Szakdolgozat - papppeter.uw.hupapppeter.uw.hu/szakdolgozat.doc · Web viewMikrohullámú antenna automatikus beállítása Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék 2. Bevezetés 4. 1.

Mikrohullámú antenna -1- Tartalomjegyzékautomatikus beállítása

Szakdolgozat

Mikrohullámú antenna automatikus beállítása


Tartalomjegyzék

Tartalomjegyzék...................................................................................................................2

Bevezetés...............................................................................................................................4

1. Mikrohullám terjedés általános áttekintése...................................................................6

1.1 Mikrohullámok használatát szabályozó szervezetek....................................................8

1.1.1 ITU........................................................................................................................8

1.1.2 NHH......................................................................................................................8

1.2. Mikrohullámok továbbítása során fellépő jelenségek.................................................9

1.2.1. Szabadtéri csillapítás............................................................................................9

1.2.2. A jel útjában lévő tárgyak hatása.......................................................................10

1.2.2.1 Fresnel-zónák...............................................................................................11

1.2.2.2 Reflexió, talajreflexió...................................................................................13

1.2.3. Atmoszférikus gázok és az átviteli közeg hatásai..............................................14

1.2.3.1 Abszorpció...................................................................................................15

1.2.3.2. Szóródási veszteség.....................................................................................16

1.2.3.3. Refrakció.....................................................................................................17

1.3. Mikrohullámú összeköttetések..................................................................................18

1.3.1. Átjátszó állomások.............................................................................................18

1.3.2. Diverziti technika...............................................................................................19

1.4. Mikrohullámú összeköttetéseknél használ antennák................................................20

2. Automatikus antenna beállító berendezés felépítése..................................................23

2.1. Az antenna automatikus beállításának menete..........................................................23

2.1.1. Az antenna beállító berendezés főbb tulajdonságai...........................................24

2.2. Az adó egység...........................................................................................................25

2.2.1. Az oszcillátor.....................................................................................................25

2.2.2. Kimeneti illesztés, teljesítményerősítés.............................................................26

2.2.3. Tápfeszültség biztosítása....................................................................................27

2.2.4. Mechanikai kivitelezés.......................................................................................27

2.2.5. Beállítás, bemérés..............................................................................................27

2.3. A vevőegység............................................................................................................29

2.3.1. Bemeneti fokozat...............................................................................................29

2.3.2. Oszcillátor..........................................................................................................30

2.3.3. Keverő fokozat...................................................................................................30


2.3.4. Egyenirányító és A/D átalakító..........................................................................31

2.3.5. Kimeneti egységek.............................................................................................31

2.3.5.1. Frekvencia szabályzó áramkör....................................................................31

2.3.5.2. Motormeghajtó áramkör..............................................................................32

2.3.5.3 Kijelzés.........................................................................................................33

2.3.5.4. Kezelőszervek.............................................................................................33

2.4 A vezérlőegység.........................................................................................................34

2.4.1 A mikrovezérlő kapcsolódása a többi egységhez................................................35

3. Az antennabeállító berendezés vezérlőprogramja......................................................36

3.1. A program futásának menete....................................................................................36

3.1.1. Az alapbeállítások elvégzése..............................................................................38

3.1.2. Hangolás.............................................................................................................39

3.1.2.1. Maximum keresés a frekvencia növelésével...............................................39

3.1.2.2. Vizsgálat a másik irányban.........................................................................41

3.1.2.3. Az optimális jelszint beállítása....................................................................42

3.1.3. Az antenna beállítása..........................................................................................43

3.1.3.1. Elforgatás az egyik végállásba....................................................................44

3.1.3.2. Mérés...........................................................................................................45

3.1.4.4. Kiértékelés, a maximális érték meghatározása...........................................46

3.1.3.5. A középső maximális értékkel rendelkező hely meghatározása.................47

3.1.4.6. Beállítás a kiszámított pozícióba.................................................................47

3.2. Egyéb szubrutinok.....................................................................................................48

3.2.1. 100 ms késleltetés, és a hangolás korlátozása...................................................48

4.2.2. Egy másodperces késleltetés..............................................................................49

4.Üzemeltetés és használat.................................................................................................50

4.1. Mechanikai kivitel.....................................................................................................50

4.2. A készülék használata...............................................................................................51

4.3. Az automatikus antennabeállító szerkezet alkalmazhatóságának korlátai................53

Összefoglalás.......................................................................................................................54

Irodalomjegyzék.................................................................................................................55

Ábrajegyzék........................................................................................................................56

Mellékletek..........................................................................................................................57


Bevezetés

Napjainkban rohamos terjedésnek indult a mikrohullámmal működő berendezések,

eszközök használata. Számos helyen alkalmazzák magánszemélyek és cégek a különféle

mikrohullámú eszközöket, főként az olcsó sorozatgyártású alkatrészek megjelenése, és az

erre épülő kommunikációs eszközök terjedésének köszönhetően.

A mikrohullámú berendezéseket használhatják beszéd, – kép - és adatátvitelre.

Gyakorlatilag mindhárommal találkozhatunk nap, mint nap. Ilyen eszközök a különféle

maroktelefonok (GSM, DCS, DECT), a vezeték nélküli adatátviteli berendezések (WLAN,

Bluetooth). Mikrohullámú átvitelt használnak a műholdas, és a földi analóg és digitális

televízió és rádió rendszerek, továbbá az AM-Mikro és ATV1 televízió állomások.

Normál esetben kereskedelmi forgalomban kapható eszközök nem igényelnek a

felhasználók részéről különösebb beállítást, de a gyakran előfordul, hogy valamilyen oknál

fogva nem biztosítottak a gyárilag meghatározott optimális körülmények az

üzemeltetéshez. A mikrohullámú kommunikációt akadályozhatják a domborzati

viszonyok, épületek, a nagy távolság, zavarforrások, időjárási jelenségek, váratlan, előre

nem látható események. Ebben az esetben viszont kiegészítő berendezéseket kell

használni, amelyek beüzemelése az átlagos felhasználónak problémát jelent.

Leggyakrabban külső, irányított antennát, esetleg erősítőt alkalmaznak a gyári készülékek

működtetési területének kibővítésére. Az antennák telepítése és beállítása nagy

körültekintést, szakértelmet és drága műszereket igényel. Néhány esetben a telepítés

költségei meghaladhatják a berendezések árát.

Ebben a szakdolgozatban egy földfelszíni mikrohullámú összeköttetés létesítéséhez

szükséges legfontosabb hullámterjedési tulajdonságokat foglalom össze, és bemutatásra

kerül egy antenna beállító szerkezet, amely 2,4 GHz-en működő antennák automatikus

beállítását végzi el. Az itt leírtak segítségével, és a bemutatott készülékkel az egyes

mikrohullámú összeköttetések realizálása egyszerűsödik, valamint - az elméleti háttér

megismerését követően – a összeköttetés megvalósíthatóságának megállapítása könnyebbé

válik.

A működési frekvenciát azért választottam 2,4 GHz-re, mert ebben a sávban

működnek a vezeték nélküli számítógépes hálózati eszközök. (WLAN). Itt a rendkívül

1 Amatőr televízió [I.1.]


látványos a kommunikációs csatorna minőségének a változása, mert a felhasználók

azonnal érzékelik. Addig, amíg a hang és képátvitelnél az átviteli sebesség csökkenése

csak minőségromlásként tapasztalható, addig az adatátvitelnél az átviteli idő növekedését

okozza.

Az átviteli idő változása befolyásolja a felhasználás lehetőségeit és költségeit.

Példaként: Ha egy rossz minőségű beszédcsatornán kommunikálunk, az nem jelent

közvetlen költségnövekedést, legfeljebb a beszélgetők számára kellemetlen. Viszont, ha az

adatok átviteléhez hosszabb idő szükséges közvetett költségnövekedést is okozhat, mert az

adatokra többet kell várni, ami munkaidő kieséssel, hosszabb idejű csatorna lefoglalással

jár.

Az antennák optikai úton történő beállítása néhány esetben nehézségekbe ütközik.

Előfordulhat, hogy nincs látótávolságon belül a másik antenna, vagy a felépítés vagy az

illesztetlenség miatt a fő sugárzási irány eltér a várt sugárzási iránytól [1. 95.old.]. Tehát

szükséges a valós mérés alapján történő beállítás.

A mérésre többféle lehetőség kínálkozik. Legtöbbnek jellemzője az, hogy emberi

beavatkozás szükséges, ami hibalehetőséggel jár. Előfordulhat, hogy nincs lehetőség a

szükséges mérések precíz elvégzésére. Ennek több oka lehetséges: az antenna

elhelyezésére szolgáló árbocon nem helyezhetők el a műszerek, a beállítást végző személy

nem fér el az antenna közelében vagy más egyéb akadályozó tényező lép fel.

Célszerű egy olyan automatikus beállító szerkezetet konstruálni, amit a beállítás

után leszerelhetünk, és másik antennánál is használhatunk. Az automatikus beállító

szerkezet meggyorsítja az antenna telepítését. A legpontosabb beállítást egy

berendezéspárral valósíthatjuk meg. A beállítandó antennánál elhelyezzük a beállító

egységet, míg az ellenoldali antennánál egy jeladót üzemelünk be. A berendezéseket

beállítás után felcserélve, a másik antennát is beállíthatjuk.

Az automatikus antenna beállítás nem minden esetben alkalmazható. Időnként

fellépnek olyan körülmények, amelyek miatt az antenna optimális beállítását csak több

összetevő együttes vizsgálata alapján lehet elvégezni, különféle hullámterjedési

tulajdonságok vizsgálata után. Ilyenkor az automatikus beállító berendezés legfeljebb csak

kiegészítésként szolgálhat.


Mikrohullámú antenna -7- Mikrohullám terjedés általános áttekintéseautomatikus beállítása

1. Mikrohullám terjedés általános áttekintése

Mikrohullámnak nevezzük azokat az elektromágneses hullámokat, amelyek

hullámhossza 1 méter és 1 milliméter közé esik, vagyis frekvenciájuk 300 MHz-nél

nagyobb és 300 GHz-nél kisebb2. Napjainkban ennek a tág tartománynak az alsóbb részét

használják a kommunikációs eszközök nagyjából 30 GHz-ig. E felett már csak speciális

mérőeszközök (radar) és laboratóriumi berendezések használják a mikrohullámokat.

1. ábra: Az elektromágneses spektrum felosztása. [I.2.]

Amint az adatok mutatják - és a 1. ábrából is kitűnik - a mikrohullám elnevezés egy

tág spektrumot ölel fel. Mégis jogos az azonos elnevezés, mivel az ezen hullámhosszú

elektromágneses hullámok tulajdonságai nagyon hasonlóak. Átlépve a 300 MHz-es

frekvenciát, az elektromágneses hullámok terjedésében a Föld gravitációs ereje nem játszik

szerepet. A mikrohullámú tartományba eső elektromágneses hullámok a fényhez

hasonlóan, egyenes vonalban terjednek, visszaverődnek és elnyelődnek.

A kicsiny hullámhossz a használt berendezések méretének lecsökkentésére is

lehetőséget biztosít. Minél magasabb frekvenciát használunk, annál kisebb méretű

rezonátorokra, tápvonalakra és más eszközökre van szükség.

2 Részletesen az I. sz. mellékletben


A gyakorlatban a mikrohullámú frekvenciatartományt mégis felosztották több

kisebb sávra. Ezt az indokolja, hogy az egyes berendezések tulajdonságai, felhasználási

módjai eltérnek egymástól a különböző frekvenciákon. Más-más technológiai megvalósítás

szükséges az alacsonyabb frekvenciákon, és más a felsőbb sávokon. Mivel a

hullámhosszak között több nagyságrend differencia van.

1. táblázat: A mikrohullámok felosztása

A táblázatból látható, hogy az egyes frekvenciasávokat a sávközépi frekvenciához

tartozó hullámhosszal jellemezhetjük. Hasznos a sávok létrehozása az alkatrészek,

tápvonalak, antennák egységes méretezése szempontjából is. Ezáltal a gyártók az adott sáv

paramétereinek megfelelő berendezéseket gyárthatnak, és egyértelműen azonosíthatják

azokat a sáv nevével.

Természetesen a sávokon belül további bontás is létezik. Szükséges az egyes

felhasználók, szolgálatok közötti kiosztása a frekvenciáknak. Ez elengedhetetlen feltétele a

rádiófrekvenciás alkalmazások használatának. Így egymás zavarása nélkül működhetnek a

különféle rádióalkalmazások. Ezt a felbontást a nemzetközi szervezetek ajánlásai alapján a

nemzeti felügyeletek állapítják meg.


1.1 Mikrohullámok használatát szabályozó szervezetek

1.1.1 ITU

A rádiótechnikában illetékes nemzetközi szervezet az ITU (International,

Telecommunication Union)3. Az ITU egy nemzetközi szövetség, amely összefogja a

közcélú és magán távközlési szervezeteket. Az ITU 1865-ben alakult és 1947-től az ENSZ

hivatalos szerve. Az ITU felelős a nemzetközi egyezmények, szabályozások és szabványok

irányításáért a távközlés területén. A szabványosítás feladatának ellátására az ITU-n belül

létrehoztak egy csoportot, amelynek neve CCITT (Comité Consultatif International

Téléphonique et Télégraphique)4. De 1992-ben az újjászervezés után a CCITT megszűnt

önálló egységként működni. [I.3.] Azóta az ITU-T és ITU-R szervezetek látják el a

távközlésipari és rádiószabályozási ajánlások kidolgozásának feladatát.

1.1.2 NHH

Magyarországon a frekvencia használat szabályozását a Nemzeti Hírközlési

Hatóság látja el. A hatóság 2004. január 1-én alakult a Hírközlési Főfelügyelet (HIF)

átszervezésével. Az NHH a frekvencia kiosztáson kívül számos egyéb hírközléssel

kapcsolatos feladatot ellát. Többek között: különféle engedélyeztetési folyamatokat,

nemzetközi egyeztetéseket, frekvencia harmonizációt, hírközlő és telekommunikációs

berendezések szabványossági vizsgálatát, felülvizsgálatát, valamint felügyeli a kiosztott

adóengedélyek betartását.

A szabályozás fontos szerepet játszik a mikrohullámú technológia alkalmazásában,

mivel a különböző frekvenciájú mikrohullámok más - más céloknak felelnek meg

leginkább. Egyes frekvenciasávok használata sokféle igényt ki tud elégíteni, így az

többféle szolgálat kívánja használni, míg más frekvenciák gyakorlatilag a földfelszíni

továbbításra alkalmatlanok. A szabályozás feladata biztosítani, az egyes szervezetek

részére biztosítani a működéshez szükséges frekvencia tartományokat, az optimális

kihasználtság mellett. Anélkül, hogy a szolgálatok zavarnák egymást.

3 Nemzetközi Távközlési Unió4 Nemzetközi Telefon- és Távíró Tanácsadó Testület


1.2. Mikrohullámok továbbítása során fellépő jelenségek

Az adóantenna és a vevőantenna között a hullámterjedést több tényező

befolyásolja. A megfelelő minőségű összeköttetés kiépítéséhez elengedhetetlen ezen

összetevők vizsgálata. Az egyes tényezők meghatározzák az antennák optimális helyét,

magasságát, főbb nagyfrekvenciás paramétereit, ezáltal a méretét. Valamint meghatározzák

a kívánt adó és vevő tulajdonságait. Legtöbbször ezek a tényezők a környezetből adódnak,

befolyásolásuk nem lehetséges. Ezért mindenképp a rendszer tervezésénél kell figyelembe

venni azokat.

1.2.1. Szabadtéri csillapítás

Az adóantennából kisugárzott rádióhullámok minden esetben csillapítást

szenvednek mire a vevőantennához érnek. Ez a csillapítás a szabadtéri csillapítás. A

kisugárzott jel teljesítménye a távolság négyzetével arányosan csökken. Ez abból adódik,

hogy a kisugárzott teljesítmény a tér minden irányába egyformán terjed. Ezáltal a

teljesítmény egy képzeletbeli gömb felületén oszlik el. Mivel a vevőantenna a gömb egy

pontján helyezkedik el, ezért az arra jutó teljesítmény csak töredéke a kisugárzottnak.

