Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

05 สายอากาศหวีคู่ 3 ย่าน

1,366 views

Published on

งานวิจัยสายอากาศ

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

05 สายอากาศหวีคู่ 3 ย่าน

  1. 1. สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูป หวีคู่สำาหรับการประยุกต์ใช้งานย่านสาม 13/12/14 1 ความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb- Shaped Stub for Tri-Band Frequency วัชรพล นาคทอง1 ปิยดนัย บุญไมตรี1 สุภาธณิีกรสิงห์1 ภัสส์กญุช์ ฐติิ มหัทธนกุศล1 และอำานวย เรืองวารี2 1) สาขาวิชาวิศวกรรมโทรคมนาคม คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ ศูนย์กลาง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน จังหวัดนครราชสีมา 30000 2) ภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี อ.ธัญบุรี สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน จังหวัดปทุมธานี 12110 ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  2. 2. 13/12/14 ขั้นตอนการนำาเสนอ บทนำา 1. 3 การออกแบบสายอากาศ 4 5 สรุป วัต2ถุประสงค์การวิจัย การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  3. 3. 13/12/14 3 1.บทนำา ในปัจจุบันการติดต่อสื่อสารไร้สายย่าน ไมโครเวฟได้มีการพัฒนาสายอากาศย่านไมโครส ตริปให้ตอบสนองต่อระบบมาตรฐานย่านความถี่ ต่างๆ สายอากาศย่านไมโครสตริปนับได้ว่าเป็น อุปกรณ์ที่มีค่าราคาถูกออกแบบโครงสร้างได้หลาก หลายรูปแบบและยังพัฒนาให้ตอบสนองย่านความถี่ ตามมาตรฐานที่ต้องการ สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  4. 4. 13/12/14 4 1.บทนำา เปรียบเทียบเทคโนโลยีไร้สายในแบบต่างๆ เทคโนโลยี มาตรฐาน เครือข่าย อัตราความเร็ว ระยะ ทาง ความถี่  Wi-Fi IEEE 802.11a WLAN สูงสุด 54Mbps 100 เมตร 5GHz  Wi-Fi IEEE 802.11b WLAN สูงสุด 11Mbps 100 เมตร 2.4GHz  Wi-Fi IEEE 802.11g WLAN สูงสุด 54Mbps 100 เมตร 2.4GHz  WCDMA/UMTS 3G WWAN สูงสุด2Mbps/10Mbps (HSDPA) ปกติ 1.6 - 8 กิโลเมตร 1800, 1900, 2100MHz  สาCDMA2000 ยอากาศแบบช่องเปิดรู1x ปสี่เหEV-ลี่ยมผืDO นผ้ารูป3G หวีคู่ สำาWWAN หรับการประสูยุงกสุต์ด ใช้งา2.4Mbps น ปกติ 1.6 - 8 กโิลเมย่านตสาร มความถี่ Antenna 400, 800, Tuning with 900, Double-1700, Comb-1800, Shaped Stub 1900, for Tri-2100MHz Band
  5. 5. 13/12/14 5 2. วัตถุประสงค์ การวิจัย 1 เพื่อศึกษาการออกแบบสายอากาศช่องเปิดรูปหวีคู่ที่มีการป้อน สัญญาณแบบระนาบร่วม 2 เพื่อศึกษาการใช้เทคนิคการสตับรูปไอ สำาหรับใช้งานย่าน 3 ความถี่ 3 เพอื่ศกึษาการประยุกต์ใช้งานสายอากาศในระบบมาตรฐาน IEEE 802.11b/g, IEEE802.11j และมาตรฐาน IEEE 802.16a ประโยชน์ของการวิจัย 1. การใช้เทคนิคการเพิ่มสตับ สามารถช่วยทำาให้เพิ่มย่านความถไี่ด้ จริง 2. ช่วกายรลขยาดยต้แบนนด์ทุวิดนท์ขด้าองสานยอากากาศร่รองอรูปอตัวกแอแบลแบบบช่อโคงเปิดรรูปงสี่เหสลี่ร้ายมผืงนผ้าโดด้วยยเทไม่คนิคกาต้รอเพิ่งมสทำาตับปรัลาบจูนย รูปตัวไอ โครงสร้างเดิม คู่ที่ระนาบกราวด์ สำาหรับประยุกต์ใช้งานย่านความถี่กว้าง Bandwidth Enlargement of A CPW-Fed Rectangular L-Shaped Slot Etching Antenna with Increasing Double I-Shaped Stub Tuning Technique on ground Plane for Broadband Applications
