The ocean symbolizes mystery, passion, and power. However, most of the ocean, about 80 %, is unknown to humans. AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) provide a platform where terrain mapping, the biodiversity, and the resource survey of the ocean become accessible. Unlike ROVs (Remotely Operated Vehicle), AUVs operate according to their preset program which specifies the instructions required in different environments. One design aspects of AUVs that must be considered is that the data it acquire needs to be transmitted to a ground station (typically a ship). Although underwater acoustic communication is available nowadays, the low transmission rate and narrow bandwidth makes it unsuitable for large data transmission. For large sets of data, transmission with electromagnetic waves is more suitable. LoLo is an AUV which is designed and assembled at KTH Royal Institute of Technology, Sweden. Its wireless communication system consists of five components: RC (radio communication, 2.4 GHz), RF (radio frequency, 868 MHz), WIFI (wireless fidelity, 2.4 GHz), 4G (4th generation, 800 MHz, 1.8 GHz and 2.6 GHz) and GPS (global positioning system, 1.575 GHz). The goal of this project is to design an antenna board where the five subsystems are integrated. Importantly, due to the influence of seawater and waves, the resonant frequency of the antenna will fluctuate to a certain extent. Therefore, we need a robust, and preferably broadband, antenna system. In this project, we integrated printed dipole and monopole antennas on a single circuit board. The printed dipole antennas operate over a reasonable bandwidth and their radiation pattern is omnidirectional. The monopole antenna is designed to have multiple resonant frequencies which can cover BAND 20 (800 MHz) and BAND 3 (1.8 GHz) of the 4G service in Sweden. The 4G antenna shows good omnidirectional characteristics in the lower frequency band (band 20) and broadband characteristic in the higher frequency band. The upper 4G band is to be used to transmit large sets of data if a signal can be detected. The lower 4G band is added to provide redundancy. The antenna board is manufactured and measured. The results show the consistency with the simulation results and meets the requirement of the project. / Havet symboliserar mysterium, passion och kraft. Men det mesta av havet, cirka 80 %, är okänt för människor. AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) är en plattform där terrängkartläggning, biologisk mångfald och resursundersökning blir tillgänglig. Till skillnad från ROVs (Remotely Operated Vehicles) fungerar AUVs enligt sitt förinställda program som specificerar de instruktioner som krävs i olika miljöer. Den data som den förvärvade måste överföras till en markstation (oftast en båt). Även om akustiska kommunikationen under vatten är möjlig idag gör den låga överföringshastigheten och den smala bandbredden den olämplig för stora dataöverföringar. I dessa fall är det bättre att överföra data med hjälp av elektromagnetiska vågor. LoLo är en AUV som är designad på KTH Royal Institute of Technology, Sverige. Dess trådlösa kommunikationssystem består av fem delsystem: RC (radiokommunikation, 2.4 GHz), RF (radiofrekvens, 868 GHz), WIFI (trådlös fidelity, 2.4 GHz), 4G (4 generationen av mobilnätverket, 800 MHz och 1.8 GHz) och GPS (global positioning system, 1.575 GHz). Målet med detta projekt är att designa antennerna för dessa fem delsystem. Viktigt att notera är antennernas resonansfrrekvens påverkas till viss del av havsvatten och vågor. Därför behövs vi ett robust, bredbandsantennsystem. I detta projekt integrerade vi dipolantenner och en monopolantenn på ett kretskort. Dipolantennerna har rimlig bandbredd och är omnidirektionella. Monopolantennen ger oss flera resonansfrekvenser som kan täcka Band 20 (800 MHz) och Band 3 (1.8 GHz) av 4Gspektrumet i Sverige. 4Gantennen visar omnidirektionella strålningsegenskaper i det lägre band et (band 20) och har vred bandbredd i det högre band et. Det högre bandet kommer användas för att skicka mycket data om en signal kan säkras. Det lägre bandet ger redundans. Antennen tillverkas och mäts i ett ekofritt rum. Mätresultaten stämmer överens med simuleringsresultaten och uppfyller projektets krav.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-309089 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Zhou, Chengzhuang |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:929 |
Page generated in 0.0021 seconds