A szabadtéri csillapítást a következő formulával tudjuk kiszámítani:

(1)

r – az antennák közötti távolság

λ – a hullámhossz

GAdB – az adóantenna nyeresége decibel-ben

GVdB – a vevőantenna nyeresége decibel-ben

A képlet a frekvencia feltüntetésével:

ac=20lg(4•π•r•f)-GAdB-GV

dB (2)

Látható, hogy a szabadtéri csillapítás a távolságon kívül a jel frekvenciájától is

függ. Minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a szabadtéri csillapítás. (Az antenna

nyereségeket mindig az adott frekvenciára kell meghatározni.)


A szabadtéri csillapítás ismeretében meghatározható az adott pontban maximálisan

vehető teljesítmény. A teljesítmény egyszerűen kiszámítható a Friis-képlet [I.4.]

segítségével. Az eddigi jelöléseket alkalmazva a Friis-képlet a következő képpen néz ki:

(3)

PV(r) – a maximálisan vehető teljesítmény a távolság függvényében

PA – az adó teljesítménye

η – rendszer veszteségi tényező (elméleti maximum meghatározásánál értéke: 1)

A képletekben jelölt teljesítményeken minden esetben az adóteljesítményt kell

érteni. Egyirányú – legtöbbször műsorszóró – átvitelnél az adó teljesítménynél nem az a

adó valódi teljesítményét tüntetik fel, hanem az effektív kisugárzott teljesítményt (EIRP5).

Az EIRP az adóteljesítmény és az antenna nyereségének szorzata. Mértékegysége líneáris

skálán:W (watt), logaritmikus skálán: dBW (decibelwatt). Az EIRP használata akkor is

praktikus, ha már egy meglévő adóhoz szeretnénk egy újabb összeköttetést kiépíteni. Az

EIRP segítségével könnyen megállapítható egy adott területen lévő teljesítményszint.

A szabadtéri csillapítás meghatározása önmagában nem ad elegendő információt

arról, hogy az összeköttetés megvalósítható-e vagy sem. A fent meghatározott csillapítás

csak abban az esetben érvényes, ha az adó és a vevő antenna optikai rálátásban van és az

antennákon kívül nincs más olyan tárgy a térben, amely kihatással van a hullámterjedésre.

1.2.2. A jel útjában lévő tárgyak hatása

A hullámokat az útjukba eső tárgyak eltéríthetik, elnyelhetik, elhajlásra

kényszeríthetik. Megakadályozhatják, hogy a mikrohullámú elektromágneses hullám

eljusson a az adóból a vevőbe. Az eltérített jel „kerülő” útvonalon is eljuthat a

vevőantennába, így annak fázisa eltérhet a közvetlenül továbbított jel fázisától. Azt

gyengítheti vagy erősítheti.

5 Effective Radiated Power


1.2.2.1 Fresnel-zónák

Az elektromágneses hullámok az éterben nem pontszerűen terjednek, hanem egy

meghatározott térrészen áthaladva jut el a nyaláb az adóból a vevőbe. Figyelembe kell

venni a tervezés folyamán a nyaláb kiterjedését, mert az általa elfoglalt zónában lévő

tereptárgyak, építmények, növények eltéríthetik a jel egy részét, megakadályozhatják a

vevőbe történő érkezését.

2. ábra: Az optikai rálátás és az elektromágneses jel útja közötti különbség [I.16.]

A jel kiterjedésében vannak olyan zónák, melyekben az eltérített jelek általában

fázisban vannak a központi mag jelével. Vannak olyan zónák is, ahol az eltérített jelek

általában nincsenek fázisban a központi mag jelével. A zónák kiterjedését Augustin Jean

Fresnel francia fizikus által, a fényterjedésének vizsgálatakor meghatározott formuláinak

adoptálásával lehet meghatározni bármely elektromágneses hullámra. Ezért ezeket a

zónákat Fresnel zónáknak nevezzük.

A Fresnel-zónák olyan ellipszoidok, amelyeknek fókuszpontjai az antennák. Az

ellipszoidok mérete függ a frekvenciától, és az antennák közötti távolságtól. A Fresnel-

zónákat leggyakrabban függőleges metszetben ábrázolják (3. ábra). Nem szabad elfelejteni,

hogy valójában a felrajzolt ellipszisek koncentrikus köröket jelölnek. Tehát nem csak a

függőleges irányban benyúló tereptárgyakat kell figyelembe venni, hanem a fő sugárzási

irányba oldalról benyúlókat is.

3. ábra: Fresnel-zónák


A Fresnel zónák határát a következő képlettel számíthatjuk ki:

- k-adik Fresnel-zóna:

(4)

A,C – ez ellipszod fókuszpontja

B az ellipszoid felületén lévő pont

- az első Fresnel zóna ellipszoidjának kisebbik tengelye:

(5)

Leggyakrabban a tengely hosszának fele érdekel bennünket, mert ez adja meg az

első Fresnel-zóna szélének távolságát a fő iránytengelytől. Ez a távolság annak a körnek a

sugara, amely az AC szakasz közepén illeszkedik a Fresnel ellipszoidra.

Az első Fresnel zóna körülveszi a központi magot, ahol a jel a legerősebb. Ha az

első Fresnel zóna több, mint 40%-ában akadály található, a rádiófrekvenciás rálátás nem

elég tiszta. Az első, és minden páratlan számú Fresnel zónában a jel általában fázisban van

a központi mag jelével, ezért a terjedés vizsgálatánál az első Fresnel-zóna kitüntetett

szerepet játszik, mivel annak tisztasága a leglényegesebb a terjedés szempontjából. Az első

Fresnel-zónát látási ellipszoidnak is nevezik. [3. 23. old]

A második, és minden páros számú Fresnel zónában a jel nem fázisban van a

központi mag jelével. A második Fresnel zónából eltérített jelek szimbólumok közötti

interferenciát (ISI)6 okozhatnak. Ezt elkerülendő, az antennát olyan magasra kell helyezni,

hogy a második Fresnel-zónán belüli eltérítéseken kívüli tartományba essen. (Egy antennát

túl magasra és túl alacsonyra is lehet helyezni.) Ahol a földfelszíni tárgyak diffrakciója

interferenciát okoz, előfordulhat, hogy az antenna kismértékű áthelyezése is jelentős

javulást hozhat. [I.5.]

6 Inter Symbol Interference


Az összeköttetéseket a Fresnel-zóna tisztaságától függően háromféle rádiószakaszt

különböztetünk meg:

- zárt szakasz: Az első Fresnel-ellipszist valamilyen domborzati akadály vagy

tereptárgy teljesen eltakarja. Ezen a szakaszon közvetlen mikrohullámú

összeköttetés nem lehetséges.

- félig zárt szakasz: Az első Fresnel-ellipszis csak részben takart. Ebben az esetben

a diffrakciós terjedés (elhajlás) miatt az átviteli csillapítás növekedésével kell

számolni.

- nyitott szakasz: Ebben az esetben a az első Fresnel-ellipszis akadálymentes

A Fresnel-zónába benyúló akadályok lehetnek hegyes kiemelkedések, vagy nagy

kiterjedésű benyúlások. A számítások megkönnyítése érdekében un. késél helyettesítést

alkalmaznak, amelynek segítségével meghatározható a tereptárgyak hatása. [I.6.]

1.2.2.2 Reflexió, talajreflexió

Az első Fresnel-zóna tisztaságának ellenőrzésén túl meg kell vizsgálni a

mikrohullámú útvonalon található – első Fresnel-zónán kívül eső – nagyobb sík felületeket

is. A mikrohullámú átvitelt nagymértékben befolyásolhatják a vevőhöz nem a közvetlen

útvonalon érkező jelek, amelyek különböző visszaverődések következtében jutnak el a

vevőbe. Mivel a megtett út hossza nem azonos a közvetlen útvonalon érkező jel útjának

hosszával, - amely a két antenna közötti távolság, - ezért a másodlagos terjedéssel érkezett

jelek nem biztos, hogy fázisban lesznek azzal.

4. ábra: Talajreflexió

A talajreflexió legtöbbször nagy kiterjedésű sík területeken, vízfelületeken jön létre.

A mértéke függ a felület nagyságától, és annak simaságától. A mikrohullámú

összeköttetések szempontjából előnyös, ha a két antenna közötti terület domborzata


változatos és a növényzet nem alkot egységes felületet. Ideális lehet egy dombos terület

vagy erdő. Itt a vevőantennához eljutó visszavert jel teljesítménye nagyságrendekkel

kisebb, mint az elsődleges útvonalon érkező jelé.

Amennyiben az útvonalon nagyobb felület található, annak negatív hatását az

antenna magasságának megváltoztatásával, vagy irányának módosításával lehet

csökkenteni. Esetlegesen megoldás lehet más típusú antenna alkalmazása.

A talajreflexió - csakúgy, mint a legtöbb tényező, amely a hullámterjedést

befolyásolja – függ az éppen aktuális időjárási helyzettől, valamint annak másodlagos

hatásától: a talajnedvességtől is.

Reflexió kialakulhat továbbá nagyobb építmények falán, hegyoldalakon. Ezek az

objektumok elhelyezkedhetnek a vevő antenna mögött is. Amennyiben nem biztosítjuk a

megfelelő védelmet a főiránytól eltérő irányból érkező jelekkel szemben, akkor ezek a

visszavert hullámok bejuthatnak a vevőbe, és gyengíthetik a főirányból érkező jelet,

zavarhatják a kommunikációt.

5. ábra: Reflexió kialakulása épületen

1.2.3. Atmoszférikus gázok és az átviteli közeg hatásai

A mikrohullámok terjedését nem csak az útjába eső tárgyak befolyásolják, hanem a

közeg is, amelyben a hullám terjed. Földi összeköttetéseknél jelentős a légkör hatása. Ez a

hatás nem állandó, hanem változó. Függ a levegő összetételétől, nyomásától,

hőmérsékletétől, nedvesség és szennyezőanyag (pl.: por) tartalmától.

A mikrohullámú összeköttetések legnagyobb része átviteli útként a troposzférát

használja fel. A troposzféra az atmoszféra legalsó rétege, amelyben a hőmérséklet, a relatív

légnedvesség és a légnyomás gyakran változik. Megjelenik benne a csapadék felhő, jég, hó

és köd formájában, amely hatással van a rádióhullámok terjedésére.


1.2.3.1 Abszorpció

A légkörön áthaladva a mikrohullámú jel a szabadtéri csillapításnál

meghatározottól nagyobb csillapítást szenved, néhány esetben elnyelődik. A csillapítást a

terjedési közegben lévő gázmolekulák okozzák. Bizonyos frekvenciákon kisebb, más

frekvenciákon nagyobb a légkör abszorpciós (elnyelő) képessége. Ez a képesség függ a

levegő összetételétől, páratartalmától valamint a hőmérsékletétől. Az abszorpciót az

okozza, hogy a levegőmolekulák apró rezgőkörökként viselkednek, amelyek

rezonanciafrekvenciája a mikrohullámú tartományba esik. A kisugárzott energia a

molekulákban hővé alakul.

Kimutatták, hogy a légkörben lévő telített vízgőz 22-23 GHz-en, az oxigén pedig

60 GHz-en csillapítja igen jelentős mértékben a rádióhullámokat. A 6. ábrán látható az

oxigén és a vízgőz csillapító hatása normál légköri viszonyok esetében. Magasabb

frekvenciákon megfigyelhetők további csillapító hatások. A vízgőz csillapítása 183 GHz-

en és 320 GHz-en ér el maximumot, míg az oxigén 119 GHz-en. Ezek a csúcsok

viszonylag kis csillapítású tartományokat – un. ablakokat – fognak közre. Elsősorban ezek

a sávok használhatók fel mikrohullámú összeköttetés létesítésére.

Egyes kivételes esetekben előfordulhat, hogy ezeket a csillapító tényezőket

bizonyos célok elérése érdekében – pl. titkosság, vagy korlátozott hozzáférés –

hasznosítani tudjuk.

6. ábra: A légkörben lévő oxigén és vízgőz csillapításának hatása

(90 -os elevációs szögben)


1.2.3.2. Szóródási veszteség

A légköri csillapítás másik részét a hullámok szóródása adja. A szóródás a

hullámok terjedési irányának véletlenszerű megváltozása. Főként esőcseppeken lép fel, de

létrejöhet más hidrometeorokon is. Jégrészecskékből álló felhőn, nedves hópelyheken vagy

jégesőn. Az esőcseppeken a hullámok egy része megtörik, ezért az összeköttetés minősége

nagymértékben romolhat eső idején. A csapadék csillapítása különösen a 10 GHz feletti

frekvenciák átvitelénél jelentős, de kisebb frekvenciákon is számottevő lehet nagyobb

esőzések idején.

Az éghajlati viszonyok különbözősége miatt az egyes földrajzi területeken az esők

gyakorisága, intenzitása, időtartama eltérő. Ezért mikrohullámú összeköttetés telepítése

előtt meg kell vizsgálni az útvonal területén lévő csapadék viszonyokat. Más

esőgyakorisággal kell számolni kontinentális, óceáni, trópusi éghajlatú területen. Ráadásul

a különféle esőfajták sem egyformán befolyásolják a mikrohullámú összeköttetéseket.

7. ábra: Különböző intenzitású esők fajlagos csillapítása a frekvencia függvényében


1.2.3.3. Refrakció

Az eltérő törésmutatójú, különböző összetételű közegek határán áthaladva a

mikrohullámok a fényhez hasonló módon törést szenvednek. Nagyobb távolságú

összeköttetéseknél a Fresnel-zóna határainak megállapításánál figyelembe kell venni, hogy

a rádióhullámok – általában a légkör törésmutatójának változása miatt – nem egyenes

vonalban terjednek. Így a nyomvonal terjedési tulajdonságainak elemzése nehéz.

Célszerű bevezetnünk az egyenértékű földsugár fogalmat, így lehetővé válik, hogy

a görbe vonalú terjedést egyenes vonallal helyettesítsük. Ilyenkor a felszínt egy

parabolikus ívvel helyettesítjük. Ennek hátránya az, hogy csak egy adott légköri viszonynál

használható az ábra. Ha többféle légkör állapotot szeretnénk egyidejűleg vizsgálni, akkor

alkalmazhatjuk a sík földmodellt, ahol a föld felszínét egyenesnek, a különböző

földsugárhoz tartozó sugárpályákat pedig körívnek vagy, parabolának ábrázoljuk.

Leggyakrabban a sugár a talaj felé hajlik, de az idő kis százalékában előfordulhat, hogy

felfelé görbül. A nyomvonalat általában két esetben célszerű megvizsgálni: ahol a

látszólagos földsugár a Föld valódi sugarának 4/3-a és ott, ahol 4/5-e.

A refrakció meghatározása nagyon bizonytalan dolog, mert a légkör törésmutatója

függ annak állapotától. A refrakció mértéke folyamatosan változik. Más-más értéket

kapunk a különböző napszakban, évszakban történő vizsgálatok során. Függ a refrakció az

időjárástól, és annak változásaitól is.

8. ábra: Elhajlás az eltérő törésmutatójú légrétegek határán

A kis távolságú troposzférikus összeköttetéseknél a refrakció nem jelentős, de

néhány esetben figyelembe kell venni. Ilyen lehet, amikor az összeköttetés nagyobb

vízfelület és szárazföld határán megy át. Ekkor a hullámtörés jelentős csillapítást okozhat.


1.3. Mikrohullámú összeköttetések

A mikrohullámú összeköttetések megvalósításakor számos lehetőség, modell áll

rendelkezésre a megvalósításhoz. Az összeköttetések tervezésénél az optimális megoldás

kiválasztása a cél. Megfelelő minőségi mutatóak biztosítása az eszközök ésszerű

felhasználása mellett. Meg kell vizsgálni a környezeti hatásokat és a már meglévő

rendszerek zavaró hatásait is. Továbbá a tervezett rendszer kihatásait más rendszerekre.

