Studies on microwave antennas : passive intermodulation distortion in antenna structures and design of microstrip antenna elements

Passive intermodulation (PIM) measurements of antennas and the design of dual-polarised microstrip antenna elements are investigated in this thesis. The emphasis is on the development of a passive intermodulation source localisation method and on the studies of the PIM source behaviour under various impedance loading conditions. Passive intermodulation distortion can be harmful in wireless communication systems where the difference between the transmitted and the received power is large such as in GSM base stations. One of the most critical components is the antenna. As the antennas become more complex, the risk of getting excessive PIM distortion increases. Therefore, the antenna designer needs to have knowledge about the PIM phenomenon and proper tools to investigate various antenna structure configurations. The concept of PIM near-field measurement is introduced and the implementation of the equipment for the GSM 900 frequency band is presented. The performance of the scanner is analysed and demonstrated with measurements. The scanner is capable of locating PIM sources in antennas and other open structures down to −110 dBm when the transmitted power is 43 dBm. The limiting factors of the scanner sensitivity are considered and several sensitivity measurements are performed. An analysis of the impedance loading effects on PIM measurements is carried out. The conducted measurements support the theory that the loading impedance effects can be several decibels, when the source or load return loss is less than 20 dB, which is the case with many filters and antennas used in base stations. Dual-polarised antenna elements are needed in various array antenna applications. Two compact antenna element designs with moderate bandwidth and dual polarisation are introduced in the 12 GHz frequency band. The elements use a dual-resonant structure in order to achieve an impedance bandwidth of 16 % (Lretn > 10 dB). The arrangement of the antenna feeds results in an isolation of 35 dB between the ports.reviewe

Kiinteistöjen energia- ja sisäilmamittarointi : Rakennuksen käyttövaiheen elinkaarimittarit Helsingin seurakuntien kiinteistöissä

Helsingin seurakunnilla on laaja ja monipuolinen kiinteistömassa, johon kuuluu niin kirkkokiinteistöjä, toimisto- ja liikerakennuksia, asuintaloja, leirikeskuksia kuin hautausmaarakennuksiakin. Opinnäytetyössä kehitetty kiinteistöjen energia- ja sisäilmamittarointi toimii Helsingin seurakuntayhtymän kiinteistötoimiston kevyenä laatu- ja ympäristöjärjestelmänä, ja sitä voidaan tarpeen mukaan kopioida myös muiden seurakuntien käyttöön. Helsingin seurakuntien sisäisenä tavoitteena on vähentää energiankulutusta 20 % vuoden 2010 tasosta vuoteen 2020 mennessä. Opinnäytetyössä kerättiin tätä tarkoitusta varten tietoa sähkön ja kaukolämmön kulutuksista Helsingin seurakuntien kiinteistöissä ja todettiin, että tavoitteiden saavuttamiseksi tulee tehdä runsaasti energiansäästötoimenpiteitä. Lisäksi selvitettiin tarkemmin viiden kiinteistön energiankulutuksen osalta pohjateho sekä hiilijalanjälki ja neljän kiinteistön osalta käyttäjätyytyväisyys sisäilmastokyselyn avulla. Pohjatehoselvityksissä