Automatiserad mätplattform för antennstrålning i tre dimensioner

Sammanfattning

Examensarbetet syftar till att utveckla en automatiserad mätplattform för analys av antenners strålningsmönster i tre dimensioner, med särskilt fokus på tillämpningar inom elektromagnetsik kompabilitet (EMC). Arbetet genomfördes i samarbete med RISE (Research Institutes of Sweden) och adresserar ett behov av att utöka befintliga mätmöjligheter från enbart horisontell till fullständig tredimensionell karakterisering av högfrekventa antenner. En komplett lösning som kombinerar mekanisk konstruktion, elektronik och programmering har tagits fram. En kompakt och justerbar mätplattform konstruerades med hjälp av CAD och tillverkades huvudsakligen genom 3D-printing. Systemet styrs via en Arduino-plattform och kommunicerar med en datorapplikation, utvecklad i Python, som hanterar mätsekvenser, datainsamling, samt interaktion med en spektrumanalysator. Plattformens mekaniska delar inkluderar ett vridbord med två roterande axlar (azimuth och roll) som möjliggör noggranna positioneringar med en upplösning på minst 0,06 grader. Ett flertal iterationer genomfördes under utvecklingsprocessen för att optimera funktionalitet, hållfastighet och användarvänlighet. Det färdiga systemet har integrerats i en heldämpad kammare för att möjliggöra precisa och reproducerbara mätningar av antenners strålningsdiagram inom frekvensområdet 5,8-40 GHz. Resultatet visar att det är möjligt att med begränsade resurser skapa en flexibel, kostnadseffektiv och användarvänlig mätplattform för avancerade EMC-applikationer. Arbetet belyser även hur modern prototyptillverkning och agil utvecklingsmetodik kan användas för att snabbt realisera tekniskt komplexa system.