Development and Assembly of Measurement Setup for Assessing the Magnetic Behavior of SpaceWire Links

Μπεχράκης Τριαντάφυλλος-Αλέξανδρος; Bechrakis Triantafyllos-Alexandros; Μαυροπούλου, Αλεξάνδρα; Mavropoulou, Alexandra

dc.contributor.author	Μπεχράκης Τριαντάφυλλος-Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Bechrakis Triantafyllos-Alexandros	en
dc.contributor.author	Μαυροπούλου, Αλεξάνδρα	el
dc.contributor.author	Mavropoulou, Alexandra	en
dc.date.accessioned	2020-10-05T13:41:24Z
dc.date.available	2020-10-05T13:41:24Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51282
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18980
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Electromagnetic compatibility	en
dc.subject	Magnetic field measurements	en
dc.subject	Low voltage differential signalling	en
dc.subject	Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα	el
dc.subject	Μετρήσεις μαγνητικού πεδίου	el
dc.subject	Διαφορική σηματοδοσία χαμηλής τάσης	el
dc.subject	SpaceWire	el
dc.subject	Magnetic cleanliness	en
dc.subject	Μαγνητική καθαρότητα	el
dc.title	Development and Assembly of Measurement Setup for Assessing the Magnetic Behavior of SpaceWire Links	en
dc.title	Ανάπτυξη & Υλοποίηση Μετρητικής Διάταξης για την Αξιολόγηση της Μαγνητικής Συμπεριφοράς Ζεύξεων “SpaceWire”	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Electromagnetic compatibility	en
heal.classification	Magnetic Cleanliness	en
heal.classification	Ηλεκτρομαγνητική Συμβατότητα	el
heal.classification	Μαγνητική Καθαρότητα	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-06
heal.abstract	An indefeasible part of any space mission design is the interconnecting wiring of the mission’s units. As a result, any emissions produced by the latter are of vital importance regarding the Electromagnetic Compatibility of the whole spacecraft design. The development of the SpaceWire standard has proven very advantageous for the space industry as it aims to standardize the process of creating a wired network in a spacecraft. The former, enhances the reusability of already developed components, making them compatible with new missions and therefore reducing their cost. Nevertheless, the widespread implementation of the SpaceWire standard has also increased the importance of assessing the potential for electromagnetic interference produced by a SpaceWire network. Towards this goal, within the context of the project “Modeling Electromagnetic Emissions of Space Equipment for EMC and Cleanliness Purposes” realized by the Wireless and Long Distance Communication Laboratory (WLDCL) of the School of Electrical & Computer Engineering of the National Technical University of Athens, the current thesis aims to develop a setup for measuring both the static and the ELF magnetic field emissions caused by the operation of a full-duplex SpaceWire link. Through these measurements, the potential for magnetic field emissions from the link will be evaluated and a thorough examination will be made to identify any correlation between the emissions’ level and some of the transmission’s characteristics. For the formation of the SpaceWire link, a suitable cable assembly is utilized in conjunction with an instrument simulating the interconnected nodes. The magnetic field emissions of the link are monitored, for several sets of link characteristics, with the use of two triaxial fluxgate magnetic field sensors. Any low frequency magnetic field emissions produced by the operation of a SpaceWire link can be attributed, inter alia, to alternating currents flowing through the ground loop, caused by the termination of the outer shield of the cable assembly. These currents can be induced to the conductive shield through inductive couplings between the latter and the signal carrying twisted wire pairs. Nonetheless, for a more complete analysis, several additional potential emission mechanisms will be discussed. The lack of any specialized magnetic shielding in the area of the measurements will be negated by the employment of a suitable measuring technique, in order to differentiate between the ambient field’s components and any emissions caused by the operation of the link. Overall, an assessment of the behavior of the link regarding its static and ELF magnetic field emissions will be presented and some additional tests for future analysis will be proposed.	en
