t s .           F i gu r e   4 .     Co m pl e m e nt a r y   c um ul a t i v e   di s t ri b ut i o f un c t i o ( CCD F o f   t h e   m e a s u r e s c i nt i l l a t i o n   f a de   a n d   e nh a n c e m e n t   i e qua t o ri a l   J o h o B a hr u     1 5 : 0 0 1 5 : 1 5 1 5 : 3 0 1 5 : 4 5 1 6 : 0 0 1 6 : 1 5 1 6 : 3 0 1 6 : 4 5 - 8 0 - 7 5 - 7 0 - 6 5 - 6 0 - 5 5 T i m e   ( h ) ( a ) A t t e n u a t i o n   ( d B )     Wi t h   L P F 1 5 : 0 0 1 5 : 1 5 1 5 : 3 0 1 5 : 4 5 1 6 : 0 0 1 6 : 1 5 1 6 : 3 0 1 6 : 4 5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 T i m e   ( h ) ( b ) S c i n t i l l a t i o n   ( d B )     Wi t h   H P F 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 S c i n t i l l a t i o n   A m p l i t u d e   ( d B ) P e r c e n t   o f   t i m e   ( %)     F a d e   S c i n t i l l a t i o n E n h a n c e m e n t   S c i n t i l l a t i o n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     9 5 6   -   9 6 1   960   5.   C O N C LU S I O N     W e t   s c i n t i l l a t i o c ha ra c t e ri s t i c s   i t r o pi c a l   a n d   e qua t o r i a l   r e gi o n s   w e r e   i nt e n s i v e l y   i n v e s t i ga t e d .   T h e   ra w   da t a   c o l l e c t e f r o m   a   m e a s ur e m e n t   c a m pa i g n   c a rr i e d   o ut   i n   t r o pi c a l   r e gi o n   n e e de t o   be   pr o c e s s e d   c a r e f ul l y   b e fo r e   a n y   a na l y s i s   w a s   pe r f o r m e d.   B e s i de s ,   t h e   c o l l e c t e s i gn a l   w a s   pr o c e s s e a n s e pa r a t e i nt c l e a r - s ky   a n ra i n y   e ve n t s   b a s e o n   ra i n   ra t e   da t a   f r o m   a   ra i n   g a uge   l o c a t e n e a r   t h e   r e c e i v i n a n t e nna .   S i m i l a rl y ,   fo r   ra i n y   e v e n t s ,   a   s i g n a l   qua l i t y   a s s e s s m e n t   t o   e l i m i na t e   a n o m a l o us   s i g n a l s   w a s   n e c e s s a r y .   T h e   r e s ul t s   s h o w e t h a t   t h e   f i f t h - o r de r   B ut t e r w o r t h   l o w   pa s s   f i l t e r   w i t h   0 . 02  c ut o f f   f r e que n c y   w a s   e l i m i na t e   t h e   m a j o r i t y   of  t h e   s c i n t i l l a t i o n   po w e r .   In   c o n t ra s t ,   t h e   f i f t h - o r d e r   B ut t e r w o r t h   h i g h   p a s s   f i l t e r   w i t h   0 . 02  c ut o ff  f r e que n c y   w a s   us e t o   r e m o ve   t h e   ra i n   a t t e n u a t i o n   e f fe c t .   F urt h e rm o r e ,   t h e   r e s ul t s   c l e a rl y   p o i n t e o ut   t h a t   CCD F   of   w e t   s c i n t i l l a t i o n   a m pl i t ude   o f   o n e   y e a r   m e a s u r e m e n t   da t a   s h o w s   a   h i g h e r   s c i n t i l l a t i o n   f a de   c o m pa r e w i t s c i n t i l l a t i o n   e nha n c e m e nt .   S uc f i n di ngs   p r o v i de   i n f o r m a t i o i s   o f   gr e a t   i n t e r e s t   f o r   t h e   s y s t e m   de s i gn e r s   t o   a pp r o p r i a t e l y   de s i gn  f a de   m a r gi n.       A C K N O WL ED G E M EN TS     T h i s   w o r h a s   b e e n   f u n de by   M i n i s t r y   of   E duc a t i o n   M a l a y s i a   a n U T M   u n de r   F R G S   V o t .   N o .   R . J . 130000 . 7823 . 4F 95 8,   a nd  U T H M   T i e r   1   G ra n t   V o t .   N o .   H 160.       R EF ER EN C ES   [ 1]   M .   M .   Y u nus ,   e t   al . I nt e r f a de   D ur a t i o S t a t i s t i c s   a t   K u - ba n f o r   S a t e l l i t e   E a r t L i nk s   S y s t e m   i E qua t o r i a l   M a l a y s i a :   M o de l i ng   D i s t r i bu t i o n,   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m uni c at i on  C om pu t i ng  E l e c t r o ni c s   an C on t r o l ) ,   v o l .   15,   pp .   964 - 97 0,   20 17.   [ 2]   M .   M .   