Dissertação

{en_GB=Characterization of the radio communication channel in forest fire environments} {} EVALUATED

{pt=Fogos florestais são um fenómeno recorrente em vários países, devido a causas naturais ou ao uso negligente de máquinas agrícolas. Os serviços de comunicação de emergência usados pelos bombeiros e proteção civil no teatro de operações devem ser altamente confiáveis, de modo a garantir a coordenação das equipas que estão a combater o fogo para que o possam extinguir rapidamente utilizando o menor número de recursos. As redes de comunicação de emergência estão fortemente dependentes de ligações sem fios que podem ser obstruídas pelas chamas. No entanto, pouca atenção tem sido dada ao estudo da propagação de ondas eletromagnéticas em ambientes de fogos extremos. Esta tese propõe um embrião de uma ferramenta de simulação que será capaz de prever, com tempos de computação praticáveis, a interrupção de uma comunicação. Para atingir este objetivo, é necessário estudar e quantificar a atenuação causada pelos fogos florestais no caminho de propagação das ondas eletromagnéticas. Este tópico é relevante devido ao comportamento imprevisível dos fogos florestais, que podem comprometer as equipas de proteção, reforçando a necessidade de prever até pequenos cortes nas comunicações de emergência. Para um máximo de quatro árvores, resultados numéricos mostraram uma atenuação de 3 a 7 dB. Resultados experimentais apontam para um maior impacto quando há combustão de vegetação. O desempenho computacional do embrião da ferramenta de simulação dá boas perspetivas para o futuro. No entanto para atingir a sua finalidade será necessário continuar a alimentá-la com dados de simulação e dados experimentais, especialmente para maiores volumes de vegetação., en=Wildfires are a recurring phenomenon in many countries around the world. Emergency communication services used by firefighters at the theatre of operations must be highly reliable, to ensure the safety and coordination of the teams that are fighting the wildfire. Emergency communication networks strongly rely on wireless links that may be obstructed by the flames. However, little attention has been given to studying the propagation of radio waves in extreme fire environments. In this thesis, we propose the embryo of a simulation tool, that is intended to predict within affordable computation time the outage of a communication. To overtake this goal, it is necessary to study and quantify the attenuation caused by wildfires on the electromagnetic waves propagation path. This is a relevant and current research topic, given the unpredictable behaviour of wildfires, which may jeopardize civil protection forces, thus emphasizing the need for preventing the outage of emergency services even for a few minutes. Numerical results showed an RF attenuation of 3 to 7 dB for a maximum number of four trees. Experimental results showed that the impact on the link is larger when vegetation is burned. The embryo of the new simulation fire attenuation tool computational performance gives good prospects for the future. However, to reach its full purpose it needs to be fed with larger numerical and experimental validation. For the future of the project it is necessary to test and measure the attenuation for larger volumes of vegetation and feed the simulation tool with new data.}
{pt=Antena de banda larga, atenuação RF, corte de comunicações, frequência de plasma, propagação de ondas EM, en=Broadband antenna, communication outage, propagation of electromagnetic waves, plasma frequency, radio frequency attenuation}

Outubro 8, 2020, 17:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carlos António Cardoso Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

João Manuel de Almeida Monteiro Felício

Escola Naval

Professor Auxiliar