DRTINA, V. Vliv způsobu instalace antény na střeše drážního vozidla na dosažené parametry a vyzařování antény [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Cílem bakalářské práce bylo 1) seznámit se se specifikacemi sítě GSM-R a jeho nutnost pro přenos dat pro vlakový zabezpečovač ETCS, 2) provést rešerši antén používaných pro montáž na drážní vozidla a vytvořit model reálné antény v simulačním prostředí a 3) provést simulace vlivu zástavby střechy drážních vozidel na vyzařovací vlastnosti antén. V první části práce pan Drtina předkládá rešerši antén vhodných pro použití v buňkových sítích, a to jak z vědeckých publikací tak i reálně vyrobených antén. Správně sepsal všechny důležité aspekty, které ovlivňují výběr místa pro umístění antén na střechu drážního vozidla, přičemž tyto zkušenosti získal přímo v praxi. Konkrétní způsoby instalace opírá o platnou legislativu. Zmiňuje i další používané digitální sítě u jiných zahraničních železničních správ a předkládá srovnání jejich parametrů. Tuto část práce hodnotím jako přínosnou. V praktické části student nejdříve měřil vyzařovací charakteristiku zapůjčené vozidlové antény a na základě těchto dat vytvořil model antény v ANSYS HFSS. Parametry simulované antény odpovídají parametrům reálné antény QDBLUD1, nicméně graf, který by přímo porovnával simulaci a měření chybí, neboť měřená vyzařovací charakteristika byla vynesena v dBm přijímaného výkonu a údaje nebyly přepočítány na zisk. Student zpracoval dva modely drážních vozidel známých pod označením RegioPanter v reálném měřítku, přičemž modely odpovídají reálné podobě a liší se mírou zástavby střechy technologiemi, které představují překážky. Simulací antény umístěné na modelu drážního vozidla student dokazuje, jak velká členitost střechy více či méně závažně znehodnocuje izotropní vlastnosti antény. Student posuzuje míru všesměrovosti pomocí "marginů". Obecně se těžko hledá nějaká definice, jak je vlastně všesměrovost antén globálně posuzována. Student získal poměrně zajímavé výsledky, například graf na Obrázku 2.30 ukazuje, jak je zisk antény významnější z bočních směrů vozidla vůči směrům k čelu soupravy, kde je ovšem největší pravděpodobnost výskytu BTS. Díky konání experimentálního měření přímo s konkrétními jednotkami 15Ev s experimentálně osazenými anténami (dvě různé výšky a tři pozice) na trati z Olomouce do Uničova měl student možnost získat unikátní data přímo z provozu, kterými v práci podkládá správnost simulací. Postprocessing naměřených dat byl z důvodu velké složitosti použitých algoritmů pro zajištění korelace měřené úrovně v závisloti na GPS poloze vozidla při statistickém vyhodnocování v gesci pracovníka Správy železnic - tvorba algoritmů pro zpracování těchto dat není předmětem bakalářské práce a mohla by být spíše zadáním obtížnější diplomové práce. Oceňuji nápaditost studenta při tvorbě modelů i technickou zdatnost, kdy simulace běžely několik týdnů nepřetržitě na vzdálené výkonné sestavě, kterou si student obstaral a tudíž bylo možné provést všechny simulace ve frekvenční oblasti. Student Vojtěch Drtina konzultoval svůj progres na týdenní bázi (mnohdy i častěji). Na připomínky vedoucího reagoval pružně a práce byla hotová s předstihem, díky čemuž byl prostor na opravu stylistických a faktických chyb a celkovou korekci, díky čemuž v práci prakticky nejsou překlpey a chyby. Oceňuji práci v LaTeXu a vlastní ilustrace, včetně autentických fotografií, které dělají práci přehlednou. Dále oceňuji aktivity jako rentgen vnitřní struktury, díky čemuž získal student přehled o tom, jak věrně vytvořit model antény v simulátoru. V závěru práce jsou navíc shrnuty jiné metodiky měření vyzařovacích charakteristik antén na elektricky velkých objektech s příslušnými odkazy na literaturu. Například měření pomocí dronu je poměrně realizovatelnou metodou hodnou pro využití při dalším experimentálním měření. Ocenil bych, kdyby byly do výsledků zahrnuty i simulace nějakého ideálního drážního vozidla s plochou střechou nezastavěnou technologiemi, například na odkazovaném měřícím voze. Tím by bylo možné dokázat, že GSM-R anténa na měřícím voze je skutečně izotropní a je vhodné brát ji jako referenci. Nicméně by to znamenalo zdlouhavé modelování dalšího modelu, které je náročné hlavně z důvodu nedostupnosti jakýchkoliv výrobních podkladů a technických listů, které jsou z pochopitelných důvodů citlivými údaji. Oceňuji zapálení studenta do tématu, které je z výsledného díla znát, nabrané zkušenosti i schopnost spolupracovat s týmem specialistů při nočním měření v provozu. Zadání bylo zcela splněno, navíc obohaceno o měřená data. Práci hodnotím A/92 bodů.