N i a ,   e t   al . ,   S t o c ha s t i c   A ppr o a c t o   a   R a i A t t e nua t i o T i m e   S e r i e s   S y nt he s i z e r   f o r   H e a vy   R a i R e g i o ns ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   6 ,   pp .   2379 - 23 86 ,   2016 .   [ 3]   M .   F i l i a n E .   V i l a r ,   O pt i m um   ut i l i z a t i o o f   t he   c ha nne l   c a pa c i t y   o f   a   s a t e l l i t e   l i nk  i t h e   pr e s e nc e   o f   a m pl i t ud e   s c i nt i l l a t i o ns   a nd  r a i n   a t t e nu a t i o n,   C om m un i c at i on s ,   I E E E   T r an s ac t i o ns   on ,   v o l .   38 ,   pp .   1958 - 19 65,   1 990 .   [ 4]   E .   M a t r i c c i a ni ,   e t   al . R e l a t i o ns hi be t w e e s c i nt i l l a t i o a nd  r a i a t t e nu a t i o a t   19 . 77  G H z ,   R ad i Sc i e nc e ,   v o l .   31,   pp .   273 - 27 9,   19 96.   [ 5]   E .   M a t r i c c i a n i ,   e t   a l . S c i n t i l l a t i o a nd  s i m u l t a ne o us   r a i a t t e nua t i o a t   1 2. G H z   t o   s a t e l l i t e   O l y m pus ,   R ad i o   Sc i e nc e ,   v o l .   3 2,   pp .   186 1 - 1866 ,   1997 .   [ 6]   E .   M a t r i c c i a ni   a nd  C .   R i v a ,   1 8. G H z   t r o po s phe r i c   s c i nt i l l a t i o a nd  s i m u l t a n e o us   r a i a t t e n ua t i o m e a s u r e a t   S pi no   d' A dda   a nd   D a r m s t a dt   w i t h   I t a l s a t ,   R a di o   S c i e nc e ,   v o l .   4 3,   2 008.   [ 7]   P .   G a r c i a - de l - P i no ,   e t   al . T r o po s phe r i c   s c i nt i l l a t i o w i t c o nc ur r e nt   r a i a t t e nua t i o a t   50  G H z   i M a dr i d ,   A nt e nnas   a nd  P r op aga t i on ,   I E E E   T r a ns a c t i on s   on ,   v o l .   60 ,   p p.   1 57 8 - 1583,   2 012 .   [ 8]   A .   M a i t r a   a n A .   A dhi ka r i ,   S c i n t i l l a t i o ns   o f   K B a nd  S a t e l l i t e   S i g na l   R e l a t e t o   R a i A t t e n ua t i o a t   a   T r o pi c a l   L o c a t i o n,   pr e s e nt e a t   t he   N at i on al   W or k s h op  on   A t m o s phe r i c   and   Spa c e   Sc i e nc e s ,   20 10 .   [ 9]   J .   S u r y a na ,   e t   al . T w o   y e a r s   c ha r a c t e r i z a t i o o f   c o nc ur r e nt   K u - ba nd  r a i a t t e n ua t i o a nd  t r o po s phe r i c   s c i nt i l l a t i o n   i B a ndung ,   I ndo ne s i a   us i ng   J C S A T 3,   i I nf o r m a t i o n,   C om m uni c at i on s   an S i gna l   P r oc e s s i n g,   2005   F i f t h   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on ,   2005 ,   pp .   1585 - 15 89 .   [ 10]   T .   M a r s a ul t ,   e t   al . ,   E H F   pr o pa g a t i o e xpe r i m e n t   w i t S Y R A C U S E   s a t e l l i t e :   F i r s t   r e s ul t s ,   i A nt e nna s   and   P r opagat i on ,   200 7.   E uC A P   2 007 T he   Se c on E u r ope an   C on f e r e nc e   on ,   20 07,   p p.   1 - 6.   [ 11]   A .   A dhi ka r i   a nd  A .   M a i t r a ,   S t udi e s   o t he   i n t e r - r e l a t i o o f   K u - ba nd  s c i n t i l l a t i o ns   a nd  r a i a t t e n ua t i o o v e r   a E a r t h s pa c e   p a t o t he   ba s i s   o f   t h e i r   s t a t i c   a nd   dy na m i c   s pe c t r a l   a na l y s i s ,   J o ur na l   of   a t m os p he r i c   an s ol a r - t e r r e s t r i a l   phy s i c s ,   v o l .   73 ,   pp .   516 - 527 ,   201 1.   [ 12]   H .   D a o ,   e t   al . E f f e c t   o f   r a i i n duc e s c i n t i l l a t i o o K u - ba nd  s a t e l l i t e   l i nk  i t r o pi c a l   r e g i o n,   i E ng i ne e r i ng   T e c hnol o gy   and   T e c hn opr e ne us h i p   ( I C E 2T ) ,   2 014   4t I n t e r na t i o nal   C on f e r e nc e   on ,   2 014 ,   pp .   2 22 - 225 .   [ 13]   E .   