A microwave metamaterial with integrated power harvesting functionality

We present the design and experimental implementation of a power harvesting metamaterial. A maximum of 36.8% of the incident power from a 900 MHz signal is experimentally rectified by an array of metamaterial unit cells. We demonstrate that the maximum harvested power occurs for a resistive load close to 70 Ω in both simulation and experiment. The power harvesting metamaterial is an example of a functional metamaterial that may be suitable for a wide variety of applications that require power delivery to any active components integrated into the metamaterial. © 2013 AIP Publishing LLC

Phase Conjugation and Negative Refraction Using Nonlinear Active Metamaterials

We present experimental demonstration of phase conjugation using nonlinear metamaterial elements. Active split-ring resonators loaded with varactor diodes are demonstrated theoretically to act as phase-conjugating or time-reversing discrete elements when parametrically pumped and illuminated with appropriate frequencies. The metamaterial elements were fabricated and shown experimentally to produce a time reversed signal. Measurements confirm that a discrete array of phase-conjugating elements act as a negatively-refracting time reversal RF lens only 0.12$\lambda$ thick

Artificial negative permeability based on a fractal Jerusalem cross

In recent years new fabrication methods have led to electromagnetic structures not previously possible to create at sub-wavelength sizes, opening up an entirely new field of engineering: metamaterials. These sub-wavelength structures can lead to new properties not found in nature, such as a negative index of refraction, which has been demonstrated to yield a working cloaking device. This field presents a new degree of freedom to designers but there are several issues preventing the ease of design found in more established fields. One of the problems with creating metamaterial structures is presented in the analysis of such structures. With structures of sub-wavelength size analysis has been shown to be valid if the metamaterial is considered a homogeneous material, but traditional analysis methods are unable to treat these structures as such. Thus, new analysis methods have been devised. A robust method of effective material parameter retrieval is implemented in this research with several well-known structures to demonstrate its effectiveness. The well-known structures of metamaterial research, such as split-ring resonators (SRR) and complementary electric L-C (CELC) resonators, have well-documented issues such as narrowband resonant responses, high losses, and polarization sensitivity. Metamaterial designers typically deal with a structure which simulates an artificial magnetic material, as with the aforementioned SRR and CELC structures. The novelty of this field has led many, if not most, researchers to deal either entirely with SRRs or structures very similar to them. The robust analysis method implemented in this research was used to design and characterize new metamaterial unit particles with improvements over the traditional SRRs and CELCs. Following initial design the new particles were simulated using Ansoft’s industry-standard electromagnetic simulation tool, HFSS. These simulations yielded scattering parameters for the new structures, permitting the robust analysis method to extract effective material parameters. The unit particles were designed with the goals of increasing polarization independence and making multi-band structures, enabling flexibility for designers not available with existing metamaterial unit particles. Particles based on a fractal Jerusalem Cross provided the multi-band capability not found in existing structures and increased rotational independence of the structure.No embarg

Watering the city of Tampere from the mid-1800s to the 21st century

The history and development of Tampere, the biggest inland city in the Nordic countries, have been shaped extensively by issues related to water and water management over the years. The city was established along rapids that cut their way through the glacio-fl uvial esker between two large lakes some 7 500 years ago (Tikkanen 2006). Tampere is the city with the longest history of modern industrial enterprises in Finland, and it is currently known for its high-tech industries, including the research centres of Nokia, the world’s largest manufacturer of mobile devices. The company has its origins in the industries established downstream from Tampere in the neighbouring municipality ­ Nokia. Tammerkoski Rapids and its banks were a favourable location for a town due to the available water power and the lakes suitable for waterborne transport. In the beginning of the 19th century, peasants built a channel in the upstream part of the rapids; a cotton mill and an engineering works were founded in the early 1820s followed later by other industrial activities. As early as in the 1830s, water was pumped from the lake above the City of Tampere and led via a wooden pipe to the centre. The fi rst, bigger water works and sewerage system was started in the early 1880s while the highpressure system followed in 1898. The fi rst phase of a piped sewerage system was completed in 1894. By the 1950s and ‘60s the waters upstream and downstream from the City of Tampere had become deteriorated but the introduction of effi cient water pollution control allowed them to recover surprisingly fast. Groundwater utilization was suggested in the 1910s and has been implemented to some extent since the 1950s ­ to be possibly followed by artifi cial recharge in the early 2010s. Presently interest towards long-term experiences and water history seem to be increasing worldwide. We hope that this case of one city up North could, for its part, remind of the necessity and need to explore the history of water and sanitation in all cities and communities of the "global village" and promote comparative studies for a better understanding of the applicable key principles and practices

