Metody i automatyzacja pomiaru znormalizowanej tłumienności stanowisk do badania emisji promieniowanej
W artykule zaproponowano klasyfikację i porównano metody wyznaczania znormalizowanej tłumienności (NSA) komór bezodbiciowych przeznaczonych do badania emisji promieniowanych. Scharakteryzowano procedury zgodne między innymi z europejską normą EN 50147-2 i pokazano możliwości automatyzacji pomiarów. Skrótowo omówiono oryginalne oprogramowanie komputerowe umożliwiające automatyczne wykonywanie pomiarów NSA potrzebnych w procesie akredytacji laboratoriów, jak i okresowej samokontroli. Abstract. The paper presents, discusses and compares methods for the determination of Normalized Site Attenuation (NSA) of open area test sites and semianechoic chambers dedicated for the measurement of electromagnetic emissions in EMC facilities. NSA measurement automation techniques are shown. An experim[...]
Krajowa Konferencja Radiokomunikacji Radiofonii i Telewizji 2015 DOI:
Szanowni Państwo Krajowa Konferencja Radiokomunikacji, Radiofonii i Telewizji obchodzi w tym roku swoje piętnastolecie. Największe w Polsce forum naukowo-techniczne w obszarze radiokomunikacji jest miejscem integracji środowiska naukowego, inżynierów z przemysłu, operatorów, przedstawicieli urzędów centralnych oraz branżowych organizacji gospodarczych. Dotychczas gospodarzami KKRRiT były już trzykrotnie Politechnika Gdańska, Politechnika Poznańska, Politechnika Warszawska i Politechnika Wrocławska, a dwukrotnie Akademia Górnicza. W tym roku, po raz pierwszy, ten zaszczyt p[...]
Analiza wpływu bezprzewodowych sieci komputerowych na bezpieczeństwo ludzi
Bezprzewodowe sieci komputerowe zgodne ze standardem IEEE 802.11 wykorzystujące nadajniki radiowe małej mocy, stają się coraz bardziej złożone, co może prowadzić do występowania znacznej liczby nadajników w stosunkowo niedużych pomieszczeniach (pracownie komputerowe, kawiarnie internetowe). W artykule przedstawiono wyniki symulacji rozkładów pola elektromagnetycznego wytworzonego przez złożoną sieć bezprzewodową w uproszczonych modelach pomieszczeń i zinterpretowano uzyskanie wyniki pod kątem obowiązujących norm bezpieczeństwa. Abstract. Wireless computer networks compatible with IEEE 802.11 standard use low-power radio transmitters. The increasing complexity of those networks may cause a concentration of radio transceivers in relatively small rooms (computer laboratories, internet c[...]
Uproszczony model ludzkiego ciała do symulacji komputerowych anten nasobnych
Coraz powszechniej wykorzystuje się systemy radiokomunikacyjne
pracujące w pobliżu ciała człowieka. Są to systemy wykorzystujące
nadajniki zlokalizowane w bezpośrednim otoczeniu
ciała - systemy typu BAN (ang. Body Area Network), jak również
umożliwiające przesyłanie danych od nadajnika znajdującego się
przy ciele do terminala usytuowanego w jego pobliżu - systemy
typu PAN (ang. Personal Area Network).
Projektowanie takich systemów oraz ich optymalizacja ‑ w tym
projektowanie anten ‑ wymaga korzystania z symulacji komputerowych
oraz pomiarów w kontrolowanym środowisku. Symulacje
komputerowe wymagają wykorzystania komputerowych modeli
ciała człowieka. Komercyjnie są dostępne antropomorficzne komputerowe
modele wielotkankowe (heterogeniczne) ludzkiego ciała,
takie jak "NMR Hershey" [1], "Virtual Population" [2], "Hugo" [3]
wykorzystywane do obliczeń elektromagnetycznych, np. metodą
różnic skończonych w dziedzinie czasu. Takie modele są jednak
stosunkowo kosztowne, a ponadto nie mają bezpośredniego odpowiednika
w formie fantomów umożliwiających wykonanie pomiarów,
co powoduje, że wyniki symulacji są trudne do weryfikacji
eksperymentalnej. Ponadto zastosowanie dokładnych numerycznych
modeli ciała człowieka, nawet przy wykorzystaniu procesorów
graficznych, prowadzi do czasów obliczeń rzędu godzin, co
jest czasem zbyt długim na przykład w procesie optymalizacji anten
noszonych, w którym obliczenia muszą być powtarzane wielokrotnie.