löydettiin suurta energiansäästöpotentiaalia. Hiilijalanjäljen osalta todettiin, että fossiilisten polttoaineiden ylivoima kaukolämmön tuotannossa nostaa Helsingin seurakuntien kiinteistöjen käyttövaiheen hiilijalanjälkeä ns. vihreän tai hiilineutraalin sähkön käytön laskiessa sitä. Käyttäjätyytyväisyyttä selvittävä sisäilmastokysely osoittautui käyttökelpoiseksi työvälineeksi sisäilmasto- ongelmien ensiselvityksenä ja tarkempien tutkimusten pohjana. Sisäilmastokyselyn avulla mahdollisiin ongelmiin voidaan puuttua nopeasti. Kyselyllä todettiin olevan myös vahva positiivinen vaikutus kyselyn kohteiden suhtautumiseen sisäilmasto-ongelmien selvittämisprosessiin. Opinnäytetyössä todettiin, että tutkimuksessa käytetyistä Green Building Council Finland ry:n rakennuksen käyttövaiheen elinkaarimittareista käyttöön kannattaa ottaa ainakin pohjatehon selvittäminen sekä sisäilmaan liittyvä käyttäjätyytyväisyyskysely. Sähkön- ja lämmönkulutustietojen keräämistä vuositasolla kannattaa myös jatkaa. Hiilijalanjäljen laskemista ei tässä vaiheessa pidetä yhtä tärkeänä, joskin sitä voidaan käyttää puoltamaan uusiutuvan energian valitsemista sähkönhankinnassa.Helsinki Parish Union is the owner of a large and diverse real estate mass, which includes churches, office and commercial buildings, residential houses, camp centres and graveyard buildings. A system for measuring energy consumption and user satisfaction was developed in this master’s thesis. This user friendly quality and environmental management system can be used in the real estate office of Helsinki Parish Union or copied and used in other parishes. Helsinki Parish Union has an internal objective to reduce its energy consumption by 20% from the 2010 level by 2020. Data on the consumption of electricity and district heating in all the buildings of Helsinki Parish Union was collected in order to evaluate this objective. Plenty of work on energy-saving methods is needed in order to achieve the goals. In addition, five buildings where chosen for further analysis of idle power usage and carbon footprint, and four buildings for user satisfaction analysis of indoor air quality. Massive energy saving potential was found using the tool for calculation of the consumption of idle energy. The use of fossil fuels in the production of district heating affected the carbon footprint negatively, whereas the use of so-called Green or carbon-neutral electricity lowered the carbon footprint. The survey for the evaluation of user satisfaction proved to be a useful tool in assessing indoor air problems and as a basis for further investigations. The survey provides a quick tool for addressing potential indoor air problems. It was also found to have a strong positive effect on the attitudes of the objects of query on the process of investigation. The measuring tools used in this thesis for life cycle assessment were developed by Green Building Council Finland. The consumption of idle power and the indoor air quality survey were found to be the most useful tools. The annual collection of data of electricity and heat consumption should also be continued. The carbon footprint calculation was not regarded as an equally important tool, although it can be used to support selecting renewable energy for electricity

