Sistema de adquisición de datos para la medición de parámetros radioeléctricos (página 2)

Partes: 1, 2

Tarjeta de adquisición de datos
La adquisición de señales, consiste en la toma de muestras del mundo real, sistema analógico, para generar datos que puedan ser manipulados por un ordenador, sistema digital.
Para la implementación de este proyecto hemos decidido utilizar la tarjeta de National Instruments NI USB– 6009.

Analizador de Espectros
El analizador de espectros es una herramienta capaz de representar las componentes espectrales de una determinada señal a partir de su transformada de Fourier.
Útil para medir la respuesta en frecuencia de equipos de telecomunicaciones (amplificadores, filtros, acopladores, etc) y para comprobar el espectro radioeléctrico en una zona determinada con la ayuda de una antena.
Analizador de espectros Agilent E4404B

Diseño e Implementación

Diseño del soporte

Circuito de potencia
Permite adaptar los niveles de potencia presentes en los puertos de las salidas digitales de una DAQ para poder manejar un motor de paso que por medio de un programa que será desarrollado bajo entorno LabVIEW, podrá rotar la antena.

Los LED’s permiten monitorizar el adecuado funcionamiento del sistema.

Parámetros antena logarítmica

Programación en LabVIEW
HP Pavilion dv4 Notebook PC, procesador AMD Athlom™ II Dual-Core de 2 GHz con memoria RAM de 3 GB y sistema operativo Windows 7 de 32 bits.
Programas instalados:
Agilent Connection Expert
NI-VISA, NI-MAX
LabVIEW 2010

Bloques del programa en Labview
El programa desarrollado tiene los siguientes bloques:

Inicializamos
Inicializamos Analizador de Espectros
Adquirimos Potencia
Giro Completo
Incrementamos Ángulo
Buscar Potencia Mayor
Ubicarnos en la potencia deseada
Salir

Entorno gráfico del programa

Estructura final del sistema

Pruebas realizadas
Prueba 1
Frecuencia: 700 MHz
Amplitud: 6 dBm
Medio: Alambrico
Se habilita la salida del analizador a los 9 grados y se la deshabilita a los 36 grados.

Pruebas realizadas
Prueba 2
Frecuencia: 700 MHz
Amplitud: 6 dBm, pero es modificada periódicamente para obtener mediciones distintas
Medio: Cableado
Se habilita la salida del analizador a los 36 grados y se la deshabilita a los 252 grados.

Pruebas realizadas
Prueba 3
Frecuencia: 150 MHz
Amplitud: 20 dBm
Medio: Inalámbrico, se utiliza una antena omnidireccional en la salida del generador y una antena logarítmica en la entrada del analizador de espectros.

Resultados

Conclusiones

Se realizó con éxito la programación del sistema de adquisición de datos para la medición de parámetros radioeléctricos en una antena logarítmica, obteniendo el correcto posicionamiento de la antena en la ubicación de la mayor potencia recibida por el analizador.

El sistema de adquisición fue creado para propósitos estudiantiles ya que depende de un costoso analizador de espectros marca Agilent y fue creado para poder implementar una aplicación práctica con el software LabVIEW aplicado a las telecomunicaciones.

Se puede realizar un sistema de medición de bajo costo, siempre y cuando poseamos un analizador de espectros y se puedan facilitar los drivers correspondientes entre LabVIEW y el analizador, mediante comunicación serial, GPIB, RS232.

Conclusiones

El peso y tamaño de la antena influye en el posicionamiento final de la misma, ya que al moverse un paso, avanza más de lo debido. Este problema se puede evitar con un motor de pasos con mayor torque y que se mantenga fijo en ambos sentidos de rotación, es decir un motor de mejor calidad.

El diagrama de radiación obtenido con nuestro proyecto es similar al de una antena logarítmica, las diferencias se deben a que los pasos del motor son relativamente grandes, por lo que se pierden datos.

Recomendaciones
Al momento de ejecutar el programa es preferible tener un punto de referencia previo para determinar con respecto a qué punto el sistema adquirió su máxima potencia para el posicionamiento.

Mediante la compra de un motor de paso de mayor exactitud se pueden obtener mejores resultados en el sistema de medición.

Se recomienda además tener una antena logarítmica más ligera debido a que la inercia de misma nos puede llevar a datos y resultados con un margen de error.

El ancho de banda del canal ingresado no debe ser mayor a 2 MHz, ya que el analizador tendría muchos más cálculos que realizar en un mismo tiempo lo que ocasiona que se inhiba.