Antennin säteilykuvion mittaaminen LabVIEW-ohjauksella
Parkkila, Jarmo (2008)
Parkkila, Jarmo
2008
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024102326682
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024102326682
Tiivistelmä
Tutkintotyön tarkoituksena oli luoda mittausjärjestelmä Yagi-Uda -antennin säteilykuvion mittaamiseen. Työhön sisältyi mittausjärjestelmän ulkoisten rakenteiden sekä mittausohjelman suunnittelu ja toteuttaminen. Lisäksi mittausjärjestelmälle suoritettiin erillinen testausprosessi, jolla pyrittiin selvittämään järjestelmän toiminnassa mahdollisesti ilmeneviä virhetilanteita.
Työn päälähtökohtana oli se, että koko mittausjärjestelmää on pystyttävä ohjaamaan yhdestä ohjelmasta käsin. Mittausjärjestelmän ulkoinen rakenne oli työn aloitusvaiheessa antennin suuntakulman määritysmenetelmää lukuun ottamatta lähes valmiiksi suunniteltu. Suuntakulman määritykseen pohdittiin eri vaihtoehtoja ja lopulta suuntakulman määrittämisessä päätettiin käyttää askelmoottoria, jonka avulla mittausjärjestelmä voitiin automatisoida lähes täysin.
LabVIEW:lla toteutetun mittausohjelman rakenne koostuu kahdeksasta pääosasta joita ovat: signaaligeneraattorin, spektrianalysaattorin ja askelmoottorin ohjaaminen, säteilykuvion piirtäminen, etutakasuhteen laskenta, puolen tehon keilanleveyden määrittäminen, säteilykuvioiden analysointi sekä raportin tallennus. Analysointiosio ei kuulunut alkuperäiseen suunnitelmaan, mutta päätettiin liittää ohjelmaan, koska se lisää ohjelman monipuolisuutta sekä käytettävyyttä. Ohjelman toiminta testattiin kaikkien mittausvaiheiden läpikäynnillä sekä ohjelman muiden osioiden testaamisella.
Tämän työn tarkoituksena oli ainoastaan luoda mittausjärjestelmä sekä sitä ohjaava ohjelma, joten mittaustuloksien analysointiin ei keskitytty. Työssä luotua mittausjärjestelmää on tarkoitus jatkossa käyttää opiskelijoiden laboratoriotyönä, jossa opiskelijat tutustuvat tarkemmin antennimittaukseen sekä Yagi-Uda -antennin rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Työssä suunniteltu mittausjärjestelmä on ensimmäinen laboratoriotyöksi tehty versio ja esittää yhden tavan antennimittausjärjestelmän toteuttamiseksi. Työlle asetetut vaatimukset täyttyivät hyvin sekä lopulta mittausjärjestelmä sisälsi myös ylimääräisiä, mutta hyödyllisiä ominaisuuksia. Jatkokehitysmahdollisuuksia varsinkin mittausohjelmaan on lähes rajattomasti ja mahdollisten päivitysten avulla voidaan ohjelman toimivuutta parantaa sekä mittaustuloksia tarkentaa.
Työn päälähtökohtana oli se, että koko mittausjärjestelmää on pystyttävä ohjaamaan yhdestä ohjelmasta käsin. Mittausjärjestelmän ulkoinen rakenne oli työn aloitusvaiheessa antennin suuntakulman määritysmenetelmää lukuun ottamatta lähes valmiiksi suunniteltu. Suuntakulman määritykseen pohdittiin eri vaihtoehtoja ja lopulta suuntakulman määrittämisessä päätettiin käyttää askelmoottoria, jonka avulla mittausjärjestelmä voitiin automatisoida lähes täysin.
LabVIEW:lla toteutetun mittausohjelman rakenne koostuu kahdeksasta pääosasta joita ovat: signaaligeneraattorin, spektrianalysaattorin ja askelmoottorin ohjaaminen, säteilykuvion piirtäminen, etutakasuhteen laskenta, puolen tehon keilanleveyden määrittäminen, säteilykuvioiden analysointi sekä raportin tallennus. Analysointiosio ei kuulunut alkuperäiseen suunnitelmaan, mutta päätettiin liittää ohjelmaan, koska se lisää ohjelman monipuolisuutta sekä käytettävyyttä. Ohjelman toiminta testattiin kaikkien mittausvaiheiden läpikäynnillä sekä ohjelman muiden osioiden testaamisella.
Tämän työn tarkoituksena oli ainoastaan luoda mittausjärjestelmä sekä sitä ohjaava ohjelma, joten mittaustuloksien analysointiin ei keskitytty. Työssä luotua mittausjärjestelmää on tarkoitus jatkossa käyttää opiskelijoiden laboratoriotyönä, jossa opiskelijat tutustuvat tarkemmin antennimittaukseen sekä Yagi-Uda -antennin rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Työssä suunniteltu mittausjärjestelmä on ensimmäinen laboratoriotyöksi tehty versio ja esittää yhden tavan antennimittausjärjestelmän toteuttamiseksi. Työlle asetetut vaatimukset täyttyivät hyvin sekä lopulta mittausjärjestelmä sisälsi myös ylimääräisiä, mutta hyödyllisiä ominaisuuksia. Jatkokehitysmahdollisuuksia varsinkin mittausohjelmaan on lähes rajattomasti ja mahdollisten päivitysten avulla voidaan ohjelman toimivuutta parantaa sekä mittaustuloksia tarkentaa.