1.3.1. Átjátszó állomások

Közvetlen rálátással nem elérhető területet átjátszóállomások beiktatásával

érhetünk el. Lehetnek aktív vagy passzív átjátszók, az adóteljesítményektől, illetőleg a

kommunikáció irányától függően. Az átjátszók telepítésénél ügyelni kell a belső

interferencia elkerülésére, ahol a hálózat elemei zavarják egymást. Interferencia akkor

léphet fel, ha azonos frekvenciát használunk több rész-szakaszon. Az interferencia hatása

csökkenthető az adók megfelelő elhelyezésével, vagy ellentétes polarizáció alkalmazásával

az egyes szakaszokon.

9/a. ábra Átjátszó állomás elhelyezkedése 9/b. Passzív átjátszó

9. ábra: Átjátszóállomások elhelyezési lehetőségei

A 9/a ábrán az átjátszó állomás egy lehetséges elhelyezkedése látható. Ebben az

esetben az interferenciát az összeköttetés két szakasza között azzal csökkentették, hogy az

átjátszót úgy helyezték el, hogy az antennák sugárzási iránya ne essen egy vonalba. Az

elhelyezés következtében nem jut jel közvetlenül az adóból a vevőbe, csak az átjátszón

keresztül.

A 9/b ábrán egy lehetséges passzív átjátszóval megoldott jeltovábbítás vázlata

látható. Ebben az esetben sem jut közvetlenül jel az adóból a vevőbe. Az átjátszó egyfajta

tükörként működik. Az egyik irányból érkező jeleket továbbítja a másik antenna irányába.


1.3.2. Diverziti technika

A mikrohullámú összeköttetések stabilitását nagymértékben befolyásolják az

időjárási tényezők. Az időjárás okozta kimaradások csökkentése érdekében, un. diverziti

technikákat fejlesztettek ki. Ezeknek a technológiáknak a lényege: alternatív összeköttetés

biztosítása kedvezőtlen időjárási viszonyok esetére. A diverziti technika alkalmazásakor

azt feltételezzük, hogy a rossz időjárás csak bizonyos frekvencián, okoz jelentős csillapítás

növekedést, vagy a kedvezőtlen időjárás (leggyakrabban eső) csak egy kisebb területre

korlátozódik.

A diverziti rendszereknek két alapesete létezik. Az egyik esetben egy másik

frekvenciasávban is kiépítenek egy az eredetivel megegyező kapacitású kapcsolatot. Ezt

frekvenciadiverzitinek hívják. A másik esetben a telephelyeket duplázzák meg, így

létrehoznak egy alternatív összeköttetést. Ez a megoldás a térdiverziti. A két rádiócsatorna

mindkét esetben korrelálatlan, vagyis nincs semmilyen kapcsolat közöttük. A vevő oldalon

mindig azt a csatornát választják ki, amelynek vevőjén nagyobb a vételi szint.

„A diverziti rendszerek minőségjavító hatását a diverziti nyereség és a diverziti

javulás jellemzi. A diverziti nyereség a két - vagy többcsatornás rendszer adott

időszázalékhoz tartozó vételi teljesítményének viszonya a diverziti nélküli rendszer vételi

teljesítményéhez. A diverziti javulás pedig egy adott fédingmélység túllépéséhez egyetlen

csatornához tartozó időszázalék viszonya a diverziti rendszer időszázalékához.” [2. 155.

old]

A diverziti technika alkalmazásával a kapcsolat stabilabbá válik. Általában a

frekvenciadiverziti alkalmazása is megbízhatóbbá teszi a rendszert. De előfordulhatnak

olyan esőzónák, amelyek a mikrohullámú tartomány egészén jelentős csillapítást okoznak.

Ekkor mindkét csatorna használhatatlanná válik. A gyakorlati megfigyelések azt mutatták

ki, hogy a mikrohullámú összeköttetést zavaró esőzónák kiterjedése néhány

négyzetkilométer. Így ésszerű a térdiverziti alkalmazása, különösen a nagytávolságú

összeköttetéseknél. A második állomás 5 km-re történő telepítésével is számottevően nő a

kapcsolat stabilitása. 20 km-re való elhelyezéssel a hibaidő az eredeti 1%-ára is

csökkenhet.

A diverziti technika alkalmazásának hátránya a magas költség. Mivel két egymástól

független átviteli láncot kell létrehozni. Ráadásul az egyik összeköttetés feleslegesen

működik az idő nagy részében. Így a diverziti technikát csak indokolt esetben célszerű

alkalmazni, ahol a kapcsolat megbízhatósága különösen fontos szempont.


1.4. Mikrohullámú összeköttetéseknél használ antennák

A mikrohullámú tartományban többféle antenna típus használata terjedt el.

Léteznek nagy irányítottságú antennák és szektorsugárzók. Az előbbiek általában pont-

pont összeköttetéseknél használatosak, míg az utóbbiak pont-többpont közötti

kommunikációnál.

Az irányított mikrohullámú antennák egy primer sugárzóból, és egy reflektorból

állnak. Vétel reflektor összegyűjti a mikrohullámokat és a primer sugárzóba irányítja.

Onnan a jel a tápvonalon keresztül eljut a vevőbe. Adás esetén a folyamat fordított

irányban zajlik le. A reflektor felülete az alkalmazott frekvenciától függően lehet rács vagy

zárt felület. A felület legtöbbször parabola alakú, a parabola fókuszában helyezik el a

primer sugárzót. Az antenna irányítottságát a reflektor határozza meg.

10. ábra: Mikrohullámú antennák

Szektor sugárzó antenna Parabola antenna

Yagi antenna


A szektorsugárzók különféle dipólfüggönyökből állnak, az antenna nagy

nyílásszögű iránykarakterisztikával rendelkezik. A -3 dB-es csillapítású pontok által bezárt

szög akár 120 – 180˚ is lehet.

Alacsonyabb frekvenciákon (3-4GHz-ig) egyes esetekben elterjedt a yagi antennák

használata. Ezek nyílásszöge a nagy irányítottságú és a szektor sugárzó antennák

nyílásszöge között helyezkedik el.

A mikrohullámú antennák különféle paraméterekkel jellemezhetők. Az egyik

legfontosabb paraméter az antenna nyeresége. A nyereség egy viszonyszám, amely

megmutatja, hogy a fő sugárzási irányban az antenna hányszorosát veszi annak a

teljesítménynek, amelyet egy veszteségmentes izotróp antenna venne. Az izotróp antenna

olyan – csak elméletben létező – antenna, amely a tér minden irányában azonos nagyságú

elektromágneses energiát sugároz ki, illetve minden irányból egyenletesen veszi azt. A

nyereséget az antenna sugárzásirányító képességének (jóságának) jellemzésére használjuk.

Gyakorlatban a nyereséget viszonyszám helyett annak logaritmikusával jellemzzük. [3.

16.old.] Számítása:

(6)

GdB – az antenna nyeresége decibell-ben

S1 – az antenna kapcsairól levehető maximális teljesítmény

S0 – izotrop antenna által vett teljesítmény

A nyereség mindig a főiránybeli teljesítményekről ad tájékoztatás. Az antenna

alkalmazhatóságának elemzésekor meg kell vizsgálni a más irányokból érkező jelek

hatását. Ezt az iránykarakterisztika mutatja meg. Leolvasható róla a főiránytól eltérő

irányból érkező elektromágneses jelek teljesítményének és a főirányból vett jel

teljesítményének az aránya. Az antenna felépítésétől függően más és más az egyes típusok

iránykarakterisztikája. Az iránykarakterisztikát a szemléletesség kedvéért polár-

koordinátarendszerben ábrázolják. A 11. ábrán két antennatípus jellegzetes

iránykarakterisztikája látható.


11. ábra: Antenna iránykarakterisztikák polár-koordinátarendszerben

Az „a” polár-koordinátarendszerben egy a mikrohullámú tartomány alsó részén

(600 MHz) üzemelő, yagi típusú antenna iránykarakterisztikája látható. A „b” koordináta

rendszerben egy parabola alakú reflektorral ellátott mikrohullámú antenna

iránykarakterisztikája. Észrevehető, hogy a mikrohullámú frekvencia tartományra

fejlesztett antenna irányérzékenysége jóval nagyobb az alacsonyabb frekvencián

használatos antennáénál. Látható, hogy az antenna -3dB-hez tartozó pontjainak távolsága

kisebb, mint 1°. A mikrohullámú antenna karakterisztikája nem egyenletes, hanem tüskék

vannak benne. Ezeket melléknyaláboknak hívjuk.

Az iránykarakterisztikákat két, egymásra merőleges irányban veszik fel, vertikális

(függőleges) és horizontális (vízszintes) irányban. Vízszintes polarizáció esetén a

horizontális karakterisztika az oldalról érkező jelekre való érzékenységet tünteti fel, a

vertikális, pedig az alulról és felülről érkező jelekét.

A tervezés során az antennák mechanikai paramétereit sem szabad elhanyagolni.

Az antennák tömege terheli a tartó árbocot. Az antennák kiterjedésük miatt szélterhelésnek

is ki vannak téve. Az időjárás hatásai korróziót okozhatnak az antennák fém részein. Ezen

tulajdonságok korlátozzák az antennák elhelyezési lehetőségei.

Mikrohullámú antenna -24- Automatikus antennabeállítóautomatikus beállítása berendezés felépítése

2. Automatikus antenna beállító berendezés felépítése

Az antenna beállító berendezés alapkiépítésben 2,4 GHz névleges frekvenciájú,

alacsony tömegű mikrohullámú antennák beállítására alkalmas. Ezen a frekvencián

működnek a vezeték nélküli számítógép hálózatok (WLAN7). Elsősorban ezek antennáinak

beállítására lett tervezve a készülék.

2.1. Az antenna automatikus beállításának menete

Az antenna beállításának célja a lehető legnagyobb teljesítményszint elérése a

vevőberendezés bemeneti pontján. Pont-pont átvitelnél ez úgy tudjuk elérni, hogy mind az

adó, mind pedig a vevőantennát abba az irányba állítjuk, ahol a vett jel teljesítménye a

legnagyobb szintet éri el. Meg kell jegyezni, hogy ez csak normál, erős zavaroktól és

reflexióktól mentes területen igaz.

Az antenna beállítását többszöri mérés segítségével tudjuk elvégezni. Az egyes

mérések között mindig változtatjuk az antenna irányát. Ahol a legmagasabb értéket kapjuk,

abban a pozícióban rögzítjük az antennát.

12. ábra: Antenna automatikus beállításának tömbvázlata

A 12. ábrán egy példát láthatunk az automatikus antenna beállítás megoldására. Az

adóból egy folyamatos mérőjelet sugároznak ki. A vevőegység ennek a frekvenciájára

hangolódik rá automatikusam. A vett jelet egy teljesítménymérővel detektáljuk. A

teljesítménymérő a vezérlő egységbe juttatja a mért értékeket. A vezérlő egység a forgató

7 Wireless Local Area Network, néhány szakirodalomban RLAN

Adó Vevő Teljesítménymérő

VezérlőegységForgató

berendezés

adóantenna

vevőantenna


berendezést irányítja, amely az antennát mozgatja. A vezérlő egység nyilvántartja az egyes

pozíciókhoz tartozó teljesítmény értékeket. Kiválasztja a legnagyobbat, és az ahhoz tartozó

pozícióba állítja az antennát.

Az antennák reciprocitásának8 köszönhetően az egyik antenna beállítása után a

vevőt és az adót megcserélhetjük. - Ekkor a vevőantenna lesz a jeladóra kapcsolva és az

adóantenna a mérővevőre. – Ezt követően a másik antennát is beállíthatjuk a

berendezéssel.

2.1.1. Az antenna beállító berendezés főbb tulajdonságai

Az adóegység egy folyamatos 2,4 GHz névleges frekvenciájú jelet sugároz ki.

Követelmény az adóval szemben, hogy a kisugárzott jel frekvenciája és teljesítménye ne

változzon a beállítás ideje alatt. A maximális kisugárzott teljesítmény hatóságilag

korlátozva van, ezért nem haladhatja meg az előírt 100 mW értéket.

A vevőnek nagy dinamika tartománnyal rendelkezik, valamint automatikus jelszint

szabályozással. Erre az univerzális felhasználhatóság miatt van szükség. Egyes esetekben

nagy jelek közül kell kiválasztani a legmegfelelőbbet, máskor viszont nagyon alacsony

értékű is lehet a vevőantenna kapcsain vett jel teljesítménye.

A beállító szerkezet egyszerűen kapcsolódik az antennához, ezért gyorsan

felszerelhető.

8 Bővebben : [3. 17-19. old]


2.2. Az adó egység

Az adó lelke a nagyfrekvenciás jelet előállító oszcillátor. A mikrohullámú

technikában sokféle oszcillátor kapcsolást használnak, többféle mechanikai kivitelben. Az

általunk használt 2,4 GHz-es frekvencián a hullámhossz 125 mm. A berendezés méretei

összemérhetők a hullámhosszal. Néhány tized milliméteres eltérés az üzemi frekvencia 10-

100 MHz-es elcsúszásával járhat.

2.2.1. Az oszcillátor

A sokféle kapcsolási és megvalósítási lehetőség közül a Jean-François Fourcadier

által bemutatott 2350 MHz-re tervezett amatőr TV-adójának [I.9.] az oszcillátorát

vettem alapul. A kapcsolás rezonátorként egy néhány centiméter hosszúságú

összesodort rézkábelt használ. A csavart rézkábel egy soros rezgőkörként viselkedik,

amelyen keresztül történik a pozitív visszacsatolás.

13. ábra: Az eredeti oszcillátorban használt rezonátor

A vezeték hosszával szabályozható a rezonanciafrekvencia. Minél hosszabb a

vezeték annál alacsonyabb a frekvencia. Az eredeti leírás szerint a 13. ábrán látható

kapcsolás frekvenciája a csavart vezeték hosszának változtatásával 1 GHz és 3 GHz

között változtatható. A frekvencia beállítása ezzel a módszerrel körülbelül 10 MHz-es

lépésenként lehetséges.

A frekvencia pontos beállítását a BFR93A tranzisztor bázisáramának

változtatásával lehet elvégezni. A tranzisztor belső kapacitásai különbözőek az egyes

munkapontokban, ez teszi lehetővé a frekvencia változtatását. A tranzisztor egy

varicap diódaként viselkedik. A tranzisztor kivezetései közötti kapacitás a bázisáram

változtatásának hatására kis mértékben megváltozik. Ezáltal az oszcillátor

rezonanciafrekvenciája is változik. Mivel a BFR93A típusú tranzisztornak a belső

kapacitásai – csakúgy, mint általában valamennyi nagyfrekvenciás tranzisztornak –


nagyon kis értékűek, ezért a feszültség változás hatására fellépő kapacitás-változás is

kismértékű lesz, vagyis az oszcillátor rezonanciafrekvenciája is csak kismértékben fog

megváltozni, tehát a munkapont változtatásával a kapcsolás finomhangolása

lehetséges. A finomhangolást egy potenciométer segítségével végezhetjük el.

14. ábra: Az adó kapcsolási rajza

2.2.2. Kimeneti illesztés, teljesítményerősítés

A megfelelő kimeneti jelszint biztosítását és az oszcillátor illesztését egy MSA-

0886 típusú integrált áramkör végzi. Az MSA-0886 egy nagy teljesítményű szilícium

bipoláris monolit mikrohullámú integrált áramkör (MMIC9) [I.10.]. Az áramkörben egy

komplett erősítő található, amely mikrohullámú üzemre lett fejlesztve. A maximális üzemi

frekvenciája 6 GHz-ig terjed. 2,4 GHz-en az erősítése 14 dB.