  6. 6. 13/12/14 6 3. การออกแบบสายอากาศ 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 1 1.5 2 2.5 3 3.6 4.1 4.6 5.1 5.6 Frequency (GHz) Return Loss -10dB Er 3.0 Er 4.0 Er 4.4 Measured สายอากาศช่องเปิดป้อนด้วยท่อนำาคลื่นระนาบร่วมแบบมีสตับคู่สำาหรับย่านความ5.2GHz) [1] วัชรพล นาคทอง, เอกจิต คุมวงศ์, คณะวัติ เนื่องวงษา, และ สมผล โกศัลวิตร์ สาย อากาศช่องเปิดป้อน ด้วยทอ่นำาคลื่นระนาบร่วมแบบมีสตับคู่สำาหรับยา่นความถี่กว้างแถบ คู่, การประชุมวิชาการมหาวิทยาลัย สงขลานครินทร์ วิทยาเขตภูเก็ตแห่ง
  7. 7. 13/12/14 7 3. การออกแบบสายอากาศ รูปที่ 2.2 A CPW-Fed Dual-Frequency Monopole Antenna. (1800MHz,2400MHz) [2] Chen, H., D., & Chen, H., T., ” A CPW-Fed Dual-Frequency Monopole Antenna” Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, 52, pp. 978-982. April 2004.
  8. 8. 3. การออกแบบสายอากาศ 2.3 สายอากาศแบบไมโครสตริปแถบคู่ที่มีการจูนสตับรูปสี่เหลี่ยมสำาหรับการใช้งานเครือข่ายไร้สาย 2(2.45GHz , 5.8GHz) 8 [3] สวุัฒน์ สกุลชาติ และ อำานวย เรืองวารี สายอากาศ แบบไมโครสตริป แถบคู่ที่มีการจูนสตับรูปสี่เหลี่ยมคางหมูสำาหรับการใช้งานเครือ ข่ายไร้สาย การประชุมทางวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้าครั้งที่31 (EECON-31), 29-31 ตุลาคม 2551, นครนายก, 2551
  9. 9. 3. การออกแบบสายอากาศ Trianglar-shaped CPW-Fed Monopole Antenna for WLAN Dual-Band Applications (2.5GHz,5.8GHz) 9 [4] Sangho Lee and Youngsik Kim “Trianglar-shaped CPW-Fed Monopole Antenna for WLAN 2.4/5-GHz Dual-Band Applications”
  10. 10. 3. การออกแบบสายอากาศ รูปที่ 2.5 Dual-Band Planar Inverted F Antenna 10 for GSM/DCS Mobile Phones [5] Shih-Huang Yeh, Kin(-L8u 0Wo0ngM, THzunzg,-W1er8n 0Ch0iouM, anHd zSh)yh-Tirng Fang “Dual-Band Planar Inverted F Antenna for GSM/DCS Mobile Phones”
  11. 11. 13/12/14 Simulation Measurement 1 2 3 4 5 6 7 11 3. การออกแบบสายอากาศ 0 -10 -20 -30 -40 -50 Frequency (GHz) Return Loss (dB) สายอากาศช่องเปิดป้อนด้วยท่อนำาคลื่นระนาบร่วมแบบมีสตับคู่สำาหรับย่านความ5.8GHz) [6] ภัสส์กุญช์ ฐิติมหัทธนกุศล, วัชรพล นาคทอง, ปิยดนัย บุญไมตรี และ อำานวย เรืองวารี (21 – 23 พฤษภาคม 2557). การปรับจูนสายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าด้วยสตับรูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งานย่านความถี่แถบคู่. การประชุมวิชาการงานวิจัยและพัฒนาเชิงประยุกต์ ครั้งที่ 6 การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้โลกมีสันติสุข (ECTI-CARD 2014), เชียงใหม่, ประเทศไทย.