Inclusive and Special Education and the Question of Equity in Education : The Case of Finland

Peer reviewe

Tee tekstistäsi ihmisen kokoinen

Kirja-arvioIisa, Katariina & Kankaanpää, Salli & Piehl, Aino: Tekstintekijän käsikirj

Onko oppilaan luokalla merkitystä? : Tukea saavat oppilaat yleisopetuksen ja erityisopetuksen luokissa

Faced with a diverse student population, schools assign student into classes of different size and composition. These placements can have consequences on learning and teaching and they are often referred to as compositional effects. Consequently, in this study I treated students in clusters (classes in schools) with a hypothesis that students can expect to have different levels of performance depending on the class they are assigned to. The main focus was on students with special educational needs (SEN), and on the question of how they are affected by the class placement. The aim of the study was to discern the class-level effects, specifically, class size and the proportion of students with SEN in regular classes, and to explore the effect of the placement by comparing regular and special classes. Data were drawn from two longitudinal large-scale learning to learn assessment studies representing both primary (N = 896) and lower secondary education (N = 5368). Data were analyzed with multilevel regression models. Furthermore, quasi-experimental design was created using propensity score matching. The results of this study confirmed that on average, students with SEN were placed in smaller classes, however, the size of a class as such had no effect on their performance in cognitive tasks. Furthermore, the average performance level in regular classes with students with SEN was lower than in classes without students with SEN, and the effect remained significant even after the initial differences were controlled for. Students with SEN seemed to benefit from the other students with SEN placed in the same classroom. In addition, the results suggested a tendency to create more homogeneous classrooms as less-achieving students without SEN were placed together with students with SEN. When the differences among students with SEN placed in two distinct educational settings, special and regular classes were explored, no differences in any cognitive tasks were detected. However, students in special classes received higher grades in some core subjects, and that calls for more research on grading practices in different classroom contexts. The findings also revealed differences in learning motivation across the two settings. The purposeful sorting of all students, not only students with SEN into classrooms was confirmed with this study. The results also implied a hidden tracking system within schools. It is evident that assigning students into classrooms is far from neutral act, and that there can be some unintentional consequences. The criteria that are used in assigning students to classes should be discussed in an explicit manner and the schools and administrators should be aware of the possible consequences of different placement decisions.Hallitakseen heterogeenistä oppilasjoukkoa koulut jakavat oppilaita eri kokoisiin ja erilaisin perustein ryhmiteltyihin luokkiin. Näillä opetuspaikkaratkaisuilla on yhteys oppimiseen ja opettamiseen. Tätä yhteyttä voidaan kutsua luokkakomposition vaikutukseksi. Tässä tutkimuksessa oppilaita käsitellään koululuokkien mukaisissa ryhmissä ja keskitytään pääosin tehostettua tai erityistä tukea saavien oppilaiden toteutuspaikkaratkaisuihin. Tutkimus testaa hypoteesia, jonka mukaan oppilaan oppimistulosten voidaan olettaa osin riippuvan siitä, millaisessa luokassa oppilas opiskelee. Asiaa tarkastellaan luokkakoon ja luokanmuodostuksen näkökulmasta. Lisäksi tutkitaan erityistä tukea saavia oppilaita suhteessa siihen, ovatko he yleisopetuksen luokilla vai erityisluokalla. Aineistona käytetään pitkittäistutkimuksena kerättyjä oppimaan oppimisen oppilasaineistoja perusopetuksen ala- ja yläluokilta (N = 896 ja N = 5368). Analyysimenetelmänä käytetään pääosin monitasomallinnusta. Lisäksi luodaan kvasikokeellinen asetelma hyödyntäen parinkaltaistustekniikkaa. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että tukea saavat oppilaat opiskelevat keskimäärin pienimmissä luokissa. Luokkakoolla ei kuitenkaan ollut suoraa yhteyttä oppilaiden suoriutumiseen osaamistehtävissä. Niissä yleisopetuksen luokissa, joissa opiskeli tukea saavia oppilaita, luokkatasoinen suoriutuminen osaamistehtävissä oli keskimäärin heikompaa kuin muilla luokilla ja tämä yhteys säilyi, vaikka oppilaiden väliset lähtökohtaiset osaamiserot huomioitiin. Tukea saavat oppilaat näyttivät hyötyvän siitä, että samassa luokassa oli muitakin tukea saavia oppilaita. Lisäksi tulokset antoivat viitteitä siitä, että koulut jakavat oppilaita luokkiin pyrkien luomaan mahdollisimman yhtenäisiä luokkia. Oppilaat, jotka opiskelivat yleisopetuksen luokissa yhdessä tukea saavien oppilaiden kanssa, erosivat muiden oppilaiden luokista heikommalla lähtötasollaan. Erityistä tukea saavat oppilaat eivät eronneet osaamistehtävissä sen perusteella, opiskelivatko he pääsääntöisesti yleisopetuksen luokalla vai erityisluokissa. Erityisluokilla oppilailla oli kuitenkin korkeampia arvosanoja. Tämä tulos osoittaa selkeän lisätutkimuksen tarpeen arviointikäytänteisiin liittyen. Lisäksi oppilaiden oppimismotivaatiossa havaittiin eroja. Tämä työn perusteella voidaan todeta, että tukea saavien oppilaiden toteutuspaikkaratkaisut koskettavat kaikkia oppilaita. Tulokset antoivat myös viitteitä piilevistä tasoryhmien kaltaisista ryhmittelyistä. Selvää on, että kouluilla on oltava keinoja hallita moninaista oppilasjoukkoa luokanmuodostuksen keinoin. On kuitenkin tiedostettava, että näillä opetuspaikkaratkaisuilla voi olla ennalta-arvaamattomia seurauksia. Nämä seuraukset on hyvä tiedostaa kouluissa ja keskustella niistä avoimesti