15. ábra: Az adóteljesítmény növelése

Az adó kimenetén 50Ω-os terhelésen 20 mW (13dBmW) teljesítményt alap esetben

vehetünk ki. Ez a kimeneti teljesítmény közeli antennáknál elegendő. Ha nagyobb

távolságban vannak az antennák, akkor a jeladó teljesítményét meg kell növelni. Ezt egy

kiegészítő kapcsolás segítségével10 lehet megoldani. Ekkor a kimeneti teljesítmény 9 Monolithic Microwave Integrated Circuit

10 Részletes leírás a II. sz. mellékletben

MSA0886

Adó Erősítő Antenna


1000mW (30dBmW) is lehet. Ekkora teljesítménnyel már nagyobb távolságban lévő

antennák beállítása is lehetséges. Az adó kimenti impedanciája 50Ω, ezért az erősítő

közvetlenül rákapcsolható az antennára.

Az alkalmazott félvezetők használatának előnye, hogy erősítésük a kétszeres üzemi

frekvencián (4,8 GHz) nagymértékben lecsökken. Így az oszcillátorból kijövő jel

felharmonikus tartalma nem lesz jelentős. Biztosak lehetünk abban, hogy a kisugárzott

energia az üzemi frekvencián fog távozni az eszközből.

2.2.3. Tápfeszültség biztosítása

A kapcsolás 8V-os tápfeszültséget igényel. Ezt a 7808-as feszültség-stabilizátor

integrált áramkör biztosítja. A feszültség-stabilizátor IC alkalmazása lehetővé teszi a

bemenő tápfeszültség széles tartományban történő megválasztását lehetőség van hálózati

tápegység vagy akkumulátor, telep használatára is.

2.2.4. Mechanikai kivitelezés

A járulékos kapacitások minimális értékre szorítása elengedhetetlen a

mikrohullámú technikában. Az áramkört ezért felületszerelt kivitelben kell elkészíteni. Az

egyes alkatrészek között lehetőleg minél rövidebb vezetőt kell alkalmazni. Az összekötő

vezetődarabok, apró rezgőkörként viselkednek, és az áramkör paramétereit leronthatják. A

csavart vezeték hosszát az építésnél 22-25 milliméterre kell levágni.

A készüléket árnyékolt dobozban kell elhelyezni. A tápfeszültség csatlakozást

átvezető kondenzátoron keresztül kell kivezetni. A rezonátorként működő összecsavart

vezetéket lehetőleg a többi alkatrésztől távol, stabilan kell elhelyezni.

2.2.5. Beállítás, bemérés

A megépítést követően szükséges az adó behangolása. Az adó névleges

frekvenciája 2,4 GHz. A berendezés használata szempontjából az a lényeges, hogy az adó

és a vevő azonos frekvencián működjön. Célszerű a frekvenciát a sáv közepére, 2450

MHz-re beállítani.

A beállításhoz spektrum-analizátorra van szükség. Az első bekacsolás után az

oszcillátor frekvenciája 1500 MHz és 2000 MHz közé fog esni. A finomhangoló


potenciométert állítsuk középállásba. Az összecsavart vezeték végéből 0,5-1 milliméteres

lépésenként vágjunk le egy darabot. A frekvencia minden vágás után növekedni fog. A

vezeték hosszának 1 milliméteres csökkenése körülbelül 50-100 MHz frekvencia

növekedéssel jár. Az üzemi frekvenciához közeledve a vezetékből a lehető legkevesebbet

próbáljuk meg levágni, hogy a legpontosabban meg tudjuk közelíteni a kívánt frekvenciát.

Amikor közelébe értünk a 2450 MHz–es frekvenciának, az adó pontos hangolását a

finomhangoló potenciométerrel végezhetjük el. Az összesodrott vezeték hossza 17-19

milliméter lesz.

16. ábra: A feszültség változásának hatása az oszcillátor frekvenciájára

f (MHz)2480

2460

2440

2420

2400

2380

2360

2340

2320

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Uc (V)


2.3. A vevőegység

A vevőberendezés alapja ugyanaz az oszcillátor, amit az adónál alkalmaztunk.

Ebben az esetben a kimeneti jelet nem erősítjük fel, hanem a keverő körre kötjük. Ennek az

oszcillátornak a frekvenciája 10 MHz-cel az adó frekvenciájánál alacsonyabb vagy

magasabb frekvenciára van állítva. A vevő hangolását tehát az adó frekvenciájának

ismeretében lehet elvégezni. A pontos hangolást vevő minden bekapcsoláskor

automatikusan elvégzi. A keverő másik bemenetére a bejövő jelet kötjük. Mivel az

oszcillátor jelének amplitúdója állandó, ezért a kimeneten lévő jel amplitúdóját csak a vevő

bementén lévő jel amplitúdója határozza meg. Az elektronikus hangolás adta lehetőségeket

később a túl erős vett jel csillapítására is fel tudjuk használni. A keverő kimenetén lévő

jelet felerősítjük, majd egyenirányítjuk. Az egyenirányított jelet digitalizáljuk, majd a

vezérlőegység bemenetére kapcsoljuk A vezérlőegység végzi a vevő finomhangolását és a

motormeghajtó áramkör irányítását.

17. ábra: A vevőegység tömbvázlata

2.3.1. Bemeneti fokozat

A vevőegység bemeneti áramkörét is BFR93A típusú tranzisztorral felépített

kapcsolás alkotja. A tranzisztor kellően alacsony zajszinttel kellő erősítéssel rendelkezik az

előerősítő feladatok ellátására. A bemeneti erősítő sávszélessége 150-200 MHz. Nincs

szükség nagyobb szelektivitásra, mert a vételi frekvenciatartományban az adóegység által

kisugárzott jel szintje a legnagyobb normál körülmények között.

Előerősítő Keverő KF szűrő Egyen-irányító

A/D konverter

Vezérlőegység

Motor meghajtó

Motor

Kijelző

Oszcillátor


2.3.2. Oszcillátor

Az oszcillátor felépítése megegyezik az adóban található oszcillátoréval, de a

hangoló egysége egy mikrokontroller által vezérelt finomhangolóval is ki van egészítve. Ez

lehetővé teszi az automatikus finomhangolást. A vezérlőegység által adott hangoló

feszültséget egy ellenálláson keresztül a 18. ábrán látható módon kapcsolódik az eredeti

oszcillátorhoz. A hangoló-feszültséget egy 8 bites D/A konverter kimenetéről nyerjük. A

feszültség 0V és 5V közötti értékeket vehet fel. A tranzisztor bázisára jutó feszültséget

±1,5-2 volttal módosítja. Ezáltal 50 MHz-esnél nagyobb tartományban képes szabályozni

az oszcillátor frekvenciáját. Vagyis a vezérlőegység körülbelül 0,2 megahertzes lépésekben

tudja szabályozni a vevő frekvenciáját.

18. ábra: Az automatikus finomhangoló feszültség bekötése az oszcillátor körbe

2.3.3. Keverő fokozat

A keverő fokozat feladata az oszcillátor jel valamint a bemeneti jel összegének,

illetve különbségének képzése. A felépítését tekintve egy olyan hangolt tranzisztoros

erősítő kapcsolás, amelynek az emitterére - egy kondenzátoron keresztül – a bemenő jelet

kötjük a bázisára pedig az oszcillátor kimenetén lévő jelet. A kollektoron megjelenő jel

tartalmazná a két bemenő jel összegét és különbségét. Mivel nekünk csak a különbségi

jelre van szükségünk, ezért azt ki kell választanunk a jelhalmazból. A kiválasztást egy 10

MHz-re hangolt rezgőkör végzi. Azért 10 MHz, mert a vevő oszcillátorának és az adó

oszcillátorának a frekvenciája között is ekkora különbség van. A keverő kimenetén lévő jel

amplitúdója a két jel amplitúdójával lesz arányos. Mivel a helyi oszcillátor amplitúdója

állandó, ezért csak a bemenő jel amplitúdója változhat. Minél nagyobb a bemeneti jel

jelszintje, annál nagyobb lesz a kiválasztott 10 MHz-es jel nagysága is.


2.3.4. Egyenirányító és A/D átalakító

A 10MHz-es jelet digitalizálás előtt egyenirányítani kell. Az egyenirányítást egy

egyutas egyenirányító végzi. A kapott lüktető egyenfeszültséget egy kondenzátor

segítségével szűrjük.

A digitalizálást egy LTC 1272 típusú integrált áramkör végzi. Ez egy 12 bites

analóg-digitál átalakító. Az áramkör maximális bemeneti feszültség tartománya 0V és 5V

közé esik, a kimenetén pedig TTL szintű digitális jel jelenik meg [I.13.]. Ez a típus ugyan

az általunk elvártnál jóval nagyobb digitalizálási sebességgel rendelkezik, de alacsony ára

és egyszerű kezelhetősége miatt mégis érdemes ezt használni. Természetesen ezt a

feladatot más A/D átalakító is elláthatja, a készülék működését nem befolyásolja.

Az antenna beállításhoz elegendő lenne egy 8 bites digitalizáló áramkör is, de a

megfelelő érzékenység és dinamikatartomány 12 bites ADC-vel biztosítható, mivel nem

szükséges analóg erősítésszabályzás, hanem a vezérlőegység a kapott nagypontosságú

numerikus információ alapján képes kiértékelni az eredményeket.

2.3.5. Kimeneti egységek

A vezérlőegység működésének elemzése előtt meg kell határozni a berendezés

kimeneti pontjait.

2.3.5.1. Frekvencia szabályzó áramkör

Az oszcillátor nem rendelkezik kvarc alapú szinkronizálással, ezért a hőmérséklet,

páratartalom és a külső mechanikai behatások a frekvenciát kismértékben

megváltoztathatják. Előfordulhat, hogy az adó frekvenciája is megváltozik, mivel annak

oszcillátora is hasonló felépítésű. A beállítás szempontjából a két frekvencia különbsége

lényeges. Emiatt elegendő, ha csak az egyik oldalon végzünk frekvencia korrekciót. A

pontos frekvencia beállítás érdekében az automatika egy egyenfeszültségű jelet küld az

oszcillátor hangolóegységére. A vezérlő mikrokontroller egyik párhuzamos portjára egy

digitál-analóg átalakítót kapcsolunk. Ennek kimenete néhány tized volt és közel öt volt

közötti értéket vesz fel a vezérléstől függően.

A vezérlési lehetőséget az antenna beállítása közben is hatékonyan használhatjuk.

Abban az esetben, ha a vett jel teljesítménye túl magas értékű, akkor az oszcillátor

félrehangolásával erősítésszabályzást végezhetünk el.


A DAC kimenetét nem lehet közvetlenűl a hangolóegységre kötni, mert az

túlságosan megterhelné a mikrokontroller kimenetét. A megfelelő terhelhetőség céljából a

D/A átalakító és az oszcillátor közé egy emitterkövető kapcsolást illesztettünk be.

19. ábra: A hangolófeszültség előállítása

2.3.5.2. Motormeghajtó áramkör

A mikrokontroller vezérli a léptetőmotort is. A motor 3 tekerccsel rendelkezik,

mindig abba az irányba fordul, amelyik irányban lévő tekercsre áramot adunk. A tekercsek

egymással 120 fokos szöget zárnak be. Ezáltal, ha a tekercsekre megadott sorrendben

áramot kapcsolunk, a motor tengelyét forgásra kényszeríthetjük. Ha a motor egyik

tekercsén sem folyik áram a tengelyt szabadon lehet forgatni. Tehát, ha nyomon szeretnénk

követni a motor helyzetét, akkor valamelyik tekercsen mindig áramot kell átfolyatni,

ellenben a „szabad” időszakokban a motor külső nyomaték hatására bármikor elfordulhat.

Ha egy időben a motor két tekercsére is áramot kapcsolunk, akkor a motor tengelye a két

tekercs közé fog fordulni. Úgy, hogy mindkét tengellyel 60º-os szöget zár be.

20. ábra: A léptetőmotor tekercseinek elhelyezkedése

A tekercsek vezérlésére a mikrokontroller 4. párhuzamos portjának (P3) egy-egy

kimenetét használjuk fel. A mikrokontroller kimenete nem kapcsolható közvetlenül a

motor tekercseire, ezért egy meghajtó áramkört kell alkalmaznunk. A motor tekercseire

12V feszültséget kell kapcsolni, ekkor folyik át rajta a működéshez szükséges 200 mA

áram.


A külső nyomatékok hatására a motor tengelye elfordulhat. Ekkor a tekercsekben

áram indukálódhat a mozgási indukció következtében. Ez a feszültség tönkreteheti a

tranzisztort, ezért egy védő diódát kötünk be a kollektorkörbe. A dióda megakadályozza,

hogy a tekercsen keresztül fordított irányban áram folyjék. A motor tekercseit nem

károsítja az indukált áram elvezetésének hiánya, mert annak értéke olyan alacsony, hogy a

tekercseken hővé alakulva csak jelentéktelen melegedést okoz. Az impulzusszerű

áramlökések elleni védelmet szolgálja a C kondenzátor.

21. ábra: A motormeghajtó-áramkör

2.3.5.3 Kijelzés

Az aktuális üzemállapot jelzésére LED-eket alkalmazunk. Ezek vezérlését a 4.

párhuzamos port szabad kivezetései végzik. Az alábbi állapotokról célszerű tájékoztatni a

felhasználót:

- a készülék bekapcsolva

- a finomhangolás folyamatban

- a finomhangolás sikertelen

- az antenna beállítása folyamatban

- hiba lépett fel a beállítás során

A készülék különböző állapotait 4 darab LED jelzi. Az „üzem” LED közvetlenül a

tápfeszültség bekapcsolásakor világít, a másik hármat a mikrokontroller vezérli. Ez a

három visszajelző a „hangolás”, a „beállítás” és a „hiba”.

2.3.5.4. Kezelőszervek

Mivel a berendezés teljesen automatikusan működik, ezért kezelőszervekre sincs

szükség. A készüléken mindössze egy kapcsoló és egy nyomógomb található. A kapcsoló

segítségével a berendezés ki és bekapcsolása végezhető el. A nyomógombbal pedig a

beállítást lehet elindítani.


2.4 A vezérlőegység

Az antennabeállító szerkezetet egy AT89C51 típusú, Atmel 8051 kompatibilis

mikrokontroller vezérli. A mikrokontroller gyakorlatilag egy integrált áramkörbe sűrített

mikroszámítógép. Jellemzői leginkább vezérlési, irányítási feladatokra teszik alkalmassá.

Leginkább perifériákban vagy különálló berendezésekben használatos.

A legfőbb tulajdonság, ami miatt ezt a típust választottam a 4 darab TTL szintű

párhuzamos port. Ezek segítségével egyszerűen össze lehet kapcsolni a berendezés többi

áramkörét a mikrokontrollerrel. További főbb tulajdonságai, amelyek a felhasználást és

programozást befolyásolják.

- 128 byte saját memória

- 4 kB programmemória

- 16 bites számláló

- RISC utasításkészlet

- órajel frekvencia: 0-24MHz között

A mikrokontroller egy 40 kivezetéssel rendelkező, DIP11 tokozású integrált áramkör. A

program gyors cseréjének megkönnyítése céljából nem forrasztjuk be az áramkörbe,

hanem egy IC foglalatban helyezzük el.

22. ábra: A 89C51 mikrokontroller kivezetései

11 Dual In-line Package


2.4.1 A mikrovezérlő kapcsolódása a többi egységhez

A mikrokontroller párhuzamos portjai segítségével kapcsolódik a készülék többi

egységéhez. A portokat használhatjuk ki- és bemenetként is. Mivel a kapcsolódó

részegységek nem rendelkeznek bidirekcionális kivezetésekkel, ezért az egyes portokat

csak kimenetként, vagy csak bemenetként használhatjuk. A P0 és P1 portot bemenetnek

használjuk. Ide csatlakozik az A/D konverter kimenete, valamint az indító gomb. A 3.

párhuzamos port (P2) vezérli az oszcillátor finomhangoló áramkörét. A portot kimenetként

használjuk. Kivezetései közvetlenül kapcsolódnak a hangolófeszültséget előállító DAC-

hoz. A 4. port (P3) feladata a motor vezérlése és a kijelzés biztosítása. A port első 3 bitje

az egyes tekercsekhez kapcsolódó motormeghajtó áramkörökhöz kapcsolódik. A 4. bit

finomhangolás, az 5. bit az antennabeállítás, a 6. bit a hiba jelzésére szolgáló

világítódiódák meghajtó áramkörére kapcsolódik.

