การพัฒนาสายอากาศระนาบแบบช่องเปิดโดยใช้สตับครึ่งวงกลมที่ป้อนด้วยสายส่งระนาบร่วมสำหรับใช้งานในย่านความถี่ WLAN/WiMAX และ UWB

Abstract

งานวิจัยนี้นำเสนอ การพัฒนาสายอากาศระนาบแบบช่องเปิดโดยใช้สตับครึ่งวงกลมที่ป้อนด้วยสายส่งระนาบร่วมสำหรับใช้งานในย่านความถี่ WLAN/WiMAX และ UWB สายอากาศที่นำเสนอนี้มีเทคนิคการออกแบบที่ทำให้สายอากาศมีแถบความถี่การใช้งานเป็นแบบแถบความถี่กว้างมาก โดยใช้วิธีปรับเปลี่ยนบริเวณด้านข้างของช่องเปิดของสายอากาศและปรับเปลี่ยนสายส่งแบบระนาบร่วมให้มีลักษณะเป็นแบบเรียวกระตุ้นการทำงานด้วยสตับรูปครึ่งวงกลมทำให้สายอากาศสามารถตอบสนองความถี่แถบความถี่กว้างมากครอบคลุมช่วงความถี่ 2.4–10.9 GHz สำหรับใช้งาน WLAN/WiMAX และย่านความถี่ UWB การออกแบบและจำลองการทำงานของสายอากาศจะใช้โปรแกรม IE3D สายอากาศจะถูกสร้างบนแผ่นพิมพ์ FR-4 มีค่าคงตัวไดอิเล็กตริก 4.4 และความหนา 1.6 มิลลิเมตรสายอากาศที่นำเสนอนี้มีโครงสร้างขนาดเล็ก น้ำหนักเบาสร้างได้ง่าย ผลจากการวัดคุณลักษณะของสายอากาศต้นแบบที่สร้างขึ้นพบว่าสายอากาศตอบสนองความถี่ในช่วง 2.4–10.9 GHz ส่วนผลการวัดแบบรูปการแผ่กระจายคลื่นพบว่ามีการแผ่กระจายเป็นแบบรอบตัวในระนาบสนามแม่เหล็ก และเป็นแบบสองทิศทางในระนาบสนามไฟฟ้า ดังนั้นสายอากาศที่นำเสนอสามารถรองรับกับระบบการสื่อสารไร้สายตามมาตรฐาน WLAN/WiMAX และประยุกต์ใช้งานในย่านความถี่กว้างมากได้

This paper presents a development of a planar slot antenna with a tuning semicircle stub using CPW transmission line fed for WLAN/WiMAX and UWB applications. The extremely wide impedance bandwidth is achieved by using modified rectangular slot and the tapered CPW fed. The appropriate semicircle shaped stub is proposed to obtain wideband performance. The proposed antenna capably operates from 2.4–10.9 GHz covering WLAN/WiMAX and UWB. The antenna has simple structure with compact size, light weight and easy to fabricate. The antenna is designed and simulated by IE3D software and constructed on FR4 substrate with dielectric constant of 4.4 and thickness of 1.6 mm. The measured results show that the designed antenna provides the impedance bandwidth from 2.4–10.9 GHz. The measured radiation pattern presents nearly omni-directional and bi-directional in xz and yz planes, respectively. The proposed antenna is suitable to apply for WLAN/WiMAX and various UWB applications.