การศึกษาการออกแบบสายอากาศและระนาบ สำหรับการสื่อสารไร้สายด้วยเทคนิคการเซาะร่อง และการปรับจูนสตับ

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอสายอากาศแบบระนาบร่วม 2 รูปแบบ คือ สายอากาศช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีการป้อนสัญญาณแบบระนาบร่วมที่มีการปรับจูนสตับรูปเขากวางสำหรับประยุกต์ใช้งานย่านความถี่แถบกว้างยิ่ง และสายอากาศโมโนโพลรูปหางปลาที่มีการปรับจูนระนาบกราวด์สำหรับประยุกต์ใช้งานย่านความถี่กว้าง เนื่องจากงานวิจัยที่ผ่านมาสายอากาศแบบระนาบร่วมมีลักษณะโครงสร้างขนาดที่ใหญ่และการตอบสนองของอิมพีแดนซ์แบนด์วิดท์แคบ จึงทำให้การนำสายอากาศดังกล่าวไปประยุกต์ใช้กับงานการสื่อสารแบบไร้สายที่ต้องการความถี่แถบกว้างมีข้อจำกัด สายอากาศต้นแบบที่ได้ออกแบบทั้ง 2 รูปแบบ มีการป้อนสัญญาณด้วยสายนำสัญญาณแบบระนาบร่วม และมีการประยุกต์ใช้เทคนิคการเพิ่มสตับและการเซาะร่องที่ตัวแผ่พลังงานและระนาบกราวด์ การวิเคราะห์สายอากาศต้นแบบ สำหรับการเพิ่มสตับและการเซาะร่องในรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสมที่สุด อาศัยการคำนวณร่วมกับใช้การจำลองแบบทางโครงสร้างด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Computer simulation Technology: CST) และระเบียบวิธีเชิงประสบการณ์เพื่อการปรับอิมพีแดนซ์แบนด์วิดท์ให้ตอบสนองแถบย่านความถี่ที่ประยุกต์ใช้งาน ผลการจำลองแบบและผลการวัดของานอากาศต้นแบบ พบว่าสายอากาศช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าระนาบร่วมที่มีการปรับจูนด้วยสตับรูปเขากวาง มีช่วงความถี่ใช้งานตั้งแต่ 1.43 – 13.01 GHz มีอัตราขยาย 3.45 dBi มีลักษณะแบบรูปการแผ่พลังงานเป็นแบบสองทิศทางและสายอากาศโมโนโพลรุปหางปลาที่มีการปรับจูนระนาบกราวด์ มีช่วงความถี่ใช้งาน 2.34 – 6.69 GHz มีอัตราขยาย 3.28 dBi มีรูปแบบการแผ่พลังงานเป็นแบบรอบทิศทาง