  12. 12. 13/12/14 12 3. การออกแบบสายอากาศ รูปที่ 2.7โครงสร้าง ของสายอากาศ การศึกษาโครงสร้างสาย อากาศต้นแบบ ที่ให้แบบสาย อากาศแบบแผ่นวงจรพิมพ์รูป สี่เหลี่ยมผืนผ้าด้วยการเซาะร่องรูป หวีคู่ โดยใช้เทคนิคการปรับจูน แบบวิธีเชิงประสบการณ์ (Experimental method) ร่วม กับโปรแกรม CST จนได้โครง โครงสร้างสายอากาศต้นแบบถูก สร้างบนแผ่นวงจรพิมพ์ชนิด FR4 ซึ่งขนาดความยาว (L) เท่ากับ 30 มม. ขนาดความกว้าง (W) เท่ากับ 30 มม. แผ่นวงจรพิมพ์ดังกล่าวมี ค่าคงตัวไดอิเล็กตริก (εr) = 4.3 และมีความหนาของวัสดุฐานรอง (h) = 0.764 มม. x y z สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  13. 13. กแบบโครงสร้างสายอากาศไมโครสตริปคือ 13/12/14 13 3. การออกแบบสายอากาศ ì - ü = í - - - + - + - ý W B B B h 2 1 ln(2 1) 1[ ln( 1)] 0.39 0.61 2 r r r e p e e î þ 2 60 0 r B Z p e = - = + + - æ + ö çè ø¸ 1 1 1 12 2 1 2 2 r r eff h W e e e W > 1 h ; ; การช่วยปรับหาค่าความกว้างและยาวของตัวสายอากาศเปรียบ เทียบกับความยาวคลื่นสัมพัทธ์ g eff c f l e = ; 1 2 r eff e e + » สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  14. 14. 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 1 2 3 W1 = 0.5 mm., L1 = 1 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 2 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 3 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 4 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 5 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 6 mm. W1 = 0.5 mm., L1 = 7 mm. 2 3 4 5 6 7 Frequency (GHz) Return Loss -10dB รูปที่ 3.1 ความสูญเสียเนื่องจากการย้อนกลับ (S11) เมอื่ปรับ 13/12/14 14 W1 = 0.5 มม., L1 = 5 มม. สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band (2.45GH z,4.9GHz ,5.8GHz)
  15. 15. 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 4.9G Hz 5.8G Hz 4 5 6 W1 = 1.0 mm., L1 = 5 mm. W1 = 1.5 mm., L1 = 5 mm. W1 = 2.0 mm., L1 = 5 mm. W1 = 2.5 mm., L1 = 5 mm. W1 = 3.0 mm., L1 = 5 mm. W1 = 3.5 mm., L1 = 5 mm. W1 = 4.0 mm., L1 = 5 mm. 2.45 GHz 2 3 4 5 6 7 Frequency (GHz) Return Loss -10dB รูปที่ 3.2 ความสูญเสียเนื่องจากการย้อนกลับ เมอื่ปรับ W1 = 1 13/12/14 15 มม., L1 = 5 มม. (4.35 - 5.23 GHz) สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  16. 16. 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล ตารางที่ 1 ค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของสายอากาศต้รูปที่ 3.3 โครงสร้าง ของสายอากาศ 13/12/14 16 ความกว้าง ความยาว พารามิเต อร์ ขนา ด (มม.) พารามิเตอ ร์ ขนาด (มม.) W 30 L 30 W1 1 L1 5 g 0.7 h 0.7 64 x y z สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  17. 17. 