Ausmessung von Sendeantennen mit einem Multicopter unter Nutzung des Monopulsverfahrens

Masterprojekt Elektrotechnik - Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung


KURZBESCHREIBUNG:

Im Rahmen einer Bachelor-Thesis wird ein Multicopter mit einem Antennenarray und einer Steuerung versehen, die es erlauben einen definierten Kurs um eine Sendeantenne (z.B. Mobilfunk) zu fliegen und dabei deren richtungsabhängige Strahlungsverteilung (Antennendiagramm) zu erfassen. Das Messsystem arbeitet nach dem Monopulsverfahren und verwendet 4 bzw. 5 Empfangsantennen. Aus den einzelnen Antennensignalen werden Summen- und Differenzsignale gebildet, die dann ausgewertet werden.

  • Im Rahmen einer Bachelor-Thesis wurde ein Multicopter mit einem Antennenarray und einer Steuerung versehen, die es erlauben einen definierten Kurs um eine Sendeantenne (z.B. Mobilfunk) zu fliegen und dabei deren richtungsabhängige Strahlungsverteilung (Antennendiagramm) zu erfassen. Das Messsystem arbeitet nach dem Monopulsverfahren und verwendet 4 bzw. 5 Empfangsantennen.

Im Folgenden werden einige Aufgabenbereiche basierend auf dem existierenden System genannt:

  • Aus den einzelnen Antennensignalen sollen zur Auswertung  Summen- und Differenzsignale gebildet werden. Die jeweilige Lage des Multicopters im Raum und die Ausrichtung um alle drei Achsen wird dabei zusammen mit den gemessenen Antennensignalen gespeichert. Die Auswertung der Daten erfolgt nach der Landung auf einem Rechner mit einem entsprechenden Programm.
  • Ausgehend von dem bestehenden System sollen Messungen durchgeführt und das System verbessert werden.
  • Anstatt Summen- und Differenzsignale mit entsprechendne Bauteilen zu bilden, können die einzelnen Antennesignale digitalisiert und dann verarbeitet werden (SDR, Software Defined Radio). Hierbei ist zu klären, welche Datenmengen anfallen und ob eine Vorverarbeitung der Daten an Bord erfolgen kann bzw. muss.
  • Entwicklung und Programmierung eines Algorithmus um die Ausrichtung des Multicopters zur Sendeantenne aus den Signalen der 5 Empfangsantennen zu berechnen.
  • Erhöhung der Messgenauigkeit: es können weitere Antennenbauformen untersucht und getestet werden. Außerdem kann der Abstand der Einzelantennen vergrößert werden, wenn die Winkelabweichung bei der Ausrichtung des Multicopters auf die Sendeantenne hin durch andere Maßnahmen klein genug gehalten werden kann.

Je nach Interessenlage können die Arbeiten angepasst und unter zwei Studierenden aufgeteilt werden. Sie sollten Interesse in mehreren der folgenden Bereiche besitzen:

  • Antennen- und Hochfrequenztechnik
  • Empfängertechnik und elektronische Schaltungen.
  • Mechatronik (Aufbau von Antennen und Anbringung am Multicopter)
  • Datenanalyse und statistische Auswerteverfahren 


PROJEKTPHASEN:

Masterprojekt 1: In Absprache mit den Interessenten.

Masterprojekt 2: In Absprache mit den Interessenten.

Masterthesis: In Absprache mit den Interessenten.

Anzahl Plätze: 2