heal.abstract	Ένα αναπόσπαστο κομμάτι οποιασδήποτε διαστημικής αποστολής είναι το ενσύρματο δίκτυο που συνδέει τις μονάδες επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων καθώς και όλα τα υποσυστήματα της αποστολής. Η προτυποποίηση της μεθόδου διασύνδεσης των οργάνων αυτών, δηλαδή ο καθορισμός μεταξύ άλλων, της μεθόδου σχεδίασης και λειτουργίας των ενσύρματων ζεύξεων του διαστημικού σκάφους, είναι ο κυρίαρχος στόχος του πρωτοκόλλου SpaceWire. Η διαδεδομένη χρήση του πρωτοκόλλου αυτού έχει οδηγήσει στη μείωση του απαιτούμενου κόστους για νέες αποστολές, καθώς προσφέρει τη δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης ήδη ανεπτυγμένου εξοπλισμού. Παρόλα αυτά, λόγω της ευρείας εφαρμογής του, έχει αυξηθεί η ανάγκη αξιολόγησης της ηλεκτρομαγνητικής συμπεριφοράς ενός τέτοιου δικτύου, στα πλαίσια της μελέτης της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας μιας διαστημικής αποστολής. Συγκεκριμένα, χρήζει μεγάλης σημασίας η εξακρίβωση πιθανών ηλεκτρομαγνητικών εκπομπών που προκαλούνται από τη λειτουργία ενός δικτύου SpaceWire, προκειμένου να αξιολογηθεί η πιθανότητα πρόκλησης παρεμβολών σε μετρητικό εξοπλισμό ή ευαίσθητα όργανα ενός διαστημικού σκάφους. Με γνώμονα τα παραπάνω, μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αφιερώνεται στην ανάπτυξη και υλοποίησης μιας διάταξης με στόχο τη μέτρηση των μαγνητικών εκπομπών μιας ζεύξης κατασκευασμένης σύμφωνα με το πρωτόκολλο αυτό. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μετρητική διάταξη πραγματοποιείται η ανάλυση των στατικών και χαμηλόσυχνων μαγνητικών εκπομπών που παράγονται από τη λειτουργία μιας τέτοιας ζεύξης, εναλλάσσοντας μερικά χαρακτηριστικά της μετάδοσης, στην προσπάθεια εύρεσης κάποιας σύνδεσης μεταξύ αυτών και του επιπέδου των παραγόμενων εκπομπών. Η ζεύξη που μελετάται, αποτελείται από ένα τμήμα κατάλληλου καλωδίου και έναν προσομοιωτή δικτύων SpaceWire. Για τη μέτρηση των εκπομπών της ζεύξης χρησιμοποιούνται δύο μαγνητόμετρα τύπου “fluxgate”, συνοδευόμενα από τον απαραίτητο εξοπλισμό για την τροφοδοσία τους και την ψηφιακοποίηση (digitization) των παραγόμενων σημάτων. Προτού παρουσιασθούν τα αποτελέσματα των μετρήσεων, γίνεται μια σύντομη ανάλυση μερικών μηχανισμών που μπορούν να οδηγήσουν σε μαγνητικές εκπομπές λόγω της λειτουργίας της ζεύξης καθώς και του πιθανού εύρους συχνοτήτων των εκπομπών αυτών. Εν τέλει, θα πραγματοποιηθεί εκτενής παρουσίαση και σχολιασμός των αποτελεσμάτων των μετρήσεων με σκοπό την αξιολόγηση της μαγνητικής συμπεριφοράς της ζεύξης και θα γίνουν κάποιες προτάσεις για μελλοντική ανάλυση. Σημειώνεται ότι το ελληνικό κείμενο αποτελεί μία πιο συνοπτική απόδοση της πλήρους διπλωματικής εργασίας με τίτλο “Development and Assembly of Measurement Setup for Assessing the Magnetic Behavior of SpaceWire Links” η οποία είναι γραμμένη στην αγγλική γλώσσα.	el
heal.advisorName	Capsalis, Christos	en
heal.advisorName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Cottis, Panagiotis	en
heal.committeeMemberName	Capsalis, Christos	en
heal.committeeMemberName	Fikioris, George	en
heal.committeeMemberName	Κωττής, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Φικιώρης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Ασυρμάτου και Επικοινωνίας Μεγάλων Αποστάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	89 p.	en
heal.numberOfPages	53 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false