Pozn.: Posudek vypracovala doc. Ing. Marie Richterová, Ph.D. z Katedry komunikačních technologií, elektronického boje a radiolokace, Univerzity obrany. Posudek je přiložen v PDF. Bakalářská práce pana Vojtěcha Drtiny na téma Vliv způsobu instalace antény na střeše drážního vozidla na dosažené parametry a vyzařování antény se zabývá aktuální problematikou, která souvisí s aplikací a využitím antény na střechách drážních vozidel. Student práci rozdělil do čtyř kapitol. Po prostudování textu práce mohu konstatovat, že bakalářská práce splnila požadavky zadání a že všechny zadané úkoly byly splněny. V první kapitole student popsal specifikace systému GSM-R dle příslušných předpisů a popsal také konkrétní typy antén a způsoby jejich instalace na drážní vozidla. Rozsah i obsah této kapitoly splňuje úkoly stanovené v zadání bakalářské práce. Ve druhé kapitole nazvané Praktická část je představeno vlastní jádro bakalářské práce. Student řešil měření reálné antény QDBLUD1 od výrobce Polo Marconi, která je naistalována na vozidle řady 362/363. Měření směrových vlastností antény QDBLUD1 provedl student v anechoické komoře pro rovinu E a rovinu H. Experiment prokázal, že zkoumaná anténa je všesměrová. Následně student měřil impedanční vlastnosti a získané výsledky porovnal s údaji, které jsou uvedeny v technické dokumentaci antény QDBLUD1. Tento postup považuji za správný. Poté student realizoval měření na lokomotivě s cílem zjistit, jak anténa přijímá signál v závislosti na pozici základnových stanic podél železniční trati. Experimentem student prokázal, že se mění úroveň přijímaného signálu v závislosti na pozici základnové stanice a na členitosti terénu. Získané poznatky z experimentů student využil při sestavování simulačního modelu antény pro GSM-R pásmo v simulátoru Ansys HFSS. Student si zvolil čtvrtvlnný unipól s délkou ramene 8,15 cm, řešil také tvar a vlastnosti krytu pro navrhovaný unipól, tvar a rozměr reflektoru. Simulacemi student prokázal, že impedanční vlastnosti antény se mění v závislosti na poloměru anténního vodiče a na velikosti reflektoru. Optimální parametry antény jsou uvedeny v tabulce 2.1 na str. 45. V kapitole 2.3 student provedl simulaci zástavby vlaku, kterou provedl pro dvě varianty zástavby, a to pro dvouvozovou 15Ev a čtyřvozovou 18Ev. Pro simulaci byly zvoleny různé výšky antén a byly vybrány čtyři různé pozice pro umístění antén pro jednotku 18Ev. Výsledky simulací jsou prezentovány na obrázcích 2.24 až 2.34. U jednotky 15Ev měl student omezené možnosti pro simulace vzhledem ke konstrukci jednotky, nicméně student dokázal posoudit vliv jednotky 15Ev na vyzařovací charakteristiku antény. Výsledky simulací jsou uvedeny na obrázcích 2.35 až 2.39. S porovnání simulací jednotek 18Ev a 15Ev následně vyplynulo, že hustější zástavba na střeše drážního vozidla významně ovlivňuje vyzařovací charakteristiku antény a že zkoumaný unipól z části přichází o izotropní vlastnost. Kapitolu 2.4 s názvem Možnosti měření v praxi považuji za velmi přínosnou. V této kapitole student popsal možnosti a způsoby měření vyzařovacích charakteristik antén, které jsou umístěny na drážních vozidlech. Z výsledků měření je patrný vliv vícecestného šíření signálu v závislosti na pozici drážního vozidla a základnové stanice. V závěru bakalářské práce student vyhodnotil dosažené výsledky a konstatuje, že navržená anténa je vhodná pro systém GSM-R. Simulacemi a experimenty student prokázal, že různé výšky antén a jejich umístění na drážním vozidle významným způsobem ovlivňují vyzařovací vlastnosti antény. Formální písemné i grafické zpracování textu bakalářské práce odpovídá požadavkům na závěrečné práce, také po gramatické stránce je text bakalářské práce na odpovídající úrovni. K formální stránce mám jednu připomínku. V textu práce se vyskytuje množství zkratek. Některé z nich jsou v textu práce vysvětleny, jiné vysvětleny nejsou. V bakalářské práci není uveden seznam použitých zkratek a symbolů. Domnívám se, že seznam zkratek s jejich vysvětlením by podstatně usnadnil studium textu bakalářské práce. V práci je uvedeno celkem 65 odkazů na použité zdroje, ale zdroj [34] je uveden pouze v seznamu literatury, není však použit v textu práce. Závěr: Bakalářská práce pana Vojtěcha Drtiny svým obsahem i rozsahem splnila požadavky kladené na bakalářské práce, připomínky k formálnímu zpracování textu nesnižují kvalitu předložené práce. Bakalářskou práci pana Vojtěcha Drtiny doporučuji k obhajobě. Navrhuji hodnocení bakalářské práce stupněm A.
eVSKP id 159014