Matkapuhelinverkon tukiasema-antennin säteilykuvion mittaaminen dronen avulla

Abstract

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää dronen hyväksikäyttämistä mobiiliverkon tukiasema-antennin säteilykuvion mittaamisessa. Dronen avulla pystyttäisiin tutkimaan jo asennetun tukiasema-antennin suuntausta ja toimintakykyä ympäristöön ilman, että tukiasemamastoon tarvitsisi fyysisesti kiivetä. Tällä tavalla pystyttäisiin parantamaan työn tehokkuutta ja turvallisuutta.

Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta ja käytännön mittauksista dronella. Kirjallisuusosuudessa käydään läpi antennin perusominaisuuksia, kuten säteilykuviota ja antenninvahvistusta, sekä tutustutaan erilaisiin antennityyppeihin. Kirjallisuuskatsauksen lopuksi tarkastellaan vielä LTE-mobiiliverkon toimintaa ja sen erityispiirteitä. Samassa yhteydessä käydään läpi LTE-mobiiliverkon tunnuslukuja, joita käytetään varsinaisten mittausten toteuttamisessa.

Käytännön mittausosuudessa mitataan LTE-mobiiliverkon tukiasema-antennin säteilemän referenssisignaalin tehoa. Tehon mittaukset tapahtuvat korkeus- ja leveyssuunnassa. Mittaukset toteutetaan ohjelmoitavan lentoreitin avulla, jossa lennätettävä mittalaitteisto pysähtyy mittapisteelle ja siirtyy tietyn ajan hetken jälkeen seuraavalle. Leveyssuunnan mittauksissa korkeus ja lentoreitin säde, suhteessa mitattavaan antenniin, pysyvät vakiona. Korkeussuunnassa säde ja leveyssuunta pysyvät vakioina korkeuden muuttuessa. Lentoreiteistä kerätystä datasta muodostetaan antennille säteilykuviot, joita verrataan valmistajan ilmoittamiin ohjeellisiin arvoihin.

Lopputulokseksi saatiin säteilykuviot korkeus- ja leveyssuunnassa. Säteilykuviot muodostettiin rajatuille sektoreille, mittausympäristön sallimissa rajoissa. Korkeussuunnan säteilykuvio oli oletetun mukainen, ja siitä löytyi yhtäläisyyksiä valmistajan ilmoittamiin tietoihin. Leveyssuunnan säteilykuviossa oli poikkeamaa valmistajan ohjeellisiin arvoihin, sillä kuvioon aiheutui vääristymää johtuen antennin viereisistä heijastavista metallirakenteista. Kaiken kaikkiaan tutkimuksessa käytettyä toteutustapaa pystytään käyttämään tukiasema-antennien säteilykuvioiden mittaamisessa. Huomioon tulee kuitenkin ottaa riittävä esteetön tila lentoreiteille ja mahdolliset heijastumat sekä häiriöt.