การสังเคราะห์วงจรกรองผ่านแถบความถี่ในท่อนำคลื่นด้วยวิธี K-inverter สำหรับการศึกษาด้านวิศวกรรมไมโครเวฟ Synthesis of Waveguide Band-Pass Filter using K-inverter Technique for Microwave Engineering Education

Abstract

งานวิจัยนี้นำเสนอการสังเคราะห์วงจรกรองผ่านแถบความถี่ในท่อนำคลื่นสำหรับการศึกษาด้านวิศวกรรมไมโครเวฟที่สร้างเป็นโปรแกรมจำลองที่ทำงานภายใต้ฟังก์ชัน GUI ของโปรแกรม MATLAB® การสังเคราะห์วงจรกรองผ่านแถบความถี่จะอาศัยทฤษฎีการประมาณค่าแบบ Chebyshev และใช้เทคนิควิธีการแปลงค่าแบบ K-inverter เพื่อออกแบบโครงสร้างวงจรกรองความถี่ในท่อนำคลื่นที่ใช้แผ่นช่องแคบแบบตัวเหนี่ยวนำที่ทำงานในช่วงความถี่ 8.35–8.65 GHz จากนั้นสร้างชิ้นงาน และทดสอบการทำงานโดยการเปรียบเทียบกับโปรแกรมจำลองเชิงพาณิชย์ ผลการวิจัยพบว่าวงจรกรองผ่านแถบความถี่ในท่อนำคลื่นที่ออกแบบโดยใช้โปรแกรมจำลองที่พัฒนาขึ้นให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับโปรแกรมจำลองเชิงพาณิชย์และทางทฤษฎีวงจรกรองความถี่ ที่สามารถนำไปสร้างชิ้นงานจริงและใช้เป็นวงจรต้นแบบเพื่อใช้ประกอบการเรียนการสอนทางด้านวิศวกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

This research presents a synthesis of waveguide band-pass filter using the K-inverter technique for microwave engineering education. The simulator based on the K-inverter technique was developed using the GUI function of MATLAB®. The band pass filter was synthesized using the Chebyshev approximation theory and the K-inverter technique to design the structure of inductive iris filter in waveguide. The designed BPF filter was implemented in operating frequency range of 8.35–8.65 GHz and tested in comparison to a commercial simulator. The simulated results of designed waveguide BPF filter using developed simulator are consistent to commercial simulator and filter theory. The designed waveguide band-pass filter using the K-inverter technique can be implemented and used effectively as a prototype filter in engineering education.