Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/12036
Title: การพัฒนาย่านทดสอบสายอากาศแบบกระชับสำหรับความถี่ 8-40 จิกะเฮิรทซ์ (ปีที่ 2)
Authors: ฉัตรชัย ไวยาพัฒนกร
ทับทิม อ่างแก้ว
Email: Chatchai.W@chula.ac.th
Tuptim.A@Chula.ac.th
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Subjects: สายอากาศ
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Issue Date: 2550
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Series/Report no.: โครงการวิจัยเลขที่ 54G-EE-2543
Abstract: ย่านทดสอบแบบกระชับเป็นวิธีการทดสอบสายอากาศที่จำลองการรับส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ย่านสนานไกล โดยอาศัยการดัดหน้าคลื่นของคลื่นทรงกลมจากตัวป้อนของย่านทดสอบให้เป็นคลื่นระนาบในบริเวณทดสอบ ปัญหาใหญ่นอกจากผลกระทบจากการเลี้ยวเบนที่ขอบซึ่งมีนัยสำคัญมากในช่วงความถี่ปฏิบัติการที่ต่ำก็คือ ปัญหาการผิดรูปของผิวตัวสะท้อนคลื่นปัญหานี้ทำให้ความสามารถในการดัดหน้าคลื่นลดลง อันเนื่องมาจากความแปรปรวนของวัฏภาคของคลื่น ปัญหานี้เป็นตัวกำหนดขีดจำกัดบนของความถี่ปฏิบัติการของย่านทดสอบ โครงการวิจัยฯ ในปีที่ 2 นี้นำเสนอผลการศึกษาเกี่ยวกับการผิดรูปของผิวตัวสะท้อน และการศึกษาแนวทางผลกระทบจากการเลี้ยวเบนที่ขอบของตัวสะท้อน การศึกษาทั้งสองประเด็นกระทำโดยการจำลองสถานการณ์และการศึกษาเชิงทดสอบ ระเบียบวิธีเคราะห์ที่ใช้ในการศึกษาด้วยการจำลองสถานการณ์คือ ทัศนศาสตร์เรขาคณิต และทฤษฎีการเลี้ยวเบนเชิงเรขาคณิต การจำลองสถานการณ์การผิดรูปของผิวตัวสะท้อน กำหนดให้ตำแหน่งที่ผิดรูปของผิวตัวสะท้อนมีผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะวัฏภาคของสนามตกกระทบที่สะท้อนไปสู่บริเวณทดสอบเท่านั้น การเกิดการผิดรูปกำหนดให้เป็นไปแบบเชิงสุ่มโดยมีการแจกแจงแบบปกติ ผลการจำลองสถานการณ์แสดงให้เห็นระลอกของภาพการแจกแจงวัฏภาคที่สูงขึ้นตามขนาดของการผิดรูป การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับการผิดรูปของผิวตัวสะท้อน ทำโดยใช้แผ่นโลหะขนาดเล็กปิดที่ตำแหน่งบางตำแหน่งบนผิวตัวสะท้อนเพื่อให้เกิดการผิดรูปอย่างเจาะจง โดยไม่สร้างความเสียหายแก่ผิวตัวสะท้อน ภาพการแจกแจงวัฏภาคของสนามในบริเวณทดสอบที่ได้จากการกวาดวัดแสดงให้เห็นความเปลี่ยนแปลงของวัฏภาคอย่างเด่นชัด ณ ตำแหน่งที่ตรงกับตำแหน่งที่ปิดด้วยแผ่นโลหะขนาดเล็ก ในการลดผลกระทบจากการเลี้ยวเบนที่ขอบของตัวสะท้อน ผู้วิจัยได้เลือกใช้วิธีปิดขอบตัวสะท้อนด้วยวัสดุดูดกลืนคลื่นสะท้อน วิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดและทำได้ง่ายที่สุดอีกทั้งให้ผลที่น่าพอใจ ในการศึกษาโดยจำลองสถานการณ์กำหนดให้สนามที่ตกกระทบบริเวณขอบมีกำลังตกลงเท่ากับอัตราดูดกลืนของวัสดุดูดกลืนคลื่นที่ใช้ ผลการจำลองสถานการณ์แสดงให้เห็นว่าสามารถลดขนาดของระลอกในภาพการแจกแจงขนาดยอดได้ประมาณ 1-2 dB ความสามารถนี้ลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น ผลการศึกษาเชิงทดลองก็ยืนยันในทำนองเดียวกัน
Other Abstract: Compact antenna test range is a technique for simulating antenna testing at far field distance by modifying the feed’s spherical wave into planar wave in the test zone. One major problem apart from the edge diffraction, which is of concern at low operating frequencies, is the reflector surface profile error. This problem reduces the test range’s capability in modifying the wavefront of the test zone field due to phase variation of the wave field. This dictates the upper operating frequency of the test range. This second year project presents results from the study of the compact antenna test range reflector surface profile error and approach for reducing the reflector edge diffraction effects. The study of both problems is carried out both by simulation and experiments. Both geometrical optics and geometrical theory of diffraction have been adopted as methods of analysis in simulation study. In reflector surface profile error simulation, it is assumed that a certain position of the reflector surface error only affects the incident wave’s phase change. The occurrence of surface error is assumed random with normal distribution. Results from simulation show a greater level of phase ripples as surface profile error is greater. Experimental study of surface profile error has been carried out by attaching some small metallic tiles on certain positions of the reflector surface to produce intentional error on the surface without causing any true surface error. Phase distribution plots obtained from the test zone field probing show significant abrupt phase change at positions corresponding to positions of small metallic tiles attachment. In reducing the range reflector edge diffraction effects, the use of absorber edge lining is adopted. This approach is economical and also easy to implement with satisfactory results. In edge treatment simulation by this approach the incident field on the edge is attenuated with certain level of prescribed attenuation in accordance with absorption rate of the available absorbers. Results from simulation show that the amplitude ripples of the test zone field can be reduced by 1-2 dB. This reduