การเพิ่มแบนด์วิดท์ของสายอากาศโมโนโพลแบบระนาบร่วมด้วยเทคนิคการปรับแต่งแบบเรียวโค้งบนระนาบสร้างเงา

Abstract

เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายในปัจจุบันได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จำนวนข้อมูลในการรับส่งจะเพิ่มมากตามลักษณะการใช้งาน การพัฒนาสายอากาศเพื่อตอบสนองแถบความถี่ที่กว้างขึ้นจึงมีความจำเป็นมากขึ้น จากเหตุผลดังกล่าววิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงได้มีแนวคิดที่จะพัฒนา ออกแบบ และสร้างสายอากาศโมโนโพลแบบระนาบร่วมด้วยเทคนิคปรับแต่งแบบเรียวโค้งบนระนาบสร้างเงาให้สามารถรองรับการใช้งานย่านความถี่แถบกว้างยิ่ง เพื่อประโยชน์ในการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้นโดยเน้นให้สายอากาศมีรูปแบบที่ไม่ซับซ้อน วิทยานิพนธ์ได้ทำการออกแบบเทคนิคการปรับแต่งบนระนาบเงาเป็น 2 วิธี คือ วิธีแรกทำการปรับแต่งสานอากาศแบบระนาบร่วมรูปทรงสี่เหลี่ยมที่มีสตับโหลดรูปขั้นบันไดบนระนาบสร้างเงา ทำให้สายอากาศรอบคลุมความถี่ 3.03-13.81 GHz วิธีที่สองทำการปรับแต่งที่ตำแหน่งเดิมแต่ใช้วิธีสตับโหลดแบบเรียวโค้งบนระนาบสร้างเงา ทำให้สายอากาศครอบคลุมความถี่ 3.03-15.00 GHz จากผลการเปรียบเทียบแบนด์วิดท์ของสายอากาศทั้งสองพบว่า สายอากาศที่ปรรับแต่งโดยวิธีสตับโหลดแบบขั้นบันได มีแบนด์วิดท์ร้อยละ 143.73 อัตราขยายเฉลี่ยตลอดย่านเท่ากับ 3.44 dBi สายอากาศที่ปรับแต่งโดยวิธีสตับโหลดรูปเรียวโค้งจะมีค่าแบนด์วิดท์ร้อยละ 159.60 อัตราขยายโดยเฉลี่ยตลอดย่านเท่ากับ 3.59 dBi แบบรูปแผ่พลังงานเป็นแบบรอบทิศทาง และครอบคลุมความถี่อัลตร้าไวด์แบนตามมาตรฐาน IEEE 802.15.3a

Wireless communication technology has been developing continuously. The amount of data transfer increases according to wireless applications. To support large data transfer, it is necessary to develop the ultra-wideband antenna. Therefore, the objective of this thesis is to design and fabricate the coplanar waveguide-fed monopole antenna with tuning tapered ground for UWB application with simple structure. This thesis proposed the development of the coplanar monopole antenna by tuning on ground plane using two techniques. The first tuning technique was adjusted antenna at ground plane with stub load steps shape which had response frequencies range of 3.03-13.81 GHz. The second tuning technique improved at the same point with stub load tapered shape frequencies on 3.03-15.00 GHz. The bandwidth comparison results of both antenna prototypes have shown that the antenna with tuning stub load steps shape achieved bandwidth of the percentage of 143.73. The average antenna gain was 3.44 dBi. For the antenna with tuning stub load tapers shape, the response bandwidth was the percentage of 159.60% and the average antenna gain were 3.59 dBi, both antenna supported UWB as IEEE802.15.3a.