Wireless communication research is seeking new methods to increase the performance of the communications systems. Traditional ways to increase the data rate with higher transmission power or smaller cell size of the network have diminishing returns. Adding more transmitter and receiver antennas is a trend in next generation wireless systems. RLWA (Reconfigurable Leaky Wave Antenna) systems have been introduced to be an alternative way of increasing the performance of communications systems. Therefor research of RLWA integration as part of the already working wireless systems is important.
This thesis is a design and implementation work of RLWA control circuit. Designed circuit is aimed to be the bridge between the antenna element and WARP (Wireless Open-Access Research Platform). Operation theories of used integrated circuits such as step-up converters, operational amplifiers and digital to analog converters are discussed.
Design process of the control circuit is explained in detail. Schematic and PCB (Printed Circuit Board) are designed using Cadsoft Eagle software. Implemented device is using 12 V DC power supply. Antenna input consists of two analog control signals from 10 V to 30 V. Control circuit input consists of two 8 bit digital signals. Transient analysis simulations are included for the designed circuit parts using Matlab and LTSpice software. Implementation of the design is verified in practice with test setup. Measurement results from the test setup are presented. / Langattoman tietoliikenteen tutkimus on etsimässä uusia keinoja tiedonsiirtojärjestelmien suorituskyvyn parantamiseen. Tiedonsiirtonopeuden kasvattaminen perinteisillä menetelmillä kuten kasvattamalla lähetystehoa tai pienentämällä verkon solukokoa ei ole enää yhtä tehokasta, koska ylläpitokustannukset kasvavat ja häiriösignaalin taso nousee suhteessa kohinaan. Lähetys- ja vastaanottoantennien lukumäärän lisääminen tulee olemaan yksi käytetyistä keinoista seuraavan sukupolven langattomissa tietoliikennejärjestelmissä. RLWA (Reconfigurable Leaky Wave Antenna) -järjestelmien avulla voidaan toteuttaa vaihtoehtoinen tapa parantaa tiedonsiirtojärjestelmien suorituskykyä. Tämän takia on tärkeää tutkia RLWA:n yhdistämistä jo toimivaan langattomaan järjestelmään.
Tässä diplomityössä suunnitellaan ja toteutetaan RLWA:n ohjauspiiri. Suunniteltu piiri toimii siltana antennielementin ja langattoman avoimen kehitysalustan välillä. Työssä tarvittavien integroitujen piirien, kuten jänniteregulaattorin, operaatiovahvistimien ja digitaali-analogiamuuntimien toimintaperiaatteet käydään läpi.
Ohjauspiirin suunnittelutyö selitetään yksityiskohtaisesti. Kytkentäkaavio ja PCB (Printed Circuit Board) suunnitellaan käyttäen Cadsoft Eagle sovellusta. Toteutettu laite käyttää 12 V DC virtalähdettä. Laitteen sisääntulo koostuu kahdesta 8 bittisestä digitaalisesta signaalista. Laite syöttää 10–30 V analogista signaalia antennille. Suunnitelluille piirin osille tehtiin simulaatioita käyttäen transientti analyysiä Matlab ja LTSpice ohjelmistoilla. Toteutetun laitteen toiminta varmennetaan liittämällä se osaksi WARP:ia (Wireless Open-Access Research Platform). Koekytkennän mittaustulokset esitellään.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:nbnfioulu-201504021307 |
| Date | 13 April 2015 |
| Creators | Nevala, J. (Jaakko) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | English |
| Detected Language | Finnish |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © Jaakko Nevala, 2015 |
Page generated in 0.0124 seconds