สายอากาศโมโนโพลแบบวงกลมที่กระตุ้นด้วยสายส่งแบบท่อนาคลื่นระนาบร่วม

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้เสนอสายอากาศโมโนโพลแบบวงกลมที่กระตุ้นด้วยสายส่งแบบท่อนาคลื่นระนาบร่วม ที่มีเทคนิคในการออกแบบสาหรับแถบความถี่ย่านกว้าง โดยเทคนิคที่นาเสนอนี้จะใช้สายส่งแบบท่อนาคลื่นระนาบร่วมมาประยุกต์ใช้กับสายอากาศแบบโมโนโพลรูปแบบวงกลม ซึ่งมีข้อดีคือสามารถเชื่อมต่อส่วนประกอบวงจรที่เป็นแอกทีฟและพาสซีฟได้ง่าย มีขนาดเล็ก น้าหนักเบา มีโครงสร้างที่ง่าย ซึ่งเหมาะกับการนาไปใช้ในระบบสื่อสารไร้สาย สายอากาศโมโนโพลแบบวงกลมที่กระตุ้นด้วยสายส่งแบบท่อนาคลื่นระนาบร่วม เป็นสายอากาศที่นาเสนอเป็นอันดับแรก จากนั้นได้ทาการพัฒนาสายอากาศโดยทาให้สามารถจากัดแถบความถี่ที่ไม่ต้องการใช้งานได้ โดยช่วงความถี่ที่ไม่ต้องการใช้งานจะอยู่ในช่วงความถี่ 3.31-3.73 GHz สายอากาศที่นาเสนอทั้งสองรูปแบบนี้จะถูกสร้างอยู่บนวัสดุฐานรอง FR-4 ซึ่งมีค่าคงตัวไดอิเล็กตริก 4.4 และมีความหนา 1.6 มิลลิเมตร จากการจาลองพิสูจน์ให้เห็นได้ว่าสายอากาศโมโนโพลแบบวงกลมที่กระตุ้นด้วยสายส่งแบบท่อนาคลื่นระนาบร่วม มีความถี่ใช้งานในช่วง 3.258-6.416 GHz แบนด์วิดธ์ของระบบสายอากาศที่ออกแบบจะกว้างประมาณ 56.24% เมื่อค่าแบนด์วิดธ์พิจารณาที่ค่าความสูญเสียย้อนกลับต่ากว่า -10 dB ส่วนผลที่ได้จากการวัด สายอากาศมีความถี่ที่ใช้งานในช่วง 3.3 – 8.0 GHz แบนด์วิดธ์ของระบบสายอากาศที่ออกแบบจะกว้างประมาณ 83 % ส่วนสายอากาศที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อให้สามารถจากัดแถบความถี่ที่ไม่ใช้งาน ผลจากการจาลองพบว่าสายอากาศมีความถี่ใช้งานในช่วง 1.63 – 3.28 GHz หรือ 67.21 % และมีความถี่ใช้งานในช่วง 3.76 – 7 GHz หรือ 60.22 % ช่วงความถี่ที่จากัดแถบความถี่นั้นจะอยู่ในช่วง 3.31 – 3.73 GHz หรือ 11.93 % โดยมีความถี่เรโซแนนซ์การจากัดความถี่ที่ 3.5 GHz