Tuotannontestauksen ja mittakammion välinen korrelaatio sekä toiminnallisuuden todentaminen antennimittauksella

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin korrelaatiota tuotantotesterin ja kaiuttoman RF-mittakammion välillä, sekä sitä, kuinka tuotteen toiminta todennetaan antennimittauksella. Työssä käytettiin toimeksiantajan Oura Health Oy:n valmistamaa hyvinvointisormusta. Tavoitteena oli selvittää, miten hyvin testeri soveltuu mekaanisesti erilaisten variaatioiden mittaamiseen sekä kuinka luotettava testeri on verrattuna mittakammioon. Luotettavuuteen liittyy monia eri asioita, esimerkiksi kuinka paljon eri mittauskertojen ja mittauspaikkojen välillä on vaihtelevuutta, tai miten päin sormus on testerissä. Opinnäytetyö on jaettu kolmeen osaan: sähkömagnetismin teoria, antenni sekä mittaukset ja tulokset. Työtä varten on koottu tietoa alan kirjallisuudesta, internetistä tieteellisistä tutkimuksista ja artikkeleista sekä toimeksiantajan omista dokumenteista. Työssä käydään läpi sähkömagnetismin perusteet sekä lyhyesti säteilyn eri muodot. Antenneista käydään läpi peruskäsitteistöä ja lähi- ja kaukokenttien eroja. Työssä tarvitaan myös tuntemusta lähikentästä. Työn käytännön osuus suunniteltiin ja toteutettiin toimeksiantajan tiloissa. Työssä ensin mitattiin sormusvariantit mittakammiossa, mistä saatiin referenssiarvot. Sen jälkeen mitattiin tuotantotesterillä monella erilaisella tavalla, jotta voitiin varmistua testerin luotettavuudesta mittaustuloksien välillä. Näitä mittauksia verrattiin referenssimittauksiin, joista koostettiin kuvaajia korrelaatioista Excelillä. Muutamilla varianteilla korrelaatiota löytyi, mutta suurimmalla osalla ei. Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että testeri on suunniteltu mekaanisesti erilaisten sormusten mittaamiseen, kuin ne, joita työssä käytin. Löytyi seuraavia kehityskohteita: RSSI-arvon laskennan parantaminen, tietyn mittasarjan mekaanisten variaatioiden minimointi ja varianttien elektronisen vaihtelevuuden lisääminen.

In this thesis, the correlation between the production tester and the anechoic RF measuring chamber, as well as how the functionality of the product can be verified by antenna measurement, was investigated. A smart ring manufactured by the client, Oura Health Oy, was used in this thesis. The goal was to find out how well the tester is mechanically suitable for measuring different variations and how dependable the tester is compared to the measuring chamber. Reliability is related to many different things, for example how much variability there is between different measurement times and measurement locations, or which way the ring is on the tester. The thesis is divided into three parts: theory of electromagnetism, antenna and measurements and results. For the thesis, information has been gathered from the literature of the field, scientific studies and articles on the internet, and the client's own documents. The thesis covers the basics of electromagnetism and briefly discusses the different forms of radiation. The basic concepts of antennas and the differences between near and far fields are also reviewed. The practical part of the thesis was planned and implemented at the client's premises. In the thesis, the ring variants were first measured in the measuring chamber, from which the reference values were obtained. After that, rings were measured in many ways to ensure the tester's reliability between measurement results. These measurements were compared to reference measurements, from which graphs of correlations were compiled using Excel. A correlation was found with a few variants, but not with the majority. This is probably because the tester is designed to measure mechanically different rings that I used in the thesis. The following development targets were found, improving the calculation of the RSSI value, minimizing the mechanical variations of a specific set of measurements to as little as possible and increasing the electronic variability of the variants.