VLF- ja ELF-aaltojen mittaaminen ja käyttökohteet

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia Ammattikorkeakoululle. Tässä insinöörityössä tutkitaan ELF- ja VLF-aaltojen ominaisuuksia ja niiden tärkeyttä tiedonsiirrossa, perehdytään myös ELF- ja VLF-aaltojen erilaisiin käyttökohteisiin. Työssä tehdään katsaus ELF- ja VLF-aaltojen mittalaitteisiin ja niiden toimintaan. Lisäksi rakennetaan oma ELF- ja VLF-mittausjärjestelmä.

Työ aloitettiin perehtymällä radioaaltojen ja antennien ominaisuuksiin sekä antennien ominaisuuksiin. Näiden lisäksi kartoitettiin markkinoilla olevia valmiita mittausjärjestelmiä.

Mittauksien aikaansaamiseen tarvittavat osat olivat antenni, vahvistin ja tietokone. Ensin perehdyttiin antennin rakenteeseen ja toimintaan. Seuraavaksi luotiin katsaus vahvistimen rakenteeseen ja toimintaan. Mittaukset saadaan ulos vahvistinpiiristä tietokoneen äänikortin kautta Spectrum Laboratoryn-ohjelmistoon analysoitavaksi. Lopuksi analysoitiin ohjelmiston tulosten havaitsemisen ja tiedonkeruun monipuolisia ominaisuuksia. Vahvistinpiirin ansiosta saadaan havaittua matalia taajuuksia välillä 0,1 Hz- 500 kHz.

Työn tuloksena syntyi tehokas ELF- ja VLF-mittaus- ja analysointijärjestelmä.

This graduate study was done to Metropolia University of Applied Sciences. This thesis deals with ELF-wave properties and their role in information transfer, and weather predictions, also discusses possible applications of ELF-waves. This work covers several ELF wave measurement instruments and their functionality, finally building a working ELF-receiver.

An introduction of radio wave principles and antennae design is at the beginning of this thesis. In addition a review of existing elf-measurement devices is offered for the reader.

This followed by the principle of ELF-reception and structure of ELF-amplifier, structure and design of a specific ELF-antenna used in the experiment. Antenna with amplifier con-nects directly to a computer. Spectrum Laboratory software is used in the experiment and is described subsequently. Due to the powerful amplifier circuit it is possible to identify fre-quencies as low as 0.1 Hz-500 Khz.

The result of this work was a powerful ELF-analyzer device, which is suitable for ELF-wave measurement analysis and logging directly on a PC.