Dlatego poszukiwanie modeli uproszczonych ma istotne
znaczeni[...]
Sieci radiowe działające w bezpośrednim otoczeniu ciała człowieka
Miniaturyzacja urządzeń elektronicznych oraz rozwój technik
półprzewodnikowych układów scalonych i technik materiałowych
umożliwiły projektowanie i produkcję urządzeń teleinformatycznych
na tyle małych, że mogą być noszone przez ich użytkownika w kieszeni
lub w inny sposób, przymocowane do ciała lub do ubrania.
Obecnie najbardziej popularnymi bezprzewodowymi urządzeniami
elektronicznymi, które znajdują się tuż przy ciele, są telefony komórkowe
oraz słuchawki bezprzewodowe. Oprócz urządzeń przeznaczonych
dla masowego odbiorcy, rozwojowi ulegają specjalistyczne
systemy telekomunikacyjne, które również funkcjonują w pobliżu
ciała człowieka. Są to systemy łączności wykorzystywane przez
służby ratownicze oraz wojsko, a także systemy zdalnego monitorowania
parametrów fizjologicznych ludzi pracujących w warunkach
niebezpiecznych oraz osób chorych. Z pewnością zakres zastosowań
tego typu urządzeń będzie się poszerzał.
Pierwsze rozwiązania systemów elektronicznych instalowanych
w pobliżu ciała człowieka wykorzystywały transmisję przewodową
i były opracowywane głównie w celu monitorowania
jego parametrów fizjologicznych. Przykładem takiego systemu
mogą być kombinezony pilotów samolotów wysokościowych
oraz astronautów lub też zestawy czujników do rejestracji i analizy
sygnałów elektroencefalograficznych lub elektrokardiograficznych.
Zastosowanie transmisji przewodowej w pobliżu ciała
człowieka ogranicza jego swobodę poruszania się oraz komfort.
Systemy elektroniczne ewoluują zatem w kierunku systemów
bezprzewodowych, co jest możliwe dzięki postępującej miniaturyzacji
układów scalonych. Systemy te, funkcjonujące w pobliżu
ciała człowieka, mogą wykorzystywać niewielkie, lekkie moduły
nadawczo-odbiorcze, których usytuowanie w mniejszym stopniu
ogranicza komfort, niż zastosowanie połączeń przewodowych.
System transmisji bezprzewodowej zlokalizowany w pobliżu ciała
człowieka w języku angielskim jest zwykle określany akronimem
WBAN (Wireless[...]
Analiza wrażliwości jednorodnego modelu ciała człowieka na parametry płynu symulującego tkanki DOI:10.12915/pe.2014.12.53
Projektowanie systemów radiokomunikacyjnych pracujących w pobliżu ciała człowieka (ang. Wireless Body Area Network), wymaga korzystania zarówno z symulacji komputerowych, jak i z pomiarów weryfikujących projekt. W obu przypadkach konieczne jest zastosowanie modeli ciała człowieka odwzorowujących oddziaływanie fal elektromagnetycznych z tym ciałem. W artykule omówiono wyniki badań nad wpływem parametrów płynów imitujących tkanki na wyniki eksperymentów wykorzystujących jednorodny (nie różnicujący tkanek) model ciała. Abstract. Designing Wireless Body Area Networks requires using both computer simulations and experimental verification of the design.Iin both cases it is necessary to use human body models (phantoms) representing interaction of the radiowaves and the body. In the paper influence of the electric properties of the tissue simulant liquid on the results of experiments using a homogenous human body model are investigated. (Sensitivity Analysis of Homogenous Human Body Model on Tissue Simulant Liquid). Słowa kluczowe: radiokomunikacja, fantom, sieci typu WBAN Keywords: radiocommunication, human phantom, Wireless Body Area Network doi:10.12915/pe.2014.12.53 Wstęp W ostatnich latach obserwuje wyraźny wzrost zainteresowania systemami wykorzystującymi transmisję radiową w pobliżu ciała człowieka. Systemy typu WBAN (ang. Wireless Body Area Network) umożliwiają np. transmisję danych od czujników pomiarowych zintegrowanych z odzieżą, co ma szczególne zastosowanie w przypadku długotrwałego monitorowania parametrów fizjologicznych osób chorych, sportowców podczas treningu lub osób pracujących w warunkach zagrażających ich zdrowiu lub życiu [1]. W sieciach WBAN miniaturowe nadajniki radiowe oraz ich anteny mogą być umieszczone w odzieży - blisko ciała użytkownika, które istotnie wpływa na charakterystyki promieniowania anten, ich dopasowanie impedancyjne oraz parametry łącza radiowego (tłumienność, dyspersję czasową, itd.). Cel badań[...]
