Vaiheohjatun antenniryhmän keilanmuodostusohjain
Pekkala, Marko (2019)
Pekkala, Marko
2019
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-2019061817193
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019061817193
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli keilanmuodostusohjaimen toteutus vaiheohjatulle antenniryhmälle. Keilanmuodostukseen käytettiin perinteistä keilanmuodostustekniikkaa, jolla tarkoitetaan vaiheohjatun antenniryhmän viivelinjojen säätämistä. Ohjausyksikön isäntälaitteelle toteutettiin käyttöliittymä, jolla voidaan sarjaliikenteen välityksellä lähettää keilanmuodostukseen liittyviä komentoja ohjausyksikölle.
Työ alkoi tutustumalla vaiheohjatun antenniryhmän rakenteeseen sekä keilanmuodostuksen teoriaan. Tämän jälkeen alkoi työn suunnittelu sekä toteutus. Ohjausyksikön ohjelmistossa käytettiin FreeRTOS-käyttöjärjestelmää tehtävien aikataulutuksen. Isäntälaitteen käyttöliittymä toteutettiin Python-ohjelmointikielellä sekä PyQt-kirjastolla.
Lopputuloksena toteutettiin toimiva keilanmuodostusohjain, joka toimii osana antennijärjestelmää. Antenniryhmän säteilykeilaa voidaan ohjausyksiköllä ohjata enintään ±60º, joka on tyypillistä vaiheohjatussa antenniryhmässä. The aim of this thesis was to implement a beamforming controller for phased array antenna. Conventional beamforming technique was used, meaning that the beamforming was achieved by adjusting the delay lines of the phased array antenna. A user interface was created for the host device of the controller to generate and send commands via serial communication.
The thesis began by gathering information about the phased array antenna and the theory of beamforming. Based on this information began the planning of the implementation and execution. The controller utilizes FreeRTOS real-time operating system to schedule tasking. The user interface was implemented using Python programming language and PyQt Python binding.
As a result, a functional beamforming controller was implement, which functions as part of the antenna system. The beam can be steered with the controller by ±60º, which is typical for phased array antennas.
Työ alkoi tutustumalla vaiheohjatun antenniryhmän rakenteeseen sekä keilanmuodostuksen teoriaan. Tämän jälkeen alkoi työn suunnittelu sekä toteutus. Ohjausyksikön ohjelmistossa käytettiin FreeRTOS-käyttöjärjestelmää tehtävien aikataulutuksen. Isäntälaitteen käyttöliittymä toteutettiin Python-ohjelmointikielellä sekä PyQt-kirjastolla.
Lopputuloksena toteutettiin toimiva keilanmuodostusohjain, joka toimii osana antennijärjestelmää. Antenniryhmän säteilykeilaa voidaan ohjausyksiköllä ohjata enintään ±60º, joka on tyypillistä vaiheohjatussa antenniryhmässä.
The thesis began by gathering information about the phased array antenna and the theory of beamforming. Based on this information began the planning of the implementation and execution. The controller utilizes FreeRTOS real-time operating system to schedule tasking. The user interface was implemented using Python programming language and PyQt Python binding.
As a result, a functional beamforming controller was implement, which functions as part of the antenna system. The beam can be steered with the controller by ±60º, which is typical for phased array antennas.