23. ábra A mikrokontroller logikai kapcsolatai

A mikrokontroller tápfeszültségét egy 7805 típusú feszültségstabilizátor integrált

áramkör biztosítja. Ez az IC szolgáltatja az 5V-os tápfeszültséget az A/D átalakítónak is.

A mikrokontroller órajelét egy 4 MHz-es kvarc segítségével állítja elő. Az órajel

frekvenciájának az időzítések beállításakor lesz jelentősége.

Mikrohullámú antenna -37- Az antennabeállító berendezésautomatikus beállítása vezérlőprogramja

3. Az antennabeállító berendezés vezérlőprogramja

Az antennabeállító berendezés működését nagyban befolyásolja a vezérlőegység

működése, ezért rendkívül fontos a mikrokontrolleren futó program részletes elemzése. A

vezérlőprogram vezeti le a beállítási folyamatot, ezért annak hatékonysága és

megbízhatósága a programtól függ.

A szakdolgozat írásának időpontjában a berendezés még nem készült el, ezért a

programot a Raisonance SA által kifejlesztett fejlesztői környezettel teszteltük. A fejlesztői

környezet bemutató változata letölthető a

http://www.raisonance.com/download/dwnlform.php?TOOLS=51 címről.

A program közvetlenül gépi kódban íródott, ezért az egyes programrészek között

hézagok keletkeztek. Ezeket NOP12 utasítással kellett feltölteni. A program futása közben

ezek az utasítások észrevehetetlenek, mert végrehajtási idejük rövid.

A mikrokontroller egyik fontos tulajdonsága, ami a program tesztelésekor

jelentkezett: a Carry bit nem törlődik az akkumulátor tartalmának felülírásakor. Ezért a

programban a kivonások előtt el kellett helyezni egy-egy CLR C13 parancsot.

3.1. A program futásának menete

Bekapcsolás után az alapbeállításokat kell elvégezni. Középállásba kell állítani a

hangolóegységet és a megfelelő kijelzési állapotokat meg kell határozni, valamint a motor

tengelyének elfordulását meg kell akadályozni. Ezután a program várakozik a „start” gomb

megnyomására. A gomb megnyomása után 3 másodperces várakozás következik. Erre

azért van szükség, hogy elegendő időt biztosítsunk a kezelőnek a gomb elengedésére.

Mivel a gomb a P1 portra van kötve, ezért annak állapota befolyásolja a digitalizált jel

kiértékelését. Csak úgy végezhető el bármilyen beállítási művelet, ha a „start” gombot már

felengedték.

Ezután következik a berendezés behangolása. Cél a maximális jelszint elérése.

Először a frekvencia növelésével próbálja a készülék megtalálni a maximális jelszintet, ha

nem sikerül, akkor annak csökkentésével. Miután a finomhangolás megtörtént a jelszint

értékét korrigáljuk.

A hangolást az antenna beállítása követi. Először elforgatja az antennát az egyik

végállásba. Majd a másik végállásba, miközben 50 pozícióban rögzíti a vett jel

12 No Operation – Üres utasítás13 Clear Carry – Átvitel bit törlése

http://www.raisonance.com/download/dwnlform.php?TOOLS=51


amplitúdóját. Ezt követően meghatározza a maximális jelszinthez tartozó pozíciót, és

beállítja az antennát. Az antenna beállítása után kijelzi a beállítás eredményét és reteszeli a

forgatómotor tengelyét.

A teljes programkód megjegyzésekkel a III. számú mellékletben található.

24. ábra: A program főbb részei

3.1.1. Az alapbeállítások elvégzése

Alapbeállítások elvégzése

Várakozás a „START” gomb megnyomására

Keresés frekvencia növelésével

Keresés lefelé hangolással

Optimális jelszint beállítása

Az antenna elforgatása az egyik végállásba

A mérés kiértékelése

Forgatás visszafelé mérés

Beállítás a kiszámolt pozícióba

Kijelzés, program vége


Bármilyen vezérlés megkezdése előtt meg kell határozni a kiindulási állapotokat.

Elsőként a P2 portot állítjuk be 1000 0000 (80h) értékre. Ezzel a hangolófeszülltséget

állítottuk középállásba. Így lehetővé válik a „gyári” finomhangolás elvégzése az oszcillátor

potenciométerével. Ezután beállítjuk a P3 portot is. A port kimenetére 0000 0001 (01h)

értéket kapcsolunk Ezzel a motor egyes számú tekercsére áramot adunk. A motor tengelye

a tekercsnek megfelelő irányba fordul. A tekercsen átfolyó áram hatására a tengely nem

mozdul el.

Ezt követően a készülék várakozik a „start” gomb megnyomására. Beolvassa a P1-

es port értékét és megvizsgálja annak legnagyobb helyiértékű bitjét (MSB). Ehhez a bithez

tartozó kivezetés a nyomógombra van kötve. A nyomógomb megnyomásakor a bemenet

nulla értéket vesz fel. A program a P1 port 7. bitjének 0 értékénél fog továbblépni.

A gomb megnyomása után következik egy 3 másodperces várakozás. Ez idő alatt a

kezelőnek el kell engedni-e a gombot, mert egyébként a készülék hibásan fog működni. Az

időzítés megkezdése előtt bekapcsoljuk a „hangolás” LED-et, hogy tájékoztassuk a

felhasználót a folyamat beindulásáról.

A mikrokontroller két darab számláló / időzítő áramkörrel rendelkezik. Az

üzemmód kiválasztásához és a kezdeti értékek beállításához az időzítők speciális

regisztereinek kell megfelelő értéket adni. Időzítő üzemmódban a számláló az órajel

minden 12. ütemére számol egyet. Vagyis 4 MHz-es órajel esetén a számláló értékének

eggyel történő növeléséhez 3μs szükséges.

A három másodperces várakozáshoz 1000000-ig kellene a számlálónak számlálnia.

Viszont a számláló csak 16 bites, a maximálisan számlálható érték 216 (65536). A

ciklusnak 15,25-szer kell lefutnia. Mivel a 3 másodperc csak egy önkényesen

meghatározott időtartam, ezért nem okoz problémát, ha a ciklus 16-szor hajtódik végre. A

számláláshoz a TIMER 0 számlálót használjuk. A következő regiszterek beállítására van

szükség.

TMOD=01h A számláló üzemmódjának beállítása

TH0=00h A felső bájt kezdeti értéke

TL0=00h Az alsó bájt kezdeti értéke

A számlálás végét a túlcsordulást jelző bit vizsgálatával állapítjuk meg. Kiindulási

értékben a TH0 és TL0 regiszterekbe nullát kell beírni. Ettől a számtól kezd el számolni a

számláló. Amikor eléri a maximális értéket (túlcsordul), akkor a TF0 bit egyes értéket vesz


fel. A bit vizsgálatát a JNB utásítással végezzük el. Mindaddig meghívja önmagát az

utasítás, amíg a számláló túlcsordulása be nem következik.

3.1.2. Hangolás

3.1.2.1. Maximum keresés a frekvencia növelésével

A P2 port kiindulási értéke 80h. Ekkor a maximális jelnek kellene lenni a vevő

kimenetén. A felépítésből következően jogosan feltételezzük, hogy a frekvencia a gyári

beállítás óta megváltozott, ezért korrekciót kell végezni rajta

A hangolás folyamán a mikrokontroller beolvassa a P0 és P1 párhuzamos portok

értékeit. Ezekre a portokra vannak kötve a digitalizáló áramkör kimenetei. A beolvasás

után összehasonlítja az adatokat a maximum értéket tartalmazó regiszterek tartalmával. Ha

nagyobb vagy egyenlő, akkor felülírja a maximum értéket. Ezt követően a P2 port értékét

növeli eggyel. Ha az érték csökkenni kezd, akkor visszalép egyet és kilép ebből a

programrészből.

A hangolás megoldását nehezíti, hogy a mikrokontroller csak 8 bites műveletek

végrehajtására képes, a digitalizáló áramkör pedig 12 kivezetéssel rendelkezik. A program

ezért több lépcsőben vizsgálja meg a jel értékét.

25. ábra: A regiszterek tartalma

Elsőként a P0 és a P1 port értékét beolvassa az R0 és R1 regiszterekbe. Ezt

követően P2 port értékét megnöveli eggyel. Majd egy 100 milliszekundumos várakozó

szubrutint hív be. A várakozó szubrutin elvégzi a P2 értékének vizsgálatát is. Ha P2 értéke

túl magas vagy túl alacsony, akkor nincs meg a legmagasabb érték a tartományban. Ekkor

hibajelzéssel befejeződik a program futása.

Visszatérve a várakozó szubrutinból a vevő oszcillátorának frekvenciája

kismértékben növekszik (300-400 kHz). A különbségi jel amplitúdója megváltozik. Ezután

ismét a P0 és P1 beolvasása következik. Ezeket az adatok az R2 és az R3 regiszterekbe

R0 R1 Maximális érték

R2 R2 Aktuális érték


töltődnek be. A program összehasonlítja a maximális értéket és az aktuális értéket. Az

aritmetikai egység csak 8 bites, ezért az összehasonlítás két lépésben történik. Először a 4

magasabb helyi értékű adatot hasonlítjuk össze (R1, R3). Kivonjuk az aktuális értékből a

maximumot.

26. ábra: A hangolás folyamatábrája

A kivonás után a carry (átvitel) bitet vizsgáljuk, Ezt a JC14 utasítással tehetjük meg.

Ha carry = 1, akkor az aktuális érték nagyobb a maximálisnál. Az új maximális érték az

14 Jump if Carry Set – Ugrás ha a carry bit be van állítva

nem

nem

nem

nem

igen

igen

igen

igen

R0 = P0R1 = P1

CALLWAIT 100ms

R2 = P0R1 = P1

A = R1 – R3

C = 1 ?

A <> 0?

A = R0 – R2

C = 1 ?

A = 0?

R2 = R0R3 = R1

P2 = P2 + 1

Hangolás a másik irányban


aktuális érték lesz (R0=R2, R1=R3). Az értékadás után a program visszaugrik P2

növeléséhez.

Ezután a JNZ15 utasítással megvizsgáljuk, hogy az aktuális érték kisebb-e, mint a

maximális érték. Mivel az előző vizsgálat során már ellenőriztük azt, hogy újonnan

beolvasott érték nagyobb-e, mint a maximális érték. Ezért az A értéke csak akkor nem lesz

nulla, ha az új érték kisebb a legnagyobbnál. Ha az A értéke nem nulla, akkor a

programszámláló egy másik címre ugrik, ahol a lefelé hangolás kezdődik.

Ha egyik vizsgálat során sem történt ugrás a programban, akkor a nagyobb helyi

értékek megegyeznek. Meg kell vizsgálni az alsó 8 bit viszonyát is. Ez hasonlóképpen

történik az eddigiekhez.

3.1.2.2. Vizsgálat a másik irányban

Ez a programrész akkor fut le, ha a maximum értéknél kisebb értéket olvasunk be a

P0-P1 portokról.

A hangolás előtt meg kell állapítani, hogy volt-e növekedés, vagy már az előző

programrész első lépésénél csökkenni kezdett a beolvasott érték. Erre azért van szükség,

mert, ha a második érték kisebb a maximumnál (első), akkor lehetséges, hogy ellentétes

irányba történő hangolással nagyobb érték található. Viszont, ha már előzőleg volt

növekedés, akkor nincs szükség a másik irányban is keresni, mert megtaláltuk a

maximumot.

A vizsgálatkor az akkumulátorba 80h-t írunk, majd kivonjuk belőle P2 értéket. Ha

az átvitel bit egyes, akkor még csak egy egységgel hangoltuk felfelé a vevőt. Vagyis a

maximumot a másik irányba kell keresni. Ha a Carry bit nulla, akkor nem szükséges

további hangolás, mert már elértük a maximumot.

A másik irányba történő hangolás ugyanúgy zajlik le, mint az előző, de itt P2

értékét minden egyes lépésnél csökkentjük. Ebben az esetben is a magasabb helyi értékű

bitek vizsgálatát végezzük el. Ha abból nem lehet megállapítani, hogy melyik érték a

nagyobb, akkor jön az alsóbb bitek vizsgálata.

3.1.2.3. Az optimális jelszint beállítása

15 Jump if Accumulator Not Zero – Ugrás, ha az akkumulátor tartalma nem nulla


A legmagasabb volt a vételi szint nem biztos, hogy ideális az antenna beállítása

szempontjából. Ha túl nagy a vett jel, akkor előfordulhat, hogy az antenna pontosabb

irányba állításakor FFFFh értéket kapunk a P0–P1 portokon, és nem lehet meghatározni

maximális értéket. A vevő túlvezérlődik.

A beállítás megkezdése előtt azt feltételezzük, hogy az antenna nem pontosan a

megfelelő irányba van állítva. Ezért hagyunk lehetőséget arra, hogy az antenna pontosabb

irányba állítása esetén növekedhessen a detektált jel amplitúdója.

A 27. ábrán a vevő középfrekvenciás körének átviteli függvénye látható. Maximális

átvitel akkor lesz, ha a különbségi jel pontosan 10 MHz. Ha kismértékben módosítjuk az

oszcillátor frekvenciáját, a lekevert jel 10 MHz lesz, vagyis a középfrekvenciás egységen

áthaladva az amplitúdója kisebb lesz, mint, ha 10 MHz lenne. Ha a helyi oszcillátor

frekvenciáját megváltoztatjuk, elérjük azt, hogy a jel ne az átviteli függvény csúcsánál

haladjon át KF körön, és a digitalizálandó jel amplitúdója csökkenjen.

27. ábra: A KF szűrő átviteli függvénye

Az oszcillátor hangolását a P2 port értékével lehet szabályozni. A kellő pontosságú

beállításhoz a dinamika tartomány felét kell biztosítanunk. Ezért a maximális bemenő jelet

a 7FFh értékűre korlátozzuk. A limitáláshoz elegendő a digitalizált jel felső bitjét vizsgálni.

A programban a vizsgálatot P1 akkumulátorba történő beolvasásával kezdjük. Ezt

követően a SUBB A,#F8h utasítást hajtjuk végre. Majd a JC utasítással kiugrunk a

ciklusból. Ha a carry bit nem egyes, akkor a vett jel értéke még nagyobb, mint 7FFh, ezért

P2-t csökkentjük és visszaugrunk a vizsgálathoz.


3.1.3. Az antenna beállítása

Az antenna beállítását egy mérés sorozat előzi meg. Mindkét irányba elforgatjuk az

antennát és a mikrokontroller memóriájában rögzítjük a digitalizáló kimenetén megjelenő

adatokat. A mérés befejezése után megvizsgáljuk a mért értékeket és kiválasztjuk a

legnagyobbat, és az ahhoz tartozó pozícióba állítjuk be az antennát. Ha a legnagyobb érték

több pozícióban is megtalálható, akkor a középső helyre állítjuk az antennát. A beállítás

végén bekapcsoljuk a „hangolás” és a „beállítás” LED-eket. Jelezve, hogy a beállítás

sikeres.

28. ábra: Az antenna beállításának menete

Az antenna beállításának megkezdése előtt a P3 kimentre 0001 0001 (11h) értéket

állítunk be. Ezzel bekapcsoltuk az antennabeállítást visszajelző LED-et. Az R0 regiszterbe

is 11h-et írunk. Az R0 regiszter tartalma párhuzamosan fog változni a P3 port tartalmával,

mert a P3 port olvasásakor hamis értéket kapnánk, mert a kimenetek le vannak terhelve.

Elforgatás visszafelé, közben mérés

A maximális értékhez tartozó hely megkeresése

Beállítás a kiszámított pozícióba

Elforgatás az egyik végállásba


3.1.3.1. Elforgatás az egyik végállásba

A mérés megkezdése előtt az antennát a telepítő által kijelölt középállásból el kell

az egyik végállásba forgatni. A forgatás az egyes tekercsekre megfelelő sorrendben adott

feszültségekkel végezhető el. A tekercseket a 3. párhuzamos port vezérli. A portra

csatlakoznak a LED meghajtó áramkörök is, ezért a forgatás során a kijelzést is biztosítani

kell. A program emiatt bonyolódik, mert nem használhatjuk a léptető (SHIFT) utasításokat.