M a t r i c c i a ni ,   P hy s i c a l - m a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   dy na m i c s   o f   r a i a t t e nu a t i o w i t h   a pp l i c a t i o t o   po w e r   s pe c t r um ,   E l e c t r oni c s   L e t t e r s ,   v o l .   30,   p p.   52 2 - 524,   1 994 .   [ 14]   E .   M a t r i c c i a ni ,   e t   a l . S c i n t i l l a t i o a nd   s i m ul t a n e o us   r a i a t t e nu a t i o a t   49 . G H z ,   i A n t e nnas   and  P r op aga t i on,   1995 . ,   N i nt I n t e r nat i on al   C on f e r e nc e   on   ( C o nf .   P ub l .   N o .   407 ) ,   1 9 95,   pp .   165 - 16 8.   [ 15]   Y .   K a r a s a w a   a nd   T .   M a t s udo ,   C h a r a c t e r i s t i c s   o f   f a di ng   o l o w - e l e v a t i o a ng l e   e a r t h - s p a c e   p a t h s   w i t c o nc ur r e n t   r a i a t t e n ua t i o a nd   s c i n t i l l a t i o n,   A nt e nna s   and   P r opag at i on ,   I E E E   T r ans a c t i on s   on ,   v o l .   39 ,   pp .   6 57 - 661 ,   1991 .   [ 16]   I .   F .   E l - S ha m i ,   e t   al . T r o po s phe r i c   S c i nt i l l a t i o w i t R a i A t t e nua t i o n   o f   K B a nd  a t   T r o pi c a l   R e g i o n,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i o C om put i n E l e c t r on i c s   a nd  C o nt r o l v o l .   16 ,   pp .   1 982 - 198 7,   20 18 .   [ 17]   S .   W .   S m i t h,   T he   s c i e nt i s t   a nd   e ng i ne e r ' s   g ui de   t o   d i g i t a l   s i g na l   p r o c e s s i ng ,   1997 .   [ 18]   I .   F .   E l - S ha m i ,   e t   a l . C l e a r   S ky   D i ur na l   B e ha v i o r   o f   T r o po s phe r i c   S c i nt i l l a t i o a t   K u - B a nd  S a t e l l i t e   C o m m uni c a t i o I E qua t o r i a l   M a l a y s i a ,   J ur n al   T e k no l og i ,   v o l .   77 ,   201 5.   [ 19]   I .   F .   E l s ha m i   a nd   J .   D i n ,   S e a s o na l   a nd  D i u r na l   V a r i a t i o o T r o po s phe r i c   S c i nt i l l a t i o a t   K u - B a nd  i T r o pi c a l   C l i m a t e ,   I nt e r n at i ona l   J o ur na l   of   E l e c t r i c al   an C om pu t e r   E n gi ne e r i ng ,   v o l .   6,   p p .   171 0,   20 16 .   [ 20]   S .   B e r na r d,   D i g i t a l   c o m m uni c a t i o ns   f unda m e nt a l s   a nd   a p pl i c a t i o ns ,   P r e nt i c e   H a l l ,   U S A ,   2 001 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   c onc ur r e nt   Ku   ban t r opos phe r i c   s c i nt i l l at i on   and   r ai n . . .   ( Ibt i h al   F a w z i   E l s ham i )   961   B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           I bt i ha l   F a w z i   E l s ha m i   i s   a   s e ni o r   l e c t u r e r   a n t he   d i r e c t o r   o f   t he   I nt e r na t i o na l   C o r po r a t i o O f f i c e   ( I C O )   a t   t he   C o l l e g e   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   T e c hno l o gy - B e n g ha z i   i B e ng ha z i - L i b y a .   S he   o bt a i n e he r   P h. D   i e l e c t r i c a l   e ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t y   T e c hnol o gy   M a l a y s i a   ( U T M )   i t hi s   2016 .   S he   j o i n e U T H M   un i v e r s i t y   a s   m a s t e r   s t ud e nt   a nd  o b t a i ne he r   M . S c .   de g r e e   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   i 2011 .   S he   r e c e i v e he r   ba c he l o r ' s   de g r e e   o f   e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i n g   f r o m   B e ng ha z i   U ni v e r s i t y   a t   L i by a   i 2006 .   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   i t he   f i e l o f   r a d i o w a v e   pr o pa g a t i o w i t h   r e s pe c t   t o   s a t e l l i t e   c o m m uni c a t i o a nd   t e r r e s t r i a l   t e l e c o m m uni c a t i o l i n k.       P r o f .   D r .   