การออกแบบและสร้างสายอากาศช่องเปิดที่ป้อนด้วย CPW สำหรับการใช้งานความถี่แถบกว้าง

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ นำเสนอการออกแบบและวิเคราะห์สายอากาศแบบช่องเปิดที่ป้อนสัญญาณผ่านท่อนำคลื่นระนาบร่วม (Coplanar Waveguide: CPW) แบบปลายปิด (Short Circuit) เพื่อใช้กับการสื่อสารในโครงข่ายท้องถิ่นไร้สาย (Wireless Local Area Network: WLAN) ตามมาตรฐาน IEEE 802.11b/g (2.4-2.4835 GHz), IEEE 802.11j (4.90-5.091 GHz), IEEE 802.11a (5.15-5.35GHz), IEEE 802.11h (5.725-5.825 GHz) และโครงข่ายเทคโนโลยีบรอดแบรนด์ไร้สายความถี่สูง (WiMAX: 3.5 GHz) การจำลองออกแบบและวิเคราะห์ผลสายอากาศช่องเปิดแบบ CPW ใช้โปรแกรม IE3D ของบริษัท Zeland เบื้องต้นทำการจำลองผลบนวัสดุฐานรอง RT/Duroid 5880 โดยใช้โครงสร้างพื้นฐานของสายอากาศที่ประกอบด้วยช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 2 ช่องเปิด วางอยู่บนระนาบกราวด์ เพื่อศึกษาผลของการจัดวางช่องเปิดแบบสมมาตรและไม่สมมาตรกัน หลังจากนั้นทำการจำลองบนวัสดุฐานรอง FR4 ซึ่งมีราคาถูก หาซื้อได้ง่าย และพัฒนาปรับปรุงให้ได้แบนด์วิดธ์ที่กว้างมาก ๆ ด้วยการแทรกวงรอบตัวนำรูปมุมฉากลงในช่องเปิดทั้งสองข้าง ผลการจำลองด้านการสูญเสียย้อนกลับแสดงให้เห็นถึงการแมทซ์อิมพีแดนซ์ที่ดี โดยมีแถบความถี่ใช้งานเป็นแบบแถบกว้างเดี่ยว ในย่านความถี่ตั้งแต่ 2.26 GHz ถึง 7.06 GHz (Bandwidth=4.8 GHz) ครอบคลุมมาตรฐาน WLAN และ WiMAX สายอากาศช่องเปิดแบบ CPW ที่จำลองผลสุดท้าย จะถูกนำไปสร้างจริงบนวัสดุฐานรอง FR4 สุดท้ายนำผลที่ได้จากการวัดไปเปรียบเทียบกับผลการจำลอง

This thesis presents the design and analysis of slot antenna fed by CPW (Coplanar Waveguide) short circuit for WLAN (Wireless Local Area Network) standard of IEEE 802.11b/g (2.4-2.4835 GHz), IEEE 802.11j (4.90-5.091 GHz), IEEE 802.11a (5.15-5.35GHz), IEEE 802.11h (5.725-5.825 GHz), and WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, 3.5 GHz). Simulation design and analysis of the antenna use IE3D Zeland software. The RT/Duroid 5880 substrate is the first propose by design simple structure of CPW slot antenna that composed of two rectangular slots on the ground plane. In this case, the arrangement of two slots in symmetry and asymmetry is presents. After that the FR4 substrate is introduced for antenna design because of low cost and easy for supplying. The simple CPW slot antenna is developed for enhance bandwidth by insert right angle conductor strip loop into slots. Simulation return loss demonstrated good impedance matching with the operating frequency band were achieved single wideband from frequency range 2.26 GHz to 7.06 GHz (Bandwidth=4.8 GHz) coverage standard of WLAN and WiMAX. The last simulation of CPW slot antenna for wide band is fabricated on FR4 substrate. Finally, the measured return loss is compare with simulation result.