Development of dual rectangular monopole antenna with arrow-shaped slot etching and mutual coupling reduction for MIMO system applications.
โดย: ภาณุวิทย์ ทองบ่อ
ปี: 2559
บทคัดย่อ (ABSTRACT)
วิทยานิพนธ์นี้ได้นำเสนอการพัฒนาสายอากาศโมโนโพลรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบคู่ด้วยเทคนิคการเซาะร่องรูปลูกศรและลดปรากฏการณ์เชื่อมต่อร่วมเพื่อประยุกต์ใช้งานในระบบไมโม เนื่องจากงานวิจัยที่ผ่านมามีการออกแบบสายอากาศหลายย่านความถี่และโครงสร้างสายอากาศมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันทำให้มีความยุ่งยากในการออกแบบ เมื่อนำสายอากาศวางเรียงกันแบบคู่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์เชื่อมต่อร่วม ส่งผลประสิทธิภาพของสายอากาศลดลง เมื่อมีการออกแบบการจัดวางสายอากาศที่ไม่เหมาะสม
สายอากาศต้นแบบถูกออกแบบเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวโดยได้ศึกษาและออกแบบสายอากาศโมโนโพลรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าต้นแบบ 1 ตัว นำสายอากาศโมโนโพลรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าต้นแบบมาวางเรียงแบบคู่ที่มีสององค์ประกอบด้วยเทคนิคการวางต่างกันแบบเชิงมุมและลดปรากฏการณ์เชื่อมต่อร่วม ในการวิเคราะห์สายอากาศต้นแบบใช้การจำลองแบบทางโครงสร้างร่วมกับระเบียบวิธีเชิงประสบการณ์ เพื่อหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดของสายอากาศแบบคู่ทั้ง 4 แบบและลดปรากฏการณ์เชื่อมต่อร่วมและครอบคลุมย่านความถี่แถบกว้างยิ่ง
ผลการจำลองแบบและการวัดจริงของสายอากาศโมโนโพลรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบคู่ทั้ง 4 แบบ พบว่าการวางสายอากาศแบบคู่ด้วยระยะห่างที่มากกว่า 0.77 (lambda) (subscript)g และต่างกันแบบเชิงมุมช่วยลดปรากฏการณ์ร่วมได้ ครอบคลุมย่านความถี่แถบกว้างยิ่ง (Ultra Wideband: UWB) ความถี่ 3.1 GHz ถึง 10.6 GHz เพื่อประยุกต์ใช้งานในระบบไมโม แบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศมีลักษณะเป็นแบบสองทิศทาง
This thesis presented the development of dual rectangular monopole antenna with arrow-shaped slot etching technique and reduction of mutual coupling for MIMO system applications. Since the former researches designed the antenna with many frequencies and different components of structure, this made the design complicated. When the array antenna was placed in order, it caused mutual coupling. Consequently, antenna’s efficiency decreased because of unsuitable array antenna design.
The prototype antenna has been designed to solve this problem by the study and design of an array rectangular monopole antenna. This antenna was placed in two-element array with angular variation technique to reduce the mutual coupling. The antenna was then analyzed by using simulation structure with the empirical method to find out the most suitable parameter of the 4 types of array antenna, reduce mutual coupling and cover the ultra wide band frequency.
The simulation and measurement results of the 4 types of array antenna revealed that over 0.77 (lambda) (subscript)g distance of array antenna and placement of two-element array with angular variation technique reduced mutual coupling and also covered the ultra wide band frequency range from 3.1 GHz to 10.6 GHz for MIMO system applications while the radiation patterns were bi-direction style.