Vepsän kielen kvanttoripronominit

Tutkin pro gradu -työssäni vepsän kielen kvanttoripronominien järjestelmää: mitä pronomineja järjestelmään kuuluu, miten nämä pronominit voidaan ryhmitellä sekä millaisia ominaisuuksia pronomineilla on. Pronominiryhmäni nimeksi olen valinnut kvanttoripronominit, sillä perinteinen nimitys indefiniittipronominit ei ole terminä täsmällinen tälle moninaiselle, osin ei-indefiniittiselle ryhmälle. Aineistoni koostuu jo olemassa olevista vepsän kieliopeista ja sanakirjoista, mutta varsinainen analyysini perustuu vepsän kielen tekstinäytteisiin. Näistä työni kannalta tärkeimmät ovat vanhat vepsäläiset murrenäytteet Näytteitä äänis- ja keskivepsän murteista (MSFOu 100) sekä Näytteitä etelävepsästä II (Kettunen 1925). Vertailun vuoksi mukana on myös uutta nykyvepsäläistä aineistoa kuten Kodima-lehden 13 irtonumeroa vuosilta 1999-2008 sekä Markan Evangelii -evankeliumin koepainos (1992). Työni sisältää 211 esimerkkilausetta, jotka olen glossannut ja kääntänyt suomeksi. Esimerkkilauseiden tehtävänä on osoittaa, että morfologisen ja semanttisen analyysini väitteet pitävät paikkansa ja esittelemäni ominaisuudet todella esiintyvät vepsässä. Ryhmittelen vepsän kvanttoripronominit Ison suomen kieliopin (2004) mukaan viiteen alakategoriaan: indefiniittisiin, universaalisiin, kieltohakuisiin, samantekevyyden ja lukumäärän kvanttoripronomineihin. Saman kieliopin mallia hyödynnän myös kvanttoripronominien morfologisessa ja syntaktisessa tarkastelussa. Kerron kustakin pronominista, esiintyykö se substantiivisesti tai adjektiivisesti. Muita tarkasteltavia ominaisuuksia ovat pronominin taipuminen sekä adjektiivisen pronominin kongruenssi ja suhde pääsanaan. Semanttisessa analyysissä sovellan typologisen kielentutkimuksen tutkimustuloksia ja metodeja kuten indefiniittipronominien typologista määritelmää (Haspelmath 1997) ja semanttisten karttojen metodologiaa (Haspelmath 2003). Koska tutkimusaiheeni on niin laaja, käsittelen semantiikan osalta tarkemmin vain niin sanottuja indefiniittipronomineja. Tämä termi sisältää työssäni kvanttoripronominien ryhmittelyn kolme alakategoriaa, indefiniittiset, kieltohakuiset sekä samantekevyyden kvanttoripronominit, mutta pronominien lisäksi mukana ovat myös proadverbit. Määrittelen työssäni vepsän indefiniittipronominisarjat, sillä typologisesti indefiniittipronominit esiintyvät nimenomaan sarjoissa, joissa on yksi jäsen kustakin ontologisesta pääkategoriasta. Tutkin myös vepsän indefiniittipronominisarjojen funktionaalisia eroja eli sarjojen jakautumista yhdeksän perusfunktion kesken. Nämä jakaumat voi esittää distributionaalisena kaavana implikationaalisella kartalla (Haspelmath 1997: 64), ja kaavojen avulla on mahdollista tarkastella synkronisesti funktioiden kieltenvälisiä distribuutioita. Havaintojeni pohjalta hahmottelen vepsän kielen indefiniittipronominien distributionaalisen kaavan ja osoitan, että indefiniittipronominien implikationaalisen kartan metodi on sovellettavissa myös vepsään. Pro gradu -työssäni osoitan, että vepsän kielessä on omaleimainen kvanttoripronominien järjestelmä, vaikka siinä onkin monia yhtymäkohtia prestiisikielen venäjän ja lähisukukielen suomen järjestelmiin

The Pseudomonas syringae-derived HrpA pilins : molecular characterization and biotechnological application of the transcripts

