Automatiserad mätplattform för antennstrålning i tre dimensioner
2025 (Swedish) Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis Alternative title
Automated measurement platform for antenna radiation in three dimensions (English)
Abstract [sv]
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.
Abstract [en]
This thesis aims to develop an automated measurement platform for analyzing the three-dimensional radiation patterns of antennas, with a particular focus on applications within electromagnetic compatibility (EMC). Conducted in collaboration with RISE, the work addresses the need to extend current measurement capabilities from solely horizontal characterization to full three-dimensional analysis of high-frequency antennas.
A complete solution was developed by combining mechanical design, electronics, and software. The resulting measurement platform is compact, adjustable, and was created using CAD, with most components produced through 3D printing. The system is controlled via an Arduino-based platform and communicates with a Python-based computer application that manages measurement sequences, data acquisition, and interaction with a spectrum analyzer.
The platform's mechanical components include a turntable with two rotational axes (azimuth and roll), allowing for precise positioning with a resolution of at least 0.06 degrees. Multiple design iterations were conducted to optimize functionality, structural integrity, and user experience. The finalized system has been integrated into an anechoic chamber, enabling accurate and repeatable measurements of antenna radiation patterns in the frequency range of 5.8–40 GHz.
Results demonstrate that a flexible, cost-effective, and user-friendly measurement solution for advanced EMC applications can be realized with limited resources. The project also highlights how modern prototyping techniques and agile development methods can accelerate the realization of technically complex systems.
Place, publisher, year, edition, pages 2025.
Keywords [sv]
EMC, Högfrekvent Strålning, Antenn, Vridbord, Stegmotor, Arduino, Spektrumanalysator, Python, C++, Signalgenerator, 3D – printing, CAD
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers URN: urn:nbn:se:hb:diva-34019 OAI: oai:DiVA.org:hb-34019 DiVA, id: diva2:1981928
Supervisors
Examiners
2025-07-092025-07-072025-09-24 Bibliographically approved