Dissertations (KEI)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Optimization of new generations communication, broadcasting and IoT networks(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Al-anbagi, Haidar Najim Abbod; Masopust Jiří, Doc. Ing. CSc.; Maršálek Roman, Prof. Ing. Ph.D.; Mráz Jan, Ing. Ph.D.; Vítek Stanislav, Doc. Ing. Ph.D.Internet of Things (IoT) networks connect countless devices in endless daily life applications. However, current IoT coverage is not yet ubiquitous to the less inhabited and harsh environments such as oceans, forests, mountains, poles, and deserts. Accordingly, for an omnipresent coverage of the future Sixth Generation (6G), satellites must be integrated into terrestrial IoT networks. Small satellites in the Low Earth Orbit (LEO) are very popular nowadays and have already attracted attention towards such integration. However, the size constraints of small satellites impose limited transmitting power and tiny antennas onboard. Consequently, weak signals and higher outages are more probable at the receiving Ground Station (GS). Therefore, the GS must utilize high gain directive antennas with complex and expensive steering resources to collect such weak signals via a single radio link. This traditional communication scheme can track only one satellite at a time with more vulnerability to outages resulting from possible severe signal degradations or from sudden steering engine failures. To contribute to a successful integration of the popular but restricted small satellites into the future 6G ubiquitous IoT networks, this work presents a GS-based solution through a cooperative reception scheme in which diversity combining is utilized. The theoretical part of this work structured, modeled, and simulated the suggested cooperative scheme and developed a simple yet efficient combining method. The results of the simulated model revealed a significant reduction in the Bit Error Rate (BER) for a group of GSs when working in a diversity mode compared to the conventional single site mode. To validate the proposed concept, this dissertation carried out a real deployment of the cooperative reception scheme in combining real small satellites' signals. According to the experimental findings, if multiple GSs worked cooperatively in a diversity mode and shared their received streams, they could generate a combined version that was always better than any other individually received stream. Indeed, the endorsed cooperative reception assured a significant reduction in BER, decreased probability of outages, and meanwhile enabled the simultaneous tracking of multiple satellites. The achieved diversity gain is promising enough to even trigger the idea of replacing the current expensive directive receiving antennas and their complex steering resources with much more affordable omnidirectional ones.
Item Modelling and simulation in electromagnetic compatibility(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Almtrod, Abdalghfor Abdalghfar A.; Šostronek Mikuláš, Doc. Ing. Ph.D.; Richter Aleš, Prof. Ing. CSc.; Mráz Jan, Ing. Ph.D.This work presents compact electromagnetic sensors usable for electromagnetic compatibility (EMC) measurements. Currently, the utilized standardized 3D antennas are relatively large in size and, in some cases, not very suitable in terms of their electrical parameters and dimensions. This dissertation focuses on the possibility of realizing and using 2D sensors of compact sizes. Five structures of electromagnetic sensors have been designed, fabricated, and tested at the University of West Bohemia's EMC laboratory. Moreover, the practical verifications of the proposed structures showed promising results. The first design is a broadband Printed biconical dipole (PBD) antenna with a balun feeding method. The projection of a classical biconical antenna has inspired the proposed shape. Furthermore, the balun feeding method provides the wide impedance bandwidth. The second structure comprises of 12 elements Printed logperiodic biconical dipole array (PLPBDA) antenna, where each element is derived as the first design. Moreover, PLPBDA antenna exhibited convenient findings in terms of size reduction and bandwidth enhancement. The third design consists of Dual-stacked log periodic biconical dipole array (DSLPBDA) antenna by stacking two LPBDA antennas with angles of 30° and 50° for the inner and outer layers. Regarding the EMC requirements, the achieved radiation pattern results of DSLPBDA antenna enabled it to work as a reference antenna for radiated emission and immunity tests. The fourth work proposes three broadband spiral circular magnetic probes for EMC measurement; One Face Three Loops (1F3L), Two Face Three Loops (2F3L), and One Face One Loop (1F1L) structures. Due to its more selective area, the 1F3L structure performs better than the 2F3L structure while the 1F1L structure offers wider bandwidth than 1F3L