Master's Thesis

Antenna system calibration for azimuth and elevation

Final Thesis 27.67 MB Appendix 10.73 MB

Author of thesis: Bc. Pavol Rohaľ

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Reviewer: Ing. Miroslav Cupal, Ph.D.

Abstract:

The thesis focuses on the design of a synchronization and calibration system for
determining the azimuth and elevation of a parabolic antenna system operating in the S-
band. Main focus is given to the analysis of sensor-based orientation determination
methods, including magnetometric, gyroscopic, accelerometric, and GNSS approaches.
Based on theoretical analysis, a hardware solution utilizing RTK GNSS technology for
precise azimuth determination and a static accelerometer for elevation measurement is
proposed. The result is a system design capable of accurate and stable operation.

Keywords:

antenna system, azimuth, elevation, antenna calibration, antenna pointing, S-band, GNSS,
RTK, dual compassing, MEMS sensors, accelerometer, gyroscope, magnetometer

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student prezentuje výsledky a postupy řešení závěrečné práce. Následně odpovídá na dotazy vedoucího a oponenta práce a na dotazy členů zkušební komise.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Radio Electronics

Study programme

Electronics and Communication Technologies (MPC-EKT)

Composition of Committee

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Patrik Kamencay, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.

Student si vybral jako téma diplomové práce nezávislé kalibrační měření anténního systému v azimutu i elevaci. Při teoretickém rozboru měření v elevaci pomocí akcelerometru nejprve vybral jednodušší typ podle ceny, až při realizaci zjistil, že daný typ nenabízí dostatečné rozlišení výsledku v elevaci a byl tak nucen vybrat typ s lepšími parametry. Při realizaci student celkové zapojení sestavil z dostupných modulů a nebylo tak potřeba navrhovat vlastní desku plošných spojů, propojení modulů vyřešil pomocí univerzální desky. Při experimentování se senzory v cílovém umístění na stožáru a rotátoru strávil hodně času a dlouhodobá měření prováděl pro každou konfiguraci řadu hodin. Samotný text problematiku popisuje dostatečně, s občasnými stylistickými chybami a překlepy. Některé úvahy v práci nejsou podloženy teorií a výsledná přesnost v měření elevace 0,02° například nezahrnuje vliv nedokonalé vzájemné kolmosti os akcelerometru. Vytvořené webové rozhraní je pro kontrolu kalibrace použitelné, pro dlouhodobé použití by bylo potřeba optimalizovat objem zobrazovaných dat.
Zadání práce považuji za splněné a práci doporučuji k obhajobě. Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Miroslav Cupal, Ph.D.

Topics for thesis defence:
  1. Pro jakou velikost parabolického reflektoru je navržený systém vhodný?
  2. Jak může PID regulátor kompenzovat zpoždění ve zpětné vazbě?
  3. Jak ovlivní změna elevace antény přesnost měření azimutu? Například během reálného přeletu.
Points proposed by reviewer: 72

Grade proposed by reviewer: C

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 568,09 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová