A Study on Radio Wave Propagation in Chiang Dao Cave
Keywords:
In-cave communication system, Wave propagation in cave, Modeling of wave propagation in cave passagesAbstract
During the Tham Luang Search and Rescue operation in 2018, a problem occurred from wireless communication system fail due to the fact that the frequencies used were highly attenuated while propagating in the cave. According to the radio wave propagation theory, low frequencies had surface-wave properties and could penetrate through rock layers of mountains. Therefore, the hypothesis was that radio communication with low frequencies could provide better propagation in the cave than higher frequencies. This paper presented a study on radio wave propagation in caves to verify the problem and the possibility of using different frequencies to communicate. The study was done in Chiang Dao cave, Chiang Mai. In addition, the study proposed a propagation model of the radio frequencies in the LF to UHF bands by using the cave's dimension, environment, and passages. The study result found that low-frequency band could transmit through large-sized cave passages or rock layers. In contrast, higher frequency band highly attenuated while propagating through the cave passage. Furthermore, it was found that the modeling result corresponded with the measurement result. Therefore, the study result could be beneficial for determining appropriate low frequency bands to develop effective cave communication systems in the future.
References
Bedford, M. (2001). Introducing the Heyphone. Caves & Caving 91, pp. 15-17.
Bedford, M. D., & Kennedy, G. A. (2014). Modeling microwave propagation in natural caves passages. IEEE Transactions on antennas and propagation, 62(12), 6463-6471.
Collin, R. E. (1985). Antennas and radiowave propagation. McGraw-Hill College.
Daniels, D. J. (2004). Ground Penetrating Radar. 2nd Edition, IEE Radar, Sonar and Navigation Series 15 (Ed.). The Institution of Electrical Engineers.
Deryck, L. (1978). Natural propagation of electromagnetic waves in tunnels. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 27(3), 145-150.
Emslie, A., Lagace, R., & Strong, P. (1975). Theory of the propagation of UHF radio waves in coal mine tunnels. IEEE Transactions on antennas and propagation, 23(2), 192-205.
Gibson, A. D. W. (2014). How Earth-Current Antennas Really Work. (n.p.).
Glover, P. (2015). Geophysical properties of the near surface Earth: Electrical properties. Treatise on Geophysics, 11, 89-137.
Jones, G., & Holderied, M. W. (2007). Bat echolocation calls: adaptation and convergent evolution. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274(1612), 905-912.
Kjeldsen, E., & Hopkins, M. (2006, October). An experimental look at RF propagation in narrow tunnels. In MILCOM 2006-2006 IEEE Military Communications conference (pp. 1-7). IEEE.
Lee, J., & Bertoni, H. L. (2003). Coupling at cross, T, and L junctions in tunnels and urban street canyons. IEEE transactions on Antennas and Propagation, 51(5), 926-935.
Moss, C. F. (2018). Auditory mechanisms of echolocation in bats. Oxford Research Encyclopedia of Neuroscience.
Rak, M., & Pechac, P. (2007). UHF propagation in caves and subterranean galleries. IEEE Transactions on antennas and propagation, 55(4), 1134-1138.
Siwiak, K. (2007). Radiowave propagation and antennas for personal communications. Artech House.
Soo, Q. P., Lim, S. Y., Lim, D. W. G., Yap, K. M., & Lau, S. L. (2018). Propagation measurement of a natural cave-turned-wine-cellar. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 17(5), 743-746.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 NBTC Journal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ปรากฏในวารสารกิจการสื่อสารดิจิทัล เป็นลิขสิทธิ์ของสำนักงาน กสทช. ทั้งฉบับเผยแพร่แบบตีพิมพ์เป็นรูปเล่มและแบบออนไลน์ สำนักงาน กสทช. เปิดโอกาสให้สาธารณะหรือบุคคลทั่วไปสามารถนำผลงานไปเผยแพร่ คัดลอก หรือตีพิมพ์ซ้ำได้ ภายใต้สัญญาอนุญาตแบบเปิด (Creative Commons: CC) โดยมีเงื่อนไขสำหรับผู้ที่นำผลงานไปใช้ต้องระบุอ้างอิงแหล่งที่มา (Attribution: BY) ห้ามดัดแปลง (NoDerivatives: ND) และต้องไม่ใช้เพื่อการค้า (NonCommercial: NC) เว้นแต่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากสำนักงาน กสทช.
อนึ่ง ข้อความ รูปภาพ และตาราง ที่ปรากฏในบทความซึ่งได้รับการตอบรับให้ตีพิมพ์ในวารสารนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้นิพนธ์ ไม่ผูกพันต่อ กสทช. และสำนักงาน กสทช. รวมทั้งความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้นิพนธ์โดยตรง หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้นิพนธ์แต่ละท่านต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่เพียงผู้เดียว ไม่เกี่ยวข้องกับ กสทช. และสำนักงาน กสทช. แต่ประการใด