Internet rzeczy w medycynie i dla podniesienia komfortu życia DOI:10.15199/59.2017.6.1
Rozwój elektroniki przynosi między innymi nowe rozwiązania
czujników (np. biosensory), miniaturyzację wymiarów i masy oraz
wzrastającą energooszczędność układów scalonych, technologię
obwodów elastycznych i tekstronikę - połączenie elektroniki
z technologiami tekstylnymi, przyrządy do pozyskiwania energii
zasilania z otoczenia, mikroukłady elektromechaniczne. Towarzyszy
temu rozwój technik łączności bezprzewodowej, a w tym
metod kodowania kanałowego, modulacji i wielodostępu dla
różnych kategorii urządzeń użytkownika, technik antenowych,
np. typu massive MIMO, opanowywanie zakresów coraz większych
częstotliwości, rozwój technik zabezpieczania danych.
Te osiągnięcia prawdopodobnie umożliwią realizację systemów
istotnie poprawiających komfort naszego życia oraz skok jakościowy
w medycynie zapobiegawczej, co wiąże się z potrzebą
monitorowania parametrów fizjologicznych i aktywności człowieka
oraz wykrywaniem zaburzonych stanów ogólnoustrojowych lub
lokalnych. Tymczasem, chociaż liczba terminali w sieciach komórkowych
znacznie już przekroczyła 7 miliardów, czyli jest większa
niż populacja naszej planety, to oferta tego rodzaju urządzeń
i usług medycznych jest obecnie jeszcze bardzo skromna. Dlatego
jedną z prawdopodobnych tendencji rozwojowych będzie
wprowadzanie zminiaturyzowanych urządzeń, które po wyposażeniu
w różnego rodzaju czujniki (a w przyszłości także aktuatory,
np. w implantach dawkujących leki) będą monitorować
stan organizmu i przekazywać niektóre dane do medycznych
systemów ekspertowych [1].
Innym ważnym obszarem zastosowań może być zwiększanie
bezpieczeństwa ludzi pracujących w niebezpiecznych warunkach.
Podobnie można oczekiwać poprawy bezpieczeństwa
ludzi chorych, w zaawansowanym wieku czy niepełnosprawnych.
Dotyczy to szczególnie osób, które wsparte odpowiednimi środkami
technicznymi mogłyby nadal prowadzić samodzielny tryb
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY ROCZNIK XC WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE [...]
Antena mikrofalowa dla systemów tekstronicznych
W artykule przedstawiono tekstylną antenę mikrofalową przystosowaną do integracji w systemach tekstronicznych. Omówiono konstrukcję anteny oraz jej model komputerowy. Przedstawiono sposób przeprowadzenia pomiarów prototypowej anteny oraz przedstawiono przykładowe wyniki. Abstract. The paper presents textile microwave antenna that was designed for textronic systems. The design and the computer model of the antenna were presented as well as the measurement methodology. The measured and simulated characteristics of the antenna are given. (Microwave antenna for textronic systems). Słowa kluczowe: anteny, technika mikrofalowa, tekstronika, anteny tekstylne. Keywords: antennas, microwave technique, textronic, textile antennas. Wstęp Tekstronika to stosunkowo nowa interdyscyplinarna dzi[...]
Systemy łączności bezprzewodowej do ochrony pracujących w warunkach niebezpiecznych
Ludzie pracujący w warunkach niebezpiecznych (strażacy, górnicy,
żołnierze, ratownicy, monterzy itp.) niemal w każdej chwili mogą być
narażeni na dynamiczne i trudne do przewidzenia czynniki, zagrażające
ich zdrowiu lub życiu. W celu zapewnienia im bezpieczeństwa,
standardowo są wykorzystywane środki techniczne, ograniczające
skutki niebezpiecznego oddziaływania środowiska na organizm człowieka.