Kokemuksia haastavista ja kuormittavista tilanteista varhaiskasvattajien työssä

Opinnäytetyön lisäosan tarkoituksena oli selvittää, millaisia haastavia ja kuormittavia tilanteita varhaiskasvattajat voivat kohdata työssään lasten, huoltajien, työyhteisön ja muiden tilanteiden parissa. Tutkimustehtävä keskittyi erityisesti siihen, millä tavalla haasteisiin voidaan vaikuttaa ja millaisiin tilanteisiin varhaiskasvattajat kokevat itse pystyvänsä vaikuttamaan ja millaisiin eivät. Tutkielmassa käsiteltiin myös varhaiskasvattajien kokemia työn voimavaroja, jotka osaltaan tukevat varhaiskasvattajien työssä jaksamista. Tutkielmassa vertailtiin varhaiskasvattajien ja muskariopettajien kokemuksien samankaltaisuuksia, koska tämä tutkielma täydensi aikaisempaa musiikkipedagogin (AMK) opinnäytetyötäni (Mäkipelto 2014). Teoreettinen viitekehys muodostui tässä tutkielmassa työhyvinvointiin liittyvästä kirjallisuudesta ja aikaisemmasta tutkimuksesta, joissa tarkasteltiin työkäytäntöjen ja työn voimavara- ja kuormitustekijöiden vaikutuksia työhyvinvointiin. Tutkielma toteutettiin kvalitatiivisena eli laadullisena tutkimuksena ja tutkimusmenetelmänä käytettiin puolistrukturoitua teemahaastattelua. Teemahaastattelu analysoitiin teemoittelun ja aineistolähtöisen sisällönanalyysin avulla. Yhteistyökumppanina oli Norlandia päiväkodit. Haastatteluun osallistui neljä varhaiskasvattajaa, joiden kokemukset eivät liittyneet ainoastaan nykyiseen työpaikkaan Norlandian päiväkodissa, vaan ne koskivat myös aikaisempaa työhistoriaa. Tutkimustulokset osoittivat, että haastavat ja kuormittavat kokemukset liittyivät erityisesti lapsiryhmän hallintaan, huoltajien kohtaamiseen, työyhteisön ristiriitoihin, työn ulkopuoliseen elämään ja työnkuvaan liittymättömiin tilanteisiin kuten siivoamiseen. Ongelmanratkaisukeinoiksi nimettiin lasten parissa tunteiden käsittely ja rauhallinen vuorovaikutus. Varhaiskasvattajat kokivat, että huoltajien parissa auttoi kunnioittava suhtautuminen ja säännöllinen tiedottaminen. Työyhteisössä korostui yhteisten sääntöjen, kommunikoinnin ja toimivan johtajuuden merkitys. Muissa tilanteissa painotettiin työn ulkopuolisesta elämästä huolehtimista. Varhaiskasvattajat kokivat, että lasten perheoloihin ja resurssien puutteeseen he eivät pystyneet vaikuttamaan. Työn voimavaroina painottui lasten riemu ja kehitys, toimiva yhteistyö huoltajien ja työyhteisön parissa sekä oman työn kehittäminen, arvostaminen ja rajaaminen. Edeltävissä tuloksissa oli paljon yhteneväisyyksiä aikaisempien tutkimustulosten kanssa. Varhaiskasvattajat ja muskariopettajat olivat kokeneet yhtäläisiä haastavia tilanteita erityisesti lapsiryhmän hallintaan, huoltajien kohtaamiseen ja työyhteisössä heikkoon perehdytykseen ja sääntöjen epäselvyyteen liittyvissä tilanteissa. Ongelmanratkaisukeinoina korostui molemmissa ammattiryhmissä lasten parissa keskusteleminen, yhteisten sääntöjen, periaatteiden ja toimintatapojen vahvistaminen. Varhaiskasvattajat ja muskariopettajat kokivat lasten riemun ja työkavereiden tuen voimavaraksi. Johtopäätöksistä ilmeni, että varhaiskasvattajien ja muskariopettajien työssä korostui vuorovaikutuksen merkitys. Mikäli vuorovaikutus oli heikkoa, se aiheutti enemmän kuormitusta. Jos vuorovaikutus toimi, yhteisöllisyys lisääntyi ja toimi voimavarana. Jatkossa voitaisiin tutkia enemmän erityisesti työn ulkopuolisen elämän yhteyttä varhaiskasvattajien hyvinvointiin ja moniammatillisten varhaiskasvattajien erilaisia kokemuksia. Niiden merkitys korostui tässä tutkielmassa ja aikaisemmissa tutkimuksissa.The purpose of the supplementary thesis was to find out what kind of challenging and stressful situations early childhood educators may face in their work with children, guardians, the work community and other situations. The aim was to find ways to influence the challenges and find out which situations early childhood educators feel themselves capable of influencing and which not. The thesis focused also on the strengthening factors experienced by early childhood educators, which contribute to the well-being of early childhood educators. Moreover, the thesis compares similarities between the experiences of early childhood educators and music playschool teachers as this thesis complements my earlier bachelor’s thesis in early childhood music education (Mäkipelto 2014). The theoretical framework of this thesis consists of occupational well-being literature and earlier studies, which examined the effects of work practices and work strength and stress factors on occupational well-being. The thesis was carried out as qualitative research and a semi-structured thematic interview was used as the research method. The thematic interview was analyzed with theme and content analysis. The cooperation partner was Norlandia Päiväkodit. Four early childhood educators participated in the interview. Their experiences were not only related to the current job at the Norlandia kindergarten, but also on past work history. The results demonstrated that challenging and stressful experiences were especially related to group management with children, the interaction with guardians, conflicts in the work community, life outside the workplace, and work assignment issues not included in the job description such as cleaning. Problem solving included emotional management and peaceful interaction with children. Early childhood educators felt that respect and regular information helped with guardians. In the work community the importance of common rules, communication and effective leadership were emphasized. The life outside of work was emphasized in other situations. Early childhood educators felt that they were unable to influence children's family conditions and lack of resources. The work strength-factors consisted of the joy and development of children, effective cooperation with guardians and the work community, as well as the development, appreciation and delimitation of their own work. These results had several similarities with previous research results. Early childhood educators and music playschool teachers had experienced similar challenging situations, especially in the group management with children, the interactions with guardians, and in the work community in situations involving weak orientation and unclear rules. Both professional groups solved problems by discussing with children and enforcing common rules and principles. Both professional groups felt that the joy of children and support from colleagues strengthened their work resources. The study concluded that interaction is important for both early childhood educators and music playschool teachers. If interaction was weak, it caused more stress. If it worked, communality increased and it served as a strength factor. The occupational wellbeing of early childhood educators could be studied further by focusing on life-factors outside work and a multi-professional perspective. The importance of these perspectives was emphasized in this thesis and former studies