29. ábra: A 3. párhuzamos port kimenetei

Az elforgatást 25-ször végrehajtódó ciklus biztosítja. A ciklus meghatározza a P3

port következő állapotát, majd egy várakozó szubrutint hív meg. A várakozó szubrutin

hossza: 1,2 másodperc. Ez elegendő a mozgás végrehajtására.

30. ábra: A P3 port kimeneteinek változása az elforgatáskor

11h 12h 14h


3.1.3.2. Mérés

A mérési folyamat egy adatsor felvételéből áll. Az antennát átforgatjuk a beállító-

szerkezet másik végállásába, miközben 50 pozícióban rögzítjük a P0 és P1 portra kapcsolt

A/D átalakító kimenetének értékeit.

Az adatokat a felülről lefelé írjuk be a memóriába. A címzéshez az R1 regisztert

használjuk fel. Kezdeti értéknek 7Fh (127d) értéket írunk a regiszterbe. Az R1 által

megcímzett memóriarekeszből a MOV @R1,P1 utasítással beolvassuk a P1 portra érkező

adatot. Ezután csökkentjük R1 értékét eggyel (DEC R1), majd beolvassuk P0 tartalmát az

R1 által megcímzett rekeszbe. A két adat beolvasása után az antennát a 3.1.3.1. pontban

leírtakhoz hasonlóan elfordítjuk, de most az előzővel ellentétes irányba. Ezt követően R1

értékét ismét dekrementáljuk és visszaugrunk a mérés elejére.

A beolvasás után az adtok a memóriában a 31. ábrán látható elrendezésben

foglalnak helyet. Minden páratlan sorszámú memória címen a P1 portról beolvasott adatok,

minden páros címen a P0-ról beolvasottak találhatók

CÍM ADAT00h08h10h18h P0.50 P1.50 P0.49 P1.4920h P0.48 P1.48 P0.47 P1.47 P0.46 P1.46 P0.45 P1.4528h P0.44 P1.44 P0.43 P1.43 P0.42 P1.42 P0.41 P1.4130h P0.40 P1.40 P0.39 P1.39 P0.38 P1.38 P0.37 P1.3738h P0.36 P1.36 P0.35 P1.35 P0.34 P1.34 P0.33 P1.3340h P0.32 P1.32 P0.31 P1.31 P0.30 P1.30 P0.29 P1.2948h P0.28 P1.28 P0.27 P1.27 P0.26 P1.26 P0.25 P1.2550h P0.24 P1.24 P0.23 P1.23 P0.22 P1.22 P0.21 P1.2158h P0.20 P1.20 P0.19 P1.19 P0.18 P1.18 P0.17 P1.1760h P0.16 P1.16 P0.15 P1.15 P0.14 P1.14 P0.13 P1.1368h P0.12 P1.12 P0.11 P1.11 P0.10 P1.10 P0.09 P1.0970h P0.08 P1.08 P0.07 P1.07 P0.06 P1.06 P0.05 P1.0578h P0.04 P1.04 P0.03 P1.03. P0.02 P1.02 P0.01 P1.01

31. ábra: Az adatok elhelyezkedése a memóriában beolvasás után

A beolvasást addig folytatjuk, amíg az R1 értéke 1Bh-ra nem csökken. Ekkor

befejeződik a mérés. Az antennát a végállásban rögzíti, és a kiértékelésre ugrik a program.


3.1.4.4. Kiértékelés, a maximális érték meghatározása

A kiértékelés két lépcsőben zajlik. Elsőként meghatározzuk a maximális értéket és

a hozzá tartozó pozíciót. Második lépésként megvizsgáljuk, hogy a maximális pozíció több

helyen előfordul-e. Ha igen, akkor meghatározzuk maximális értékkel rendelkező helyek

számát és a középső maximális értékű helyet.

Az adatok az antenna iránykarakterisztikájának középső részét fogják tükrözni. Az

épp aktuális felszerelési állapottól függően más-más részletét. Helyes felszerelés esetén

megtaláljuk a maximum helyet a karakterisztika rögzített részletén. A karakterisztika

lapultsága antennatípusonként változhat.

32. ábra: A rögzített iránykarakterisztika részlet

A kiértékelés során a regisztereket a következő adatokat tartalmazzák:

R0 az aktuális motortengely állást (P3)

R1 az aktuális memóriacímet

R2-R3 az aktuális pozícióhoz tartozó értéket

R4-R5 a maximális értéket

R6 a maximális értékhez tartozó pozíciót

R7 az aktuális pozíciót

A (dB)

0

-3

-6

-9

-12

0 10 20 30 40 50antennapozíció-szám


A maximum érték kiválasztásához a hangolásnál használt módszert alkalmazzuk.

Egy 50 lépésből álló ciklust futtatunk le. Elsőként a magasabb értékkel rendelkező bájtot

vizsgáljuk. Ha annak vizsgálata alapján nem lehet eldönteni, hogy melyik pozícióban van

nagyobb érték, akkor vizsgáljuk meg az alsó bájtot. Ha az összehasonlításkor az aktuális

érték nagyobb, vagy egyenlő, mint a maximális, akkor felülírjuk az aktuális értékkel a

maximális értéket és a maximális értékhez tartozó pozíciókódot az aktuális pozíciókóddal.

A ciklus végére a maximális érték az R4-R5 regiszterben, a pozíciókód az R6 regiszterben

lesz megtalálható.

3.1.3.5. A középső maximális értékkel rendelkező hely meghatározása

Ahhoz, hogy meg tudjuk határozni a középső maximális értékkel rendelkező helyet,

meg kell számolnunk, hogy hány pozícióban található meg a maximum érték. Az előző

programrészben meghatározott pozíciókódból meg kell határozni legfelső, maximum

értéket tartalmazó memóriarekesz sorszámát. A pozíciókat az R7 regiszterben számoljuk.

Ezután csökkentjük az R1 címregiszter értékét és összehasonlítjuk a megcímzett

memóriarekeszek tartalmát páronként az R4-R5 regiszterek tartalmával. Az

összehasonlítást itt is a kivonás művelet segítségével végezzük el. Az egyik értéket

betöltjük az akkumulátorba, és kivonjuk belőle a másikat. Ha a művelet eredménye nulla,

akkor a két érték megegyezik. Ekkor az R7értékét eggyel növeljük.

A középső maximális értékű hely meghatározásához a következő műveletsort kell

végrehajtanunk:- R7 = R7 / 2 – a középső hely R7/2 távolságra lesz az első (felülről) max. értéket tartalmazótól

- A = 32h – R6 – a szélső pozícióból ki kell vonni felülről az első maximum értéket tartalmazót

- A = A – R7 – R7 értékével kell kevesebbet ugrani a kívánt pozícióba

3.1.4.6. Beállítás a kiszámított pozícióba

A mérés után az antenna szélső helyzetében van. A beállításhoz egy ciklust

indítunk, amely A-szor fog lefutni. A ciklus során 3.1.4.2. pontban leírt módon forgatjuk

az antennát.

A beállítás után a P3 port értékéhez hozzáadunk 80h-t. Ezzel elérjük azt, hogy a

„hangolás” LED is kigyulladjon. Ezzel a felhasználó tudtára adjuk a beállítás befejezését.


3.2. Egyéb szubrutinok.

3.2.1. 100 ms késleltetés, és a hangolás korlátozása

A késleltetés fontos része a programnak. A mikrokontroller 4 MHz-es órajellel

működik, tehát az egyes műveletekre jutó idő nagyon rövid, kevesebb, mint 1

mikroszekundum. Mivel a mikrokontrollerhez csatlakoztatott külső egységek ennél jóval

lassabban dolgoznak, ezért szükséges késleltető szubrutin behívása, amelynek futása alatt a

mikrokontroller várakozik a perifériák működésére. A késleltetést a mikrokontroller

beépített időzítő egységével végezzük el. A regiszterek tartalma minden gépi ciklus során

eggyel nõ. Mivel a gépi ciklus 12 órajel-periódusból áll, a számlálási sebesség az órajel-

frekvencia 1/12-e [I.15.], vagyis 3 μs. A 100 mi várakozáshoz az időzítőnek 33333 gépi

ciklus ideig kell várakoznia. A számlálás kezdetét 7DCAh értékre kell beállítani.

A 100ms késleltetést csak a hangoló programrész hívja meg, ezért praktikus ebben

a szubrutinban elhelyezni a P2 vizsgálatát végző programkódot is. A P2 port értékének egy

bittel történő változtatása körülbelül 300 kHz-cel hangolja el a vevő oszcillátorát. Meg kell

határozni egy határt, a maximális eltérésre.

Normál körülmények között az automatikus finomhangolásnak csak néhány

megahertz korrekciót kell végezni. Ezek a hibák főleg a beállítási és az üzemi hőmérséklet

közötti különbségből adódnak. A hibahatárt 20MHz környékén lehet optimálisan

megszabni. Ekkor a D/A konverter dinamikatartományának felét (64 bit 40h) használjuk ki

mindkét irányba. A kezdeti érték 80h volt, ebből következik, hogy P2 minimális értéke

40h, a maximális értéke C0h.

33. ábra: A P2 port engedélyezett és tiltott állapotai

00h

40h

C0h

FFh

Teljes hangolási tartomány

Engedélyezett hangolási tartomány


Ha a hangolás során a P2 port értéke a tiltott zónák valamelyikébe jutna, akkor

feltételezhetjük, hogy meghibásodás következett be. Ezért ekkor a program hibaüzenettel

befejeződik. A P3 portra 28h értéket küld ki, amelynek hatására a „hangolás” és a „hiba”

LED-ek bekapcsolódnak és motor tengelyének rögzítése megszűnik.

4.2.2. Egy másodperces késleltetés

Egy időzítővel maximum 65535 gépi ciklus ideig lehet időzítést végrehajtani. Az

alkalmazott 4MHz-es órajel esetén 196 milliszekundumig. Az egy másodperces

időzítéshez egy 5-ször végigfutó ciklust kell alkalmaznunk. A mechanikai mozgások

végrehajtására célszerű egy másodpercnél valamivel hosszabb időt biztosítani, ezért a

ciklusban 6-szor fut le az időzítő programkód. Ekkor közel 1,2 másodperces időzítést

kapunk.

A ciklust úgy valósítjuk meg, hogy az A regiszterbe beírunk 06h-ot. Az időzítő

minden egyes lefutásakor csökkentjük az értékét eggyel. Majd megvizsgáljuk, hogy A

értéke 0-e. Ha nulla, akkor kilépünk a ciklusból és befejeződik a szubrutin a program a

szubrutin hívást követő sortól folytatódik.

34. ábra: Az 1,2 másodperces időzítést végrehajtó szubrutin folyamatábrája

WAIT ~200 ms

nem

igen

A = 06h

A = A -1

RETURN

C = 1?


4. Üzemeltetés és használat

4.1. Mechanikai kivitel

A vevőegységet a 35. ábrán látható dobozba építjük. A motort bilincs segítségével

rögzítjük a vezérlőegységhez. Ez az esetleges későbbi javításokat, átalakításokat könnyíti

meg. A vezérlődobozon elhelyezett rögzítő szerkezet segítségével szorítjuk a készüléket az

antennaárbochoz. Fontos a stabil rögzítés, mert a beállítás közben az antennabeállítóra erős

forgatónyomaték hat, amelynek hatására elfordulhat. Ezáltal a pontos beállítás nem valósul

meg..

35. ábra: A készülék nézete

A készülék másik fontos része az antennához kapcsolódó egység. Ez a szerkezet

alakítja át a motor forgómozgását egyenes vonalú mozgássá. A motor orsós tengelyére

csatlakozik. Az antennához egy szárnyas-fejű csavar rögzíti. A közdarab szára forog a

csigára csatlakozó részen így képes követni az antenna forgását. (36. ábra).

36. ábra: A közdarab a motor tengelyén


Az motor tengelyének menetemelkedése, 1,2 mm. A tengely egy lépésben 120°-ot

fordul el, egy teljes fordulathoz 3 lépés szükséges. A mérés alatt (25-25 lépés) a közdarab a

tengelyen 10 millimétert mozdul el mindkét irányban. A motor tengelyének középpontja az

antennaárboc középpontjától 7-8 centiméterre van. Ebből következik, hogy az antenna

elfordulása ±8°, a legkisebb elmozdulás 0,32 °. Tehát az antennát kellő pontossággal be

tudjuk állítani

Kiemelt szerep jut a felszerelés előtti beállításnak, mert ha a kezdeti beállítás után

az antenna állása a megkívánt iránytól 8°-nál nagyobb szögben eltér, a beállítás nem lesz

pontos, vagy el sem végezhető.

4.2. A készülék használata

Az antenna beállítását segítő berendezés általános, gyakran előforduló esetekben

alkalmazható. A javasolt felhasználása 500 és 5000 méter közötti távolságokban

elhelyezkedő irányított mikrohullámú antennák beállításánál van.

Elsőként az adóegységet célszerű elhelyezni. Az adóegységet lehetőleg rövid

csatlakozókábellel kell közvetlenül az antennára kapcsolni a vezetékcsillapítás minimális

értékűre szorítása céljából. Az adóegységet célszerű néhány perccel a beállítás megkezdése

előtt bekapcsolni, hogy az alkatrészek hőmérséklete elérje az üzemi hőmérsékletet. Telepes

táplálás esetén célszerű bekapcsolás előtt ellenőrizni a telepeket, mert a feszültség

csökkenése az oszcillátor elhangolódásához és amplitúdó csökkenéshez vezethet.

37. ábra: Az antenna beállító egység felszerelése

1 antennaárboc, 2 az antenna felfogató szerkezete, 3 az antenna lecsúszását meggátoló gyűrű, 4 az antennabeállító egység


A vevőberendezés felszerelését a 37. ábra alapján kell elvégezni. A vevőhöz

tartozik egy kiegészítő tartógyűrű, amely az antenna függőleges irányú csúszását gátolja

meg . A tartógyűrűt közvetlenül az antenna felfogatása alá kell elhelyezni. A vevőegységet

ezek alá, úgy, hogy az antennával azonos irányba nézzen. A motor tengelyén lévő

közdarabot igazítsuk úgy, hogy annak közepén helyezkedjen el. A közdarab rúdját

fordítsuk az antenna felfogató szerkezet felé és a szárnyas-fejű csavar segítségével

rögzítsük hozzá. Ezután csatlakoztassuk a készüléket az antenna tápvonalához. Lazítsuk

meg az antenna felfogató csavarjait annyira, hogy az antenna könnyedén foroghasson. A

súrlódás csökkentése érdekében kenjük be az antennafelfogató belső oldalát és a lecsúszást

megakadályozó gyűrű felső oldalát kenőanyaggal (pl. olaj, zsír).

A felszerelés után csatlakoztassuk a vevőegységet az antennára, majd kapcsoljuk

be. Csakúgy, mint az adóegység bekapcsolásánál, itt is célszerű néhány percet várni a

mérés megkezdésével, a nagyfrekvenciás alkatrészek üzemi hőmérsékletének eléréséig. Ezt

követően nyomjuk meg a „start” gombot és a beállítás elkezdődik.

Ha nincs semmilyen zavaró tényező, vagy meghibásodás, akkor a beállítás a

következőképpen zajlik le. Bekapcsolás után kigyullad az „üzem” felíratú LED és az

antennán egy kisebb „rántás” történik. (ekkor reteszeltük a helyzetet). A „start” gomb

megnyomása kigyullad a „hangolás” LED, majd 5-7 másodperc múlva elalszik és

kigyullad a „beállítás” LED.

.