Typowymi rozwiązaniami są np. ubrania ochronne i specjalne,
ochrony osobiste (hełmy, osłony twarzy, okulary, maski) oraz środki
łączności osobistej. Rozwój elektroniki i technik telekomunikacyjnych
umożliwia wprowadzanie zupełnie nowych rozwiązań, zwiększających
bezpieczeństwo pracy w wyżej wymienionych warunkach. W artykule
dokonano przeglądu możliwości wykorzystania w tym celu niektórych
klas systemów i technik łączności bezprzewodowej. Ze względu na
obszerność tematyki, skoncentrowano się na wybranych aspektach
wynikających z doświadczeń autorów. W szczególności omówiono
wykorzystanie sieci sensorycznych do monitorowania parametrów fizjologicznych
zagrożonych osób, możliwości zastosowania anten tekstylnych
oraz skrótowo technikę radia kognitywnego (rys. 1). Jednocześnie
pominięto wiele aspektów, np. związanych z technikami lokalizacji osób
na temat stanu osób poszkodowanych, możliwe jest bowiem lepsze
zaplanowanie akcji ratowniczej, a tym samym skrócenie czasu oczekiwania
na pomoc. Przykładem systemów monitorujących, które wykorzystują
stosunkowo proste urządzenia, są osobiste detektory upadku,
wyposażone w akcelerometry i nadajnik radiowy. Mogą one wykryć
i przesłać do innych osób informację o zdarzeniu, co jest bardzo istotne,
gdy nie ma świadków wypadku lub gdy widoczność (np. spowodowana
zadymieniem lub kurzem) jest znaczne ograniczona [1].
Bezprzewodowe sieci sen sor ów
w inteligentnych ubraniach
Pierwsze zastosowania sieci sensorów do monitorowania ludzi
wykorzystywały technikę czujników przewodowych. Jednym z pierwszych
ubra[...]
Zastosowanie programu Remcom XFdtd i środowiska Octave do optymalizacji anten DOI:10.15199/59.2015.4.7
Projektowanie takich anten, dla których nie istnieją proste
wzory obliczeniowe, jest przeważnie złożonym zadaniem optymalizacyjnym.
Obejmuje ono zarówno wybór kształtu (typu)
anteny, jak i dobór wartości parametrów geometrycznych oraz
materiałowych, tak aby zostały spełnione wymagania specyfikacji,
np. odpowiednio ukształtowana charakterystyka promieniowania,
dopasowanie impedancyjne. W procesie optymalizacji
wykorzystuje się programy komputerowe z zakresu elektrodynamiki
obliczeniowej, służące do wyznaczenia funkcji celu, która
jest pochodną parametrów anteny. W przypadku anten, których
projektowanie wymaga wyznaczenia wartości wielu parametrów
geometrycznych czy materiałowych, jednym z teoretycznie
możliwych podejść jest przeprowadzenie optymalizacji metodą
wyczerpującego przeszukiwania. Polega ona na symulacji właściwości
anteny dla wszystkich kombinacji wartości parametrów
w ich zdyskretyzowanej przestrzeni i wyborze wariantu optymalizującego
wartość funkcji celu. Już przy stosunkowo niewielkiej
liczbie parametrów jest to zwykle zadanie bardzo (lub wręcz
zaporowo) czasochłonne, co wynika z dużego nakładu obliczeniowego
potrzebnego do wielokrotnego wykonania symulacji
elektrodynamicznych. Proces projektowania może zostać
znacznie skrócony, dzięki rezygnacji z tego algorytmu na rzecz
heurystycznych metod optymalizacji. Nie dają one gwarancji
znalezienia rozwiązania optymalnego, ale umożliwiają znacznie
szybsze przeszukiwanie przestrzeni parametrów. Zapewniają
one duże prawdopodobieństwo znalezienia w rozsądnym
czasie rozwiązania, które jest akceptowalne z punktu widzenia
przyjętych założeń projektowych. Dotychczas opracowano
i stosowano wiele algorytmów optymalizacji anten, co świadczy
ogólnie o skuteczności takiego podejścia do projektowania
[2 - 4]. Dodatkowo w ostatnich latach, dzięki rozwojowi technologii
komputerowej skutkującej znacznym przyspieszeniem
obliczeń, możliwe było wykorzystanie w praktyce projektowej
meto[...]