Terveyden ja ympäristön tähden : Hämeenlinnan kaupungin vesilaitos 1910-2000

Terveyden ja ympäristön tähden Hämeenlinnan kaupungin vesilaitos 1910-2000 -historiateos ilmesytyi alunperin vuonna 2000 juhlistamaan vesilaitoksen 90-vuotista taivalta. Ennen vesilaitoksen perustamista vesitilanne Hämeenlinnassa oli huono, vettä oli liian vähän ja kaivot olivat valtaosin saastuneet kaupunkialueella harjoitetun maatalouden vuoksi. Vettä ei myöskään riittänyt tarpeeksi tulipalojen sammutukseen. Useiden ehdotusten ja yritysten jälkeen vuonna 1910 valmistui Hämeenlinnan Ahvenistolle ensimmäinen vesilaitos, joka perustui pohjaveden käyttöön. Ratkaisuiltaan laitos osoittautui varsin toimivaksi, sillä vettä otetaan Ahvenistosta vielä 100 vuotta myöhemminkin. Tämän kirjan laadinnassa on pyritty käyttämään ja hyödyntämään useita menetelmiä ja eri tyyppisiä lähteitä. Vesilaitoksen alkuaikojen aikalaisten ääni on yritetty saada kuuluviin suorin lainauksin, joita on käytetty runsaasti varsinkin suunnittelu- ja rakennusvaihetta käsiteltäessä. Näin on tuotu esille sekä ensimmäisen hankkeen puoltajien että vastustajien näkemyksiä. Myöhemmiltä ajoilta samaan päämäärään on pyritty hyödyntämällä henkilökohtaisia teemahaastatteluja. Lähteinä on käytetty erityisesti vesilaitoksen toimintakertomuksia, terveydenhoitolautakunnan ja rahakamarin arkistoja sekä kunnalliskertomuksia. Kirjallisuudesta keskeisimmässä asemassa ovat olleet V. Mannerin julkaisut sekä Hämeenlinnan historiaa käsittelevät teokset. Kokonaiskuva vesilaitoksen historiasta on luotu hankkeeseen varatun puolen vuoden aikataulussa. Työn toteuttamisessa suureksi avuksi ovat olleet koko vesilaitoksen henkilöstö sekä kaupunginarkiston henkilökunta