38. ábra: Az egyes részfolyamatok időtartama

Ezt követően az antenna el kezd fordulni. 30 másodperc alatt elfordul az egyik

végállásba, majd 1 perc alatt átfordul a beállító berendezés másik szélső helyzetébe. Végül

elindul visszafelé és megáll egy ponton. A beállítás befejezését a „hangolás” és „beállítás”

LED egyidejű világítása jelzi.

Beállítás

max. 1perc

Felszerelés, csatlakoztatás az antennához

5 perc

Hangolás

max. 7 mp

Elfordítás végállásba

30 mp

Mérés

1 perc

Leszerelés

3 perc


Hibás működés esetén az egység megáll és kigyullad a „hiba” LED. Ha a

„hangolás” és a „hiba” LED együtt világít, akkor a vett jellel van probléma. Ekkor

ellenőrizni kell az antennák csatlakozásait és az antennák irányát. Előfordulhat, hogy túl

alacsony a vett jel szintje és nem tudja behangolni a vevőt. Korrigálás után a beállítás újból

elkezdhető. Ha a probléma továbbra is fennáll, akkor feltehetőleg a készülék valamelyik

egysége meghibásodott. Csak műszeres vizsgálattal lehet megállapítani a hiba okát, és

elhárítani.

Ha a „hiba” LED a „beállítás” LED-del együtt világít, akkor az antenna beállítása

közben történt valami hiba. Valószínűleg valamilyen mechanikai probléma okozta a

hibajelzést. Az antenna irányának korrigálása után újból elvégeztethető a beállítás.

4.3. Az automatikus antennabeállító szerkezet alkalmazhatóságának korlátai

Felépítésből és a működési elvéből kifolyólag az automatikus antennabeállító

készüléket nem használhatjuk minden esetben. Előfordulhat, hogy az antennák telepítési

helyei között mikrohullámú zavarforrások vannak. Ha a területen van egy másik adó, ami

nagyobb vagy hasonló teljesítményű folyamatos 2,4 GHz-es sávba eső jelet sugároz, akkor

a beállító szerkezet működését megzavarhatja.

Hasonlóan káros hatással lehetnek a készülék működésére a különféle

visszaverődések is. Ebben az esetben nem biztos, hogy a megfelelő irányt fogja

kiválasztani a beállító egység.

Mivel általában a Wi-Fi kapcsolatoknál ugyanazt az antennát használják mind az

adó, mind pedig a vevőoldalon nem biztos, hogy ugyanaz az antennabeállítás meg fog

felelni adás és vétel céljára is. Különösen igaz ez, olyan terepen, ahol sok visszaverő

felület van.

A visszaverődések miatt előfordulhat, hogy a legjobb minőségű kommunikációs

vonal kiépítéséhez nem a legnagyobb erősségű jel irányába kell beállítani az antennát,

hanem olyan – a főnyalábtól eltérő – irányba, ahol a visszavert jelek az antennát a

karakterisztika nagycsillapítással rendelkező részénél érik el. Ebben az esetben az

automatikus beállítási módszer nem alkalmazható.

Korlátozza a készülék használhatóságát a maximált kimenő teljesítmény is.

Nagyobb távolságban lévő antennák beállításához csak a kimenő teljesítmény jelentős

növelésével tehető alkalmassá.

A mechanikai felépítésből kifolyólag az antennák mérete is korlátozott.

Mikrohullámú antenna -55- Összefoglalásautomatikus beállítása

Összefoglalás

A részletes elméleti összefoglaló megismerése után képet kaptunk a mikrohullámú

átviteltechnika lehetőségeitől, és korlátairól, az antennatelepítést megelőző legfontosabb

helyszíni vizsgálatokról. Elsősorban a megvalósíthatóság elemzése szempontjából

lényegesek az elméleti ismeretek. A rendelkezésre álló lehetőségek közül ki lehet

választani az optimális megoldást.

A mikrohullámok terjedésének megismerése több -, a gyakorlati megvalósításkor,

vagy annak tervezésekor felmerülő – jelenségre ad magyarázatot. A kapcsolat

megbízhatóságát, stabilitását tudjuk növelni ezen ismeretek segítségével.

A bemutatott berendezés használata nagymértékben meggyorsítja az antenna

beállítás folyamatát. Kézi műszerek segítségével a folyamat akár egy órát is igénybe vehet.

Ráadásul emberi tényezőből eredő hibák is előfordulhatnak. A készülék működése a

felszereléssel együtt kevesebb, mint 10 perc.

A készülék fejlesztése több irányban is lehetséges. Az adó és a vevő oszcillátorának

rezgőkvarccal történő szinkronizálása nagyobb stabilitást biztosít a berendezésnek. Ebben

az esetben a beállítás előtti hangolás feleslegessé válik.

A berendezés kisebb átalakításokkal bármely mikrohullámú antenna beállítására

alkalmas. Más sávon történő használathoz a készülék áthangolása és a megfelelő

adóteljesítmény és vevőérzékenység beállítása szükséges. Valamint a forgató motor

nagyobbra történő cseréje.

A vevőegységen célszerű volna egy mérőszám kijelzése, amelynek segítségével az

üzemeltető összehasonlíthatja az egyes rendszerek átvitelét. A kijelzés nem feltétlenül jár

bonyolult bővítéssel, mert az adatok rendelkezésre állnak, csak a mikrokontroller

megfelelő kivezetéseit kell összehangolni a kijelző egységgel.

Néhány esetben előnyös lenne, ha nem a referencia jel alapján állítaná be a

készülék az antennát, hanem a meglévő számítógépes hálózati eszközök által generált

QoS14 értékek alapján. Ez a lehetőség különösen meglévő rendszerek bővítésénél lenne

hasznos.

Természetesen a fentieken túl számtalan lehetőség kínálkozik a készülék

fejlesztésére. Minden esetben figyelembe kell venni a fejlesztéssel járó beruházás

költségeinek növekedését, az ár és minőség, valamint az ár és alkalmazhatóság viszonyát.

14 Quality of System

Mikrohullámú antenna -56- Összefoglalásautomatikus beállítása

Mikrohullámú antenna -57- Irodalomjegyzékautomatikus beállítása

Irodalomjegyzék1. Karl Rothammel – Antennakönyv, Műszaki kiadó 1977.

2. Bali József,Kántor Csaba,Stefler Sándor – Mikrohullámú analóg hírközlés, Műszaki kiadó 1983.

3. Babits László, Vadász Ferenc – Műholdvevő antennák , Műszaki kiadó 1990. (1-32 old)

Internetes források jegyzéke

I.1. http://www.extra.hu/atv/atv/elmelet.html - Novák Tibor (HG5CUT) - Magyar amatör televíziós honlap – elméleti összefoglaló

I.2. http://www.szgti.bmf.hu/opto/4_Optika_files/OK_04.pdf - Hudoba György –Optpelektronikai kommunikáció BMF-KKVFK-SzI 2002

I.3. http://www.webopedia.com/TERM/I/ITU.htm - Word Definition From the Webopedia Computer Dictinary

I.4. http://www.ee.columbia.edu/~pwhiting/lecture3.pdf - prof. Phil Whiting - Wireless & Mobil Networking I, Lecture 3: Propagation Large Scale Path Loss

I.5. http://www.solectek.hu/techlib/techpapers/whitepapers/wp-fresnel.html - Solectek Corporation - Fresnel zónák - Solectek információs oldalak

I.6. http://www.bjkmf.hu/bszemle/techn110106t.html - Horváth Zoltán ögy - A digitális domborzat modell alkalmazása az URH és mikrohullámú rádió-összeköttetés tervezése során I. - Bolyai szemle 2002. 1. szám

I.7. http://www.ieee.org/portal/site/mainsite - About IEEE, What is IEEE? – Általános leírás az IEEE – ről.

I.8. http://www.nhh.hu/menu2/m2_6/fnft/fnft-doc/fnft2002_06_mell.pdf - Kis hatótávolságú eszközök (SRD-k) részére kijelölhető frekvenciák, illetve frekvenciasávok és a vonatkozó nemzetközi dokumentumok.

I.9. http://perso.wanadoo.fr/jf.fourcadier/hyperfrequences/twist/twist_e.htm - Jean-François Fourcadier, (F4DAY) A Simple 2,3 GHz transmitter : the „twist” oscillator – Egyszerű 2,3 MHz-es adóállomás „twist” oszcillátorral – 2001

I.10. http://f5ad.free.fr/Docs_Composants/MSA0886.pdf - Cascadable Silicon Bipolar Amplifier – Technical data – MSA-0886 – Az MSA-0886 integrált áramkör adatlapja.

I.11. http://www.qsl.net/n9zia/wireless/new-prox-amp.html - One Watt 2.45 GHz Linear Amplifier –1 wattos líneáris erősítő

I.12. http://f5ad.free.fr/Docs_Composants/RF2126.pdf - RF2126 integrált áramkör termékleírása

I.13. http://www.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/view/LINER/LTC1272-8CCN.html - Linerar Technology – LTC1272 integrált áramkör leírása

I.14. http://www.win.tue.nl/~aeb/comp/8051/set8051.html - 8051 Instruction Set – A 8051-es mikrokontroller utasításkészlete.

I.15. http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/DATA/segedletek/8051/index - A 8051 mikrokontroller bemutatása.

I.16. http://www.solectek.hu/techlib/techpapers/whitepapers/wp-los.html - Solectek Corporation - A rálátás - Solectek információs oldalak Ábrajegyzék

http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/DATA/segedletek/8051/index

http://www.win.tue.nl/~aeb/comp/8051/set8051.html

http://www.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/view/LINER/LTC1272-8CCN.html

http://f5ad.free.fr/Docs_Composants/RF2126.pdf

http://www.qsl.net/n9zia/wireless/new-prox-amp.html

http://f5ad.free.fr/Docs_Composants/MSA0886.pdf

http://www.nhh.hu/menu2/m2_6/fnft/fnft-doc/fnft2002_06_mell.pdf

http://www.ieee.org/portal/site/mainsite

http://www.bjkmf.hu/bszemle/techn110106t.html

http://www.solectek.hu/techlib/techpapers/whitepapers/wp-fresnel.html

http://www.ee.columbia.edu/~pwhiting/lecture3.pdf

http://www.webopedia.com/TERM/I/ITU.htm

http://www.szgti.bmf.hu/opto/4_Optika_files/OK_04.pdf

http://www.extra.hu/atv/atv/elmelet.html-

Mikrohullámú antenna -58- Irodalomjegyzékautomatikus beállítása

1. ábra: Az elektromágneses spektrum felosztása. [I.2.]......................................................6 2. ábra: Az optikai rálátás és az elektromágneses jel útja közötti különbség [I.16.]..........11 3. ábra: Fresnel-zónák........................................................................................................11 4. ábra: Talajreflexió..........................................................................................................13 5. ábra: Reflexió kialakulása épületen...............................................................................14 6. ábra: A légkörben lévő oxigén és vízgőz csillapításának hatása....................................15 7. ábra: Különböző intenzitású esők fajlagos csillapítása a frekvencia függvényében......16 8. ábra: Elhajlás az eltérő törésmutatójú légrétegek határán..............................................17 9. ábra: Átjátszóállomások elhelyezési lehetőségei...........................................................1810. ábra: Mikrohullámú antennák........................................................................................2011. ábra: Antenna iránykarakterisztikák polár-koordinátarendszerben................................2212. ábra: Antenna automatikus beállításának tömbvázlata..................................................2313. ábra: Az eredeti oszcillátorban használt rezonátor.........................................................2514. ábra: Az adó kapcsolási rajza.........................................................................................2615. ábra: Az adóteljesítmény növelése.................................................................................2616. ábra: A feszültség változásának hatása az oszcillátor frekvenciájára............................2817. ábra: A vevőegység tömbvázlata...................................................................................2918. ábra: Az automatikus finomhangoló feszültség bekötése az oszcillátor körbe..............3019. ábra: A hangolófeszültség előállítása.............................................................................3220. ábra: A léptetőmotor tekercseinek elhelyezkedése........................................................3221. ábra: A motormeghajtó-áramkör....................................................................................3322. ábra: A 89C51 mikrokontroller kivezetései...................................................................3423. ábra A mikrokontroller logikai kapcsolatai....................................................................3524. ábra: A program főbb részei...........................................................................................3725. ábra: A regiszterek tartalma...........................................................................................3926. ábra: A hangolás folyamatábrája....................................................................................4027. ábra: A KF szűrő átviteli függvénye..............................................................................4228. ábra: Az antenna beállításának menete..........................................................................4329. ábra: A 3. párhuzamos port kimenetei...........................................................................4430. ábra: A P3 port kimeneteinek változása az elforgatáskor..............................................4431. ábra: Az adatok elhelyezkedése a memóriában beolvasás után.....................................4532. ábra: A rögzített iránykarakterisztika részlet.................................................................4633. ábra: A P2 port engedélyezett és tiltott állapotai...........................................................4834. ábra: Az 1,2 másodperces időzítést végrehajtó szubrutin folyamatábrája....................4935. ábra: A készülék nézete..................................................................................................5036. ábra: A közdarab a motor tengelyén..............................................................................5037. ábra: Az antenna beállító egység felszerelése................................................................5138. ábra: Az egyes részfolyamatok időtartama....................................................................52

Mikrohullámú antenna -59- I. sz. mellékletautomatikus beállítása

1 sz.. melléklet: Elektromágneses hullámok felosztása

Mikrohullámú antenna -60- II. sz. mellékletautomatikus beállítása

II. sz. melléklet: 1 Watt kimeneti teljesítményű mikrohullámú erősítő

Az erősítő kapcsolási rajza

Alkatrészlista:C1 1μF

C2 1000pF

C3 1000pF

C4 22pF

C5 3,3pF

C6 2pF

C7 1,8pF

C8 1,6pF

L1 4,7nH

L2 ferritmagos folytótekercs

R1 2,2kΩ

R2 1kΩ

IC1 RF2126

Mikrohullámú antenna -61- III. sz. mellékletautomatikus beállítása

V. sz. melléklet: Az antennabeállító berendezés vezérlőprogramja

Alapbeállítások0000 mov P2,#80h hangólóegység középállásba állítása0003 mov P3,#01h motor tengelyének rögzítése

"start" gombra várakozás0006 mov A,P1 P1 ("start" gomb) beolvasása0008 subb A,#80h kivonás P1 MSB vizsgálatához000A jc 000Fh ha az MSB 0 (carry=1), ugrás a köv programrészre000C ljmp 0006 ha nem nyomtak "start"-ot, akkor vissza a vizsgálatra

3 másodperc várakozás (a "start" gomb elengesésére)000f mov A,#10h akkumulátorba 10h írása (időzítő ciklus ismétléseinek száma)0011 mov P3,#09h "hangolás" LED bekapcsolása0014 mov TMOD,#01h számláló 16 bitere állítása0017 mov TL0,#00h számláló kezdeti értékének beálltása001A mov TH0,#00h001D clr C carry bit törlése001E setb TR0 számláló (időzítő) elindítása0020 jnb TF0,0020h várakozás a számláló túlcsordulására0023 clr TR0 időzítő leállítása0025 clr TF0 TF0 túcsordulásjelző bit törlése (következő számláláshoz)0027 subb A,#01h akkumulátor értékének eggyel való csökkentése

0029 jnz 0014hvisszaugrás a ciklus elejére, amíg az akkumulátor nulla nem lesz

002B nop tartalékhely programmódosításokhoz002C nop tartalékhely programmódosításokhoz002D nop tartalékhely programmódosításokhoz002E nop tartalékhely programmódosításokhoz002F nop tartalékhely programmódosításokhoz0030 nop tartalékhely programmódosításokhoz0031 nop tartalékhely programmódosításokhoz0032 nop tartalékhely programmódosításokhoz0033 nop tartalékhely programmódosításokhoz0034 nop tartalékhely programmódosításokhoz