Many Gram-negative bacteria pathogenic to plants and animals possess type III secretion systems that are used to cause disease. Effector proteins are injected into host cells using the type III secretion machineries. Despite vigorous studies, the nature of the secretion signal for type III secreted proteins still remains elusive. Both mRNA and proteinaceous signals have been proposed. Findings on coupling of translation to secretion by the type III secretion systems are also still contradictory. This study dealt with the secretion signal of HrpA from Pseudomonas syringae pathovar tomato. HrpA is the major component of the type III secretion system-associated Hrp pilus and a substrate for the type III secretion systems. The secretion signal was shown to reside in the first 15 codons or amino acids, a location typical for type III secretion signals. Translation of HrpA in the absence of a functional type III secretion system was established, but it does not exclude the possibility of coupling of translation to secretion when the secretion apparatus is present. The hrpA transcripts from various unrelated plant pathogenic bacteria were shown to be extremely stable. The biological relevance of this observation is unknown, but possible explanations include the high prevalence of HrpA protein, an mRNA secretion signal or timing of secretion. The hrpA mRNAs are stable over a wide range of temperatures, in the absence of translating ribosomes and even in the heterologous host Escherichia coli. The untranslated regions (UTRs) of hrpA transcripts from at least 20 pathovars of Pseudomonas syringae are highly homologous, whilst their coding regions exhibit low similarity. The stable nature of hrpA messenger RNAs is likely to be due to the folding of their 5 and 3 UTRs. In silico the UTRs seem to form stem-loop structures, the hairpin structures in the 3 UTRs being rich in guanidine and cytosine residues. The stable nature of the hrpA transcript redirected the studies to the stabilization of heterologous transcripts and to the use of stable messenger RNAs in recombinant protein production. Fragments of the hrpA transcript can be used to confer stability on heterologous transcripts from several sources of bacterial and eukaryotic origin, and to elevate the levels of production of the corresponding recombinant proteins several folds. hrpA transcript stabilizing elements can be used for improving the yields of recombinant proteins even in Escherichia coli, one of the most commonly used industrial protein production hosts.Väitöskirjassa tutkittiin sekä kasvitauteja aiheuttavien bakteerien taudinaiheuttamisjärjestelmiä että teollisuudessa tuotettavien proteiinien tuotantomenetelmien parantamista. Työn tarkoituksena oli parantaa sekä kasvi- että eläintauteja aiheuttavien bakteerien tuntemusta, joka voi tulevaisuudessa johtaa tautien diagnostiikan parantumiseen ja auttaa tautien torjunnassa. Lisäksi työn tuloksia voidaan käyttää esim. pesuaine-, rehu- ja lääketeollisuuden tarvitsemien proteiinien tuotannon tehostamiseen ja tuotantokustannusten vähentämiseen. Eläin- ja kasvitauteja aiheuttavat bakteerit kuten Salmonella, Yersinia ja Pseudomonas käyttävät samankaltaisia mekanismeja taudin aiheuttamiseen. Bakteerit siirtävät taudinaiheuttamistekijöitä eli efektoriproteiineja suoraan isäntäorganismin soluihin käyttäen nk. tyyppi III eritysjärjestelmää. Tiedot tyyppi III eritysjärjestelmän kautta eritettävien proteiinien siirtymisestä bakteerisolun ulkopuolelle ovat vielä hataria. Tyyppi III eritysjärjestelmien proteiininerityssignaaleja on tutkittu pitkään, mutta niiden olemuksesta ei ole päästy selvyyteen. Toinen runsasta huomiota saanut, mutta vielä epäselvä yksityiskohta on proteiinien tuotannon ja erityksen välinen ajallinen yhteys. Joidenkin proteiinien kohdalla on osoitettu, että proteiinit eritetään tuoton kanssa samanaikaisesti. Toisten proteiinien kohdalla taas on voitu osoittaa, että solut tuottavat suuren määrän proteiineja sisäänsä, josta ne sopivien signaalien jälkeen erittävät ne nopeasti. Väitöskirjassa osoitetaan kasvitauteja aiheuttavan Pseudomonas syringae bakteerin tyyppi III eritysjärjestelmän osana olevan ja sen kautta erittyvän HrpA-proteiinin erityssignaalin sijaitsevan tyyppi III erityssignaaleille tyypillisessä kohdassa. HrpA proteiinia voidaan tuottaa erityksestä riippumattomasti. Lisäksi väitöskirjassa on voitu osoittaa, että HrpA-proteiinia koodaavan lähetti-RNA:n puoliintumisaika on äärimmäisen pitkä ja tämän vakauden aiheuttaa lähetti-RNA:n päiden laskostuminen hiuspinnimäiseen muotoon. HrpA-proteiinia koodaavan lähetti-RNA:n vakaudelle osoitetaan väitöskirjassa myös teollinen käyttötarkoitus. Ko. lähetti-RNA:n avulla voidaan pidentää muiden, epävakaiden lähetti-RNA:iden puoliaikoja, joka johtaa proteiinin tuottomäärien lisääntymiseen. Tätä menetelmää voidaan käyttää monien teollisuudessa, myös lääketuotannossa tarvittavien proteiinien tuotannossa

Inclusion in Finland : Myths and Realities

Although inclusive education is a strong trend in education policy around the globe, there are different definitions and variations used in different nations. The case of Finland is interesting, because the long-term direction of the Finnish school system has supported every child’s right to participate in education, but inclusive education is not mentioned or defined anywhere in education legislation. This absence of definition not only leaves the defining to the parties concerned, but also adds to creating inclusive myths and varying realities in everyday life. Meanwhile, in public discussion, there has been a constant and quite polarised debate about putting students with support needs in regular classrooms. The recent Government Program (2019) in Finland states that special education legislation should be investigated from the point of view of students as well as teachers’ wellbeing. In order to define the current state and equality of the Finnish support system, the Ministry of Education and Culture has established a working group as part of the “Right to Learn” initiative 2020–2022. In this chapter, we discuss the historical development of Finnish inclusion and contrast myths and realities of the Finnish model in supporting students with support needs in the light of international trends in inclusive and special education. We also discuss possible future trends of inclusive education in the Finnish context.Peer reviewe