Virhelähteiden huomioiminen antennin vahvistusmittauksissa
Kähkönen, Jukka (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019112744448
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019112744448
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä on tutkittu kolmen eri antennivahvistusmittausmenetelmän mittaustarkkuutta. Opinnäytetyön tavoite oli laatia kolmelle antennivahvistusmittausmenetelmälle Matlab-ohjelmat kokonaismittausvirheen laskemiseksi. Opinnäytetyö on tehty Puolustusvoimien Tutkimuslaitokselle (PVTUTKL).
Opinnäytetyö koostuu neljästä pääosasta. Ensimmäisessä osassa esitellään tutkimuksessa käytettävät antennivahvistusmittausmenetelmät. Toisessa osassa esitetään, miten mittaustarkkuus saadaan laskettua kokonaisdifferentiaalilaskennalla. Kolmannessa osiossa esitellään mittauksiin liittyvät virhelähteet. Neljännessä osiossa on laadittu mittausten kokonaisvirheiden laskentakaavat, joiden perusteella ohjelmoitiin Matlab-sovellukset kokonaisvirheiden laskemiseksi eri antennivahvistusmittausmenetelmille.
Tutkimuksessa mitattiin antennivahvistusmittaukset kolmella eri menetelmällä heijastuksettomassa huoneessa käyttäen piirianalysaattoria. Mittauksista saaduista tuloksista laskettiin Matlab-ohjelmilla kokonaisvirheet kolmelle eri mittaukselle. Matlab-ohjelmat laskevat kaikille antennivahvistusmittausmenetelmille antennin vahvistuksen, maksimi- ja minimivahvistuksen sekä absoluuttisen että suhteellisen maksimivirheen. Laskennan tulokset on esitetty ja analysoitu opinnäytetyön lopussa. In this thesis, the measurement accuracy of three different antenna gain measurement methods has been researched. The aim of this thesis was to create Matlab programs for three antenna gain measurement methods in order to calculate the total measurement error. The thesis has been done for the The Finnish Defence Reseach Agency (FDRA).
The thesis consists of four main parts. The first describes the antenna measurement gain methods used in the study. The second describes how to calculate the measurement accuracy with total differential calculations. The third introduces the measurement-related sources of error. In the last section, formulas for calculating total errors of measurement have been developed. These were used to program Matlab applications to calculate total error for different antenna gain measurement methods.
In the research, antenna gain measurements were measured by three different methods in an anechoic chamber using a circuit analyzer. The results obtained from the measurements were used to calculate total errors for three different measurements using matlab programs. For all antenna gain measurement methods, the Matlab software calculates the antenna gain (maximum and minimum) and the absolute and relative maximum error. The results of the calculations are presented and analyzed at the end of this thesis.
Opinnäytetyö koostuu neljästä pääosasta. Ensimmäisessä osassa esitellään tutkimuksessa käytettävät antennivahvistusmittausmenetelmät. Toisessa osassa esitetään, miten mittaustarkkuus saadaan laskettua kokonaisdifferentiaalilaskennalla. Kolmannessa osiossa esitellään mittauksiin liittyvät virhelähteet. Neljännessä osiossa on laadittu mittausten kokonaisvirheiden laskentakaavat, joiden perusteella ohjelmoitiin Matlab-sovellukset kokonaisvirheiden laskemiseksi eri antennivahvistusmittausmenetelmille.
Tutkimuksessa mitattiin antennivahvistusmittaukset kolmella eri menetelmällä heijastuksettomassa huoneessa käyttäen piirianalysaattoria. Mittauksista saaduista tuloksista laskettiin Matlab-ohjelmilla kokonaisvirheet kolmelle eri mittaukselle. Matlab-ohjelmat laskevat kaikille antennivahvistusmittausmenetelmille antennin vahvistuksen, maksimi- ja minimivahvistuksen sekä absoluuttisen että suhteellisen maksimivirheen. Laskennan tulokset on esitetty ja analysoitu opinnäytetyön lopussa.
The thesis consists of four main parts. The first describes the antenna measurement gain methods used in the study. The second describes how to calculate the measurement accuracy with total differential calculations. The third introduces the measurement-related sources of error. In the last section, formulas for calculating total errors of measurement have been developed. These were used to program Matlab applications to calculate total error for different antenna gain measurement methods.
In the research, antenna gain measurements were measured by three different methods in an anechoic chamber using a circuit analyzer. The results obtained from the measurements were used to calculate total errors for three different measurements using matlab programs. For all antenna gain measurement methods, the Matlab software calculates the antenna gain (maximum and minimum) and the absolute and relative maximum error. The results of the calculations are presented and analyzed at the end of this thesis.