HANGOLÁS

Maximum keresés a frekvencia növelésével0035 mov R0,P0 P0 port beolvasása R0 regiszterbe0037 mov R1,P1 P1 port beolvasása R1 regiszterbe0039 inc P2 P2 port értékének növelése eggyel003B lcall 015Ah 100 ms késleltető szubrutin hívása003E mov R2,P0 P0 port beolvasása R2 regiszterbe0040 mov R3,P1 P1 port beolvasása R3 regiszterbe0042 mov A,R1 R1 beírása az akkumulátorba (a kivonáshoz kell)0043 clr C carry bit törlése0044 subb A,R3 R3 értékének kivonása az akkumulátorból0045 jc 0055h ha a carry bit 1-es (R3>A), akkor ugrás az 55h címre0047 jnz 0060h ha a kivonás eredménye nem nulla, akkor ugrás a 60h címre

ha ideér a program, akkor a kivonás eredménye nulla


meg kell vizsgálni a kisebb helyiértékű biteket is0049 mov A,R0 R0 tartalmának beírása az akkumulátorba004A subb A,R2 R2 értékének kivonása az akkumulátorból 004B jc 0055h ha a carry bit 1-es (R3>A), akkor ugrás az 55h címre004D jz 0055h ha a kivonás eredménye nulla, akkor ugrás az 55h címre004F clr C carry bit törlése0050 ljmp 0060h ugrás a 60h címre0053 nop0054 nop0055 mov A,R3 R3 beírása az akkumulátoron keresztül R1-be0056 mov R1,A0057 mov A,R2 R2 beírása az akkumulátoron keresztül R0-ba0058 mov R0,A0059 ljmp 0039h ugrás vissza, mert a vett jel amplitúdója növekszik005C nop005D nop005E nop005F nop

Vizsgálat a másik irányban0060 dec P2 P2 port értékének csökkentése eggyel0062 clr C carry bit törlése

Ellenőrzés:, A maximum jelnagyságnál vagyunk-e?0063 mov A,P2 P2 beírása az akkumulátorba0065 subb A,#81h az akkumulátorból (P2) kivonunk 81h-t0067 jnc 0090h ha P2>80h, akkor növekedés után következett be a csökkenés

a maximumon vagyunk ugrás a hangolás végéhez

Maximum keresés lefelé történő hangolással0069 clr C carry bit törlése006A dec P2 P2 értékének csökkentése eggyel006C lcall 015Ah 100 ms késleltető szubrutin hívása006F mov R2,P0 P0 port beolvasása R2 regiszterbe0071 mov R3,P1 P1 port beolvasása R3 regiszterbe0073 mov A,P1 R1 beírása az akkumulátorba (a kivonáshoz kell)0074 subb A,R3 R3 kivonása az akkumulátorból (R1)0075 jc 0084h ha a carry bit 1-es (R3>A), akkor ugrás az 84h címre0077 jnz 008Bh ha az eredmény nem 0 (R1>R3), akkor ugrás a 8Bh címre0079 mov A,R0 R0 tartalmának beírása az akkumulátorba007A subb A,R2 R2 értékének kivonása az akkumulátorból 007B jc 0084h ha carry egyes (R2>R0), akkor ugrás a 84h címre007D jnz 0084h ha az eredmény 0 (R0=R2), akkor ugrás a 84h címre007F ljmp 008Bh ugrás a 8Bh címre, megvan a maximum0082 nop0083 nop0084 mov A,R3 R3 beírása az akkumulátoron keresztül R1-be0085 mov R1,A0086 mov A,R2 R2 beírása az akkumulátoron keresztül R0-ba0087 mov R0,A0088 ljmp 0069h ugrás a 69h címre a következő beolvasáshoz008B inc P2 P2 értékének növelése eggyel, az előző helyen volt a maximum


008C nop008D nop008E nop008F nop

Az optimális jelszint beállítása0090 clr C carry bit törlése0091 mov A,P1 P1 beolvasása az akkumulátorba0093 subb A,#F8h F8h kivonása A-ból0095 jc 009Fh Ha P1 kisebb, mint F8, akkor ugrás a 9h-e a következő rutinra0097 inc P2 P2=P2-10099 lcall 0154h 100 ms késleltető szubrutin hívása009C ljmp 0090h vissza a beolvasáshoz

ANTENNABEÁLLÍTÁS

Elforgatás az egyik irányba009F mov R1,#1Ah R1 regiszterbe 1Ah beírása00A1 mov P3,#11h "beállítás" LED bekapcsolása00A4 mov R0,#11h R0 kezdeti beállítása00A6 clr C carry bit törlése00A7 mov A,R0 R0 tartalmának beírása az akkumulátorba00A8 subb A,#11h A=A-11h00AA jz 00C7h ha A 11 volt, akkor ugrás a C7h címre00AC mov A,R0 R0 tartalmának beírása az akkumulátorba00AD subb A,#12h A=A-12h00AF jz 00CCh ha A 12 volt, akkor ugrás a CCh címre00B1 mov A,R0 R0 tartalmának beírása az akkumulátorba00B2 subb A,#14h A=A-14h00B4 jz 00D3h ha A 14 volt, akkor ugrás a D3h címre00B6 ljmp 0151h ha erre a sorra ér a program hiba van, ugrás a hibajelzésre00B9 mov P3,R0 R0 tartalmának kiírása a P3 portra00BB lcall 0130h 1,2 másodperces várakozás hívása00BE mov A,R1 R1 beírása az akkumulátorba (a kivonáshoz kell)00BF subb A,#01h A=A-1 (R1=R1-1)00C1 mov R1,A A tartalmának kiírása az R1 regiszterbe00C2 jz 00DAh ha A értéke nulla (a ciklus 25-ször lefutott), urgás DAh-ra00C4 ljmp 00A6h vissza a ciklus elejére00C7 mov R0,#12h 12h beírása az R0 regiszterbe00C9 ljmp 00B9h visszaugrás a forgató részhez00CC mov R0,#14h 14h beírása az R0 regiszterbe00CE nop00CF ljmp 00B9h visszaugrás a forgató részhez00D2 nop00D3 mov R0,#11h 11h beírása az R0 regiszterbe00D5 ljmp 00B9h visszaugrás a forgató részhez

Mérés00D8 nop00D9 nop00DA mov R0,#F7h F7h beírása R1-be (a memória legfelső címe)


00DC clr C carry bit törlése00DD nop00DE mov @R1,P1 az R1 által megcímzet memóriarekeszbe P1 beírása00E0 dec R1 R1=R1-100E1 mov @R1,P0 az R1 által megcímzet memóriarekeszbe P0 beírása00E3 dec R1 R1=R1-100E4 mov A,R1 R1 tartalmának betöltése az akkumulátorba00E5 subb A,#17h A=A-17h00E7 jc 120h mérés vége00E9 mov A,R0 R0 beírása A-ba00EA subb A,#11h A=A-11h00EC jz 0108h ha A 11 volt, akkor ugrás a 108h címre00EE mov A,R0 R0 beírása A-ba00EF subb A,#12h A=A-12h00F1 jz 010Dh ha A 12 volt, akkor ugrás a 10Dh címre00F3 mov A,R0 R0 beírása A-ba00F4 subb A,#14h A=A-14h00F6 jz 0112h ha A 14 volt, akkor ugrás a 112h címre00F8 ljmp 0151h hiba van, urás a hibajelzésre00FB mov P3,R0 R0 kiírása P3-ra (forgatás végrehajtása)0100 clr C carry bit törlése0101 nop0102 nop0103 nop0104 ljmp 00DEh visszaugrás a mérési ciklus elejére0107 nop0108 mov R0,#14h 14h beírása az R0 regiszterbe010A ljmp 00FBh visszaugrás a mérésbe010D mov R0,#11h 11h beírása az R0 regiszterbe010F ljmp 00FBh visszaugrás a mérésbe0112 mov R0,#12h 12h beírása az R0 regiszterbe0114 ljmp 00FBh visszaugrás a mérésbe0117 nop

A maximum kiválasztása0118 mov R7,#00h aktuális pozíció nullázása011A mov R4,#00h maximális érték nullázása (2.bájt)011C mov R5,#00h maximális érték nullázása (1.bájt)011E mov R1.#14h pointer (R1) beállítása a kezdeti értékre0120 mov a,@R1 az R1 által megcímzett memóriacím beolvasása A-ba (alsó bájt)0121 mov R4,A A kiírása az R4 regiszterbe0122 inc R1 R1=R1+1

0123 mov A,@R1az R1 által megcímzett memóriacím beolvasása A-ba (felső bájt)

0124 mov R5,A A kiírása az R5 regiszterbe0125 clr C carry bit törlése0126 nop0127 nop0128 ljmp 0180h A program folytatása a 180h címnél

Az időzítő szubrutinok átugrása0180 inc R1 R1=R1+10181 mov A,R1 R1 tartalmának betöltése az akkumulátorba


0182 subb A,#7Eh R1 vizsgálata 0184 jnc 01A3h ha R1>7E, akkor minden értéket megvizsgáltunk0186 mov A,@R1 az aktuális pozíció alsó bájtjának beolvasása0187 mov R2,A A kiírása R2-be0188 inc R1 R1=R1+10189 mov A,@R1 az aktuális pozíció felső bájtjának beolvasása018A mov R3,A A kiírása R3-ba018B clr C carry bit törlése018C subb A,R5 aktuális érték kivonása a mex értékből (felső bájt)018D inc R7 aktuális pozíció léptetése018E jz 0195h ha a kivonás eredménye nulla, akkor ugrás a 195h címre0190 jnc 019A ha az eredmény pozití, az aktuális érték nagyobb a max.-nál0192 ljmp 0180h vissza a ciklus elejére0195 clr C carry bit törlése0196 mov A,R2 aktuális alsó bájt beolvasása A-ba0197 subb A,R4 aktuálisból a maximális alsó bájt kivonása0198 jc 0180h ha a maximális a nagyobb vissza a ciklus elejére019A mov A,R7 aktuális pozíció beolvasása019B mov R6,A kiírása, mint maximális019C mov A,R2 aktuális alsó bájt beolvasása A-ba019D mov R4,A kiírása, mint maximális019E mov A,R3 aktuális felső bájt beolvasása019F mov R5,A kiírása, mint maximális01A0 ljmp 0180h visszaugrás a vizsgálat elejére

A maximális értékkel rendelkező helyek megszámlálása01A3 mov R7,#00h R7 regiszter nullázása01A5 mov A,#14h 14h beírása az akkumulátorba01A7 add A,R6 az akkumulátor értékének növelése R6 tartalmával01A8 add A,R6 az akkumulátor értékének növelése R6 tartalmával01A9 add A,#01h A=A+101AB mov R1,A az akkumulátor tartalmának kiíratása az R1 regiszterbe01AC mov A,@R1 az R1 által megcímzett memóriaterület beolvasása A-ba01AD subb A,R5 A értékéből R5 értékének kivonása01AE dec R1 R1=R1-101AF jnz 01BAh ha @R1 nem egyenlő R5-tel ugrás a következő programrészhez01B1 mov A,@R1 az R1 által megcímzett memóriaterület beolvasása A-ba01B2 subb A,R4 A értékéből R4 értékének kivonása01B3 dec R1 R1=R1-1

01B4 jnz 01BAhha @R1 nem egyenlő R4-gyel ugrás a következő programrészhez

01B6 inc R7 R7 értékének növelése 1-gyel01B7 ljmp 01ACh ugrás a vizsgálat elejére

A középső pozíció kiszámítása01BA mov A,R7 R7 tartalmának beolvasása az akkumulátorba01BB mov B,#02h 02 h beírása a B regiszterbe01BE div AB A=A/B egészrész B=A/B maradék01BF mov R7,A A tartalmának kiírása az R7 regiszterbe01C0 mov A,#32h 32h (50d) beírása az akkumulátorba01C2 subb A,R6 R6 kivonása az akkumulátorból01C3 subb A,R7 R7 kivonása az akkumulátorból


01C4 mov R1,A a végeredmény kiírása az R1 regiszterbe01C5 nop01C6 nop01C7 nop01C8 nop01C9 nop

Beállitás a kiszámított pozícióba01CA mov A,R0 R0 beírása A-ba01CB subb A,#11h A=A-11h01CD jz 01EAh ha az eredmény nulla, ugrás 1EAh címre01CF mov A,R0 R0 beírása A-ba01D0 subb A,#12h A=A-12h01D2 jz 01F0h ha az eredmény nulla, ugrás 1F0h címre01D4 mov A,R0 R0 beírása A-ba01D5 subb A,#14h A=A-14h01D7 jz 01F6h ha az eredmény nulla, ugrás 1F6h címre01D9 ljmp 0151h hiba van, urás a hibajelzésre01DC mov P3,R0 R0 kiírása P3-ra (forgatás végrehajtása)01DE lcall 0130h 1,2 másodperces várakozás hívása01E1 mov A,R1 R1 beolvasása A-ba01E2 subb A,#01h A=A-101E4 jz 01FCh ha az eredmény nulla a beállítás kész01E6 mov R1,A A tartamának beírása az R1 regiszterbe01E7 ljmp 01CAh visszaugrás a ciklus elejére01EA clr C carry bit törlése01EB mov R0,#12h 12h beírása az R0 regiszterbe01ED ljmp 01DCh vissza a ciklusba01F0 clr C carry bit törlése01F1 mov R0,#14h 14h beírása az R0 regiszterbe01F3 ljmp 01DCh vissza a ciklusba01F6 clr C carry bit törlése01F7 mov R0,#11h 11h beírása az R0 regiszterbe01F9 ljmp 01DCh vissza a ciklusba

A beállítás befejezése01FC mov A,R0 R0 beírása A-ba01FD add A,#80h A=A+80h (a "hangolás" LED kigyújtása)01FF mov P3,A A kiírása a P3 portra. Beállítás vége

Késleltető szubrutinok

1,2 másodperces késleltetés0130 clr C carry bit törlése0131 mov A,#06h A=6 (6-szor fut le az időzítés)0133 nop0134 mov TMOD,#01h számláló 16 bitere állítása0137 mov TL0,#00h számláló alsó bájtjának kezdeti értékének beálltása013A mov TH0,#00h számláló felső bájtjának kezdeti értékének beálltása013D nop013E nop013F setb TR0 számláló (időzítő) elindítása


0141 jnb TF0,0141h várakozás a számláló túlcsordulására0144 clr TR0 időzítő leállítása0146 clr TF0 TF0 túcsordulásjelző bit törlése (következő számláláshoz)0148 subb A,#01h akkumulátor értékének eggyel való csökkentése

014C ljmp 0134hvisszaugrás a ciklus elejére, amíg az akkumulátor nulla nem lesz

014F nop0150 ret visszatérés a szubrutinból

(ugrás a szubrutin hívást követő utasításra)

100 milliszekundumos késleltetés és hangolási hiba vizsgálat015A clr C carry bit törlése015B mov TMOD,#01h számláló 16 bitere állítása015E mov TL0,#CAh számláló alsó bájtjának kezdeti értékének beálltása0161 mov TH,#7Dh számláló felső bájtjának kezdeti értékének beálltása0164 setb TR0 számláló (időzítő) elindítása0166 jnb TF0,0166h várakozás a számláló túlcsordulására0169 clr TR0 időzítő leállítása016B clr TF0 TF0 túcsordulásjelző bit törlése (következő számláláshoz)016D mov A,P2 P2 port beolvasása A-ba016F subb A,#40h A=A-40h 0171 jc 17Ah ha A kisebb, mint 40h, hiba, ugrás a hibajelzésre0173 mov A,#C0h C0h érték beírása az akkumulátorba0175 subb A,P2 P2 kivonása A-ból

0177 jc 017Ahha P2 értéke nagyobb, mint C0h, akkor hiba, ugrás a hibajelzésre

0179 ret

HIBAJELZÉSEK

Hangolási hiba

017A mov P3,#28hhangolás és hiba LED kigyújtása, motor tengelyének elengedése

017D ljmp 1000h kiugrás a programból

Beállítási hiba0151 mov P3,#30h a beállítás és a hiba LED kigyújtása, motor elengedése0154 ljmp 1000 kiugrás a programból

Szakdolgozat - papppeter.uw.hupapppeter.uw.hu/szakdolgozat.doc · Web viewMikrohullámú antenna automatikus beállítása Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék 2. Bevezetés 4. 1.

Documents