one due to reduce the parasitic capacitor. The fifth structure demonstrates a novel highsensitivity magnetic probe switchable from broadband to multinarrowband via a PINdiode. The achieved narrowband high sensitivity is also tuned across the most critical applications with the help of the varactor diode. The frequency and radiation characteristics of the proposed antennas in terms of bandwidth, size, gain, antenna factor and radiation pattern are compared with that of the classical antenna offered for sale. Moreover, the early design of switchable broadband magnetic probe is evaluated alongside the classical magnetic probe offered for sale regarding sensitivity, spatial resolution, and isolation. The comparison results of antennas and probes are listed in tables and showed good agreement.Item Impulsní napájecí systémy pro průmyslové aplikace(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Valenta, Pavel; Hospodka Jiří, Doc. Dr. Ing.; Kolář Václav, Doc. Ing. Ph.D.; Konečný Ivan, Doc. Ing. CSc.Předkládaná práce se zabývá možnostmi využití piezoelektrických transformátorů. Piezoelektrické transformátory přenášejí výkon pomocí mechanických vibrací. Přesto, že je princip piezoelektrických transformátorů znám již dlouhou dobu, je jejich použití velmi málo rozšířeno. Masivnější použití piezoelektrických transformátorů nastalo pouze v případě měničů pro napájení CCFL výbojek. Tato práce se zaměřuje na ucelený přehled o piezoelektrických transformátorech, zahrnující popis vlastností a chování piezoelektrických transformátorů, možnosti jejich buzení a řízení. V neposlední řadě se práce věnuje praktickým aplikacím piezoelektrických transformátorů a jejich uplatnění i v aplikacích, ve kterých nebyly dosud používány.Item Elektronické řidicí systémy a pokročilé metody vyhodnocování využitelné v dopravních aplikacích(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Lufinka, Ondřej; Filip Aleš, Doc. Ing. CSc.; Šimoník Petr, Doc. Ing. Ph.D.; Štorek Dominik, Ing. Ph.D.Tato disertační práce se zabývá problémem testování systémů nazvaných Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) v oblasti automotive. Existují různá řešení pro testování, která jsou již ve vývoji, a v poslední době se stále více uplatňují robotické platformy. Prototyp Autonomní Robotické Platformy (ARP) popisovaný v této práci do detailu prozkoumává nové možnosti jejich návrhu. Ve svých kapitolách se práce nejprve věnuje výzkumu existujících zařízení, kde získává inspiraci. Dále popisuje koncept vyvinutého prototypu, jeho principy a cíle pro vylepšení tohoto odvětví. Další kapitoly vysvětlují hardwarové a softwarové návrhy, jelikož tato práce se soustředí především na elektronickou stránku projektu. Je v nich také probíráno, jak navrhovat rozsáhlý embedded systém a zachovávat jeho spolehlivost a bezpečnost. Poté práce rozebírá klíčové vlastnosti, které byly využity ve vyvinutém prototypu pro inovaci těchto platforem (např. modulárnost, komunikace s využitím cloudu, automatické bezpečnostní mechanismy, všesměrový pohyb, využití běžně dostupných i netradičních senzorů v kombinaci s Kalmanovým filtrem pro lokalizaci, možnosti autonomní navigace nebo synchronizace více platforem a automobilů). V neposlední řadě jsou nastíněny možnosti budoucího vývoje tohoto projektu, jejichž implementace by mohla vést k dalším inovacím v tomto oboru.Item Systémy s nízkou spotřebou(Západočeská univerzita v Plzni, 2021) Zich, Jan; Kos Šimon, Doc. Mgr. Ph.D.; Štekl Ivan, Doc. Ing. CSc.; Vaňát Tomáš, Ing. Ph.D.Tato disertační práce se zabývá architekturou, funkcí a realizací rychlých výběrových obvodů pro časové detektory částic. Samotná částicová fyzika je velmi dynamicky se rozvíjející obor a mezi hlavní předměty jejího zkoumání patří povaha částic tvořících hmotu a radiaci. Práce si klade za cíl přinést komplexní přehled výběrových obvodů používaných v částicových detektorech a vytvořit zcela nový systém výběru událostí pro časový detektor v oblasti fyziky elastického či difrakčního rozptylu v rámci projektu ToF AFP. Podstatou kvalitativního zlepšení vybudovaného trigger systému je vysoká flexibilita rekonfigurace vyhodnocovacích funkcí, sofistikované řízení systému pro sběr dat z detekčního řetězce a také pokročilé možnosti monitorování a řízení samotného trigger modulu. Krom toho má nový trigger systém za úkol přinést kvantitativní zlepšení ve formě snížení latence nezbytné pro rozhodnutí o akceptování či blokování detekované události. Mezi vědecké metody použité pro dosažení vytyčených cílů patří především analýza požadovaných funkcí a parametrů systému následovaná syntézou architektury a obvodového zapojení. Po fázi návrhu a sestavení prototypu byly provedeny laboratorní experimenty, měření vybraných parametrů, a komparace výsledků. Ze zjištěných skutečností plyne, že byly všechny vytyčené cíle naplněny a zkonstruovaný trigger systém bude nasazen na urychlovači LHC v CERNu v rámci provozní periody Run 3.