13/12/14 17 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล 9 8 7 6 5 4 3 2 1 VSWR 2.45 GHz 4.9G Hz 5.8G Hz IEEE 802.11 a/b/g IEEE 802.11 j IEEE 802.16 d Frequency (GHz) Simulation รูปที่ 3.4 ค่าอัตราส่วนแรงดันคลนื่นงิ่ 1:1.2 สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  18. 18. 13/12/14 18 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล ตารางที่ 2 การเปรียบเทียบโครงสร้าง สายอากาศต้นแบบ ความถี่เร โซแนนซ์ (GHz) ค่าแบนด์วิดท์ (GHz) ค่าสูญเสีย ย้อนกลับ (dB) อัตรา ขยาย (dBi) 2.47 GHz 0.89 (2.32 - 3.21) -22.49 3.50 4.86 GHz 0.88 (4.35 - 5.23) -20.01 3.62 5.78 GHz 0.52 (5.49 - 6.01) -26.70 4.61 สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  19. 19. 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล x รูปที่3.5 แบบรูปการแผ่พลังงานที่ ความถี่ 2.47 GHz, 4.86 GHz และ 13/12/14 19 5.78 GHz ระนาบ E (2 ทิศทาง) z y สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  20. 20. รูปที่3.6 แบบรูปการแผ่พลังงานที่ ความถี่ 2.47 GHz, 4.86 GHz และ 13/12/14 20 4. การจำาลองผลและ การวิเคราะห์ผล y z x 5.78 GHz ระนาบ H (2 ทิศทาง) สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  21. 21. 13/12/14 21 5. 1. สายอากาศต้นแบบครอบคลสุมมราุปตรฐาน IEEE 802.11b/g 2.45 GHz (2.40-2.48 GHz) IEEE802.11j (4.90 - 5.091 GHz) Public Safety Frequency (4.94 - 4.99 GHz) และมาตรฐาน IEEE 802.16a 5.8 GHz (5.7-5.9 GHz) 2. สายอากาศต้นแบบใช้งานที่ - ความถี่เรโซแนนซ์ช่วงตำ่ามีค่าเท่ากับ 2.47 GHz (2.32 - 3.21 GHz) - ความถี่เรโซแนนซ์ช่วงกลางมีค่าเท่ากับ 4.86 GHz (4.35 - 5.23 GHz) - ความถี่เรโซแนนซ์ช่วงสูงมีค่าเท่ากับ 5.78 GHz (5.49 - 6.01 GHz) 3. สายอากาศต้นแบบมีการแผ่พลังงานคลื่นเป็นแบบสองทิศทาง (Bidirectional) สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน 4. สายอากาศต้นแบบมีค่าอัตราย่าขนสายามคย วามอัถี่ ตราขยายทั้งสามย่านคือ 3.50 dBi, 3.62 Antenna dBi และ Tuning 4.61 with Double-dBi Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  22. 22. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 13/12/14 22 5. สรุป 9 8 7 6 5 4 3 2 1 VSWR IEEE 802.11 a/b/g IEEE 802.11 j IEEE 802.16 d Frequency (GHz) Simulation สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band 0 1 2 3 4 5 6 7 Frequency (GHz) VSWR Simulation Measurement สายอากาศ 2 ย่านความถี่ สายอากาศ 3 ย่านความถี่
  23. 23. 13/12/14 23 5. สรุป สายอากาศ 2 ย่านความถี่ สายอากาศ 3 ย่านความถี่ สายอากาศแบบช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band
  24. 24. 13/12/14 24 ขอบคุณ สายอากาศแบบช่องเปิดครูปสี่เหลี่ยมผื่นะผ้ารูปหวีคู่ สำาหรับการประยุกต์ใช้งาน ย่านสามความถี่ Antenna Tuning with Double-Comb-Shaped Stub for Tri-Band

×