J a f r i   B i D i r e c e i v e hi s   B S E E   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   T r i - S t a t e   U ni v e r s i t y ,   I ndi a na   U S A   i 1988  a nd  h i s   P h . D   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a ,   J o ho r ,   M a l a y s i a   i n   1997 .   H e   ha s   be e H e a o f   D e pa r t m e nt s ,   U nd e r g r a dua t e   A c a de m i c   M a na g e r   D e put y   D e a ( D e v e l o pm e n t )   i F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( F K E )   U T M   f r o m   2008  t i l l   2013 .   H e   i s   c ur r e n t l y   t he   D e p ut y   D i r e c t o r   o f   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o C e n t e r   ( W C C )   U T M .   H i s   r e s e a r c h   a c t i v i t i e s   h a v e   be e c o r r e l a t e d   t o   t he   f i e l o f   r a d i o   w a v e   p r o pa g a t i o n,   s a t e l l i t e   p r o pa g a t i o a nd   c om m uni c a t i o ns ,   H i g A l t i t u de   pl a t f o r m   s t a t i o ns   ( H A P S ) ,   S a t e l l i t e   T V   br o a dc a s t i ng ,   W e a t he r   R a da r   a nd   s o und   t e c hni q ue   f o r   f i s h e r i e s   I ndus t r y .     H o ng  Y i L a m   r e c e i v e t he   M .   E ng .   a nd  t h e   P h . D .   de g r e e s   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   a nd   t e l e c o m m uni c a t i o f r o m   t he   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   ( U T M ) ,   J o ho r ,   M a l a y s i a ,   i 200 9   a nd  20 13,   r e s pe c t i v e l y .   H e   t he s e r v e a s   a   po s t do c t o r a l   f e l l o w   i t he   D e pa r t m e nt   o f   C o m m uni c a t i o E ng i ne e r i ng   ( U T M ) ,   J o ho r ,   M a l a y s i a .   H e   i s   c ur r e nt l y   a   l e c t ur e r   a t   F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng   T e c hno l o gy ,   U ni v e r s i t i   T un   H us s e i O nn ,   M a l a y s i a ,   s i nc e   2007 .   H i s   r e s e a r c h   a c t i v i t i e s   h a v e   be e r e l a t i v e   t o   t he   f i e l o f   r a di o   w a v e   p r o pa g a t i o t hr o ug t he   a t m o s ph e r e ,   w i t h   s pe c i f i c   f oc us   o r a i ( r a i d r o s i z e   d i s t r i bu t i o a n s t r uc t ur e s   c ha r a c t e r i z a t i o n)   f o r   pr o pa g a t i o a ppl i c a t i o ns .   L a m   i s   a   r e c i p i e n t   o f   t he   Y o ung   S c i e nt i s t   A w a r d s   a t   t he   I nt e r n a t i o na l   S y m po s i um   o A nt e nna s   a n P r o pa g a t i o ( I S A P ) ,   J a pa n ,   i 201 2,   a nd  A s i a   P a c i f i c   R a di o   S c i e nc e   C o nf e r e nc e ,   T a i w a n ,   i n   20 13.         A l i   I   E l g a y a r   i s   t he   di r e c t o r   o f   r e s e a r c c e nt e r   a t   t he   C o l l e g e   o f   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   T e c hno l o gy - B e ng ha z i   i B e ng ha z i ,   L i by a .   H e   o bt a i ne h i s   P h. D .   f r o m   U T M   uni v e r s i t y .   H e   r e c e i v e h i s   B a c he l o r ' s   de g r e e   o f   e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r o m   B e ng ha z i   U ni v e r s i t y ,   L i b y a   i 2005 .   H e   w a s   w o r a s   f i e l e ng i ne e r   a t   S c hl um b e r g e r   c o m pa ny   f r om   2005  t o   2006 ,   a nd  t he h e   m ov e t o   H a l l i bur t o o i l   c o m pa n y   t o   w o r a s   l o g g i ng  e ng i ne e r   f r o m   2006  t o   2009.   H e   j o i ne d   U T H M   un i v e r s i t y   a s   m a s t e r   s t ud e nt   a nd  o bt a i n e h i s   M . S c .   d e g r e e   i e l e c t r i c a l   e n g i ne e r i ng   i n   2011 ,   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   hi g v o l t a g e ,   t r a ns m i s s i o l i ne ,   g a s   a nd  o i l   pi pe l i n e ,   i n duc e d   v o l t a g e s   a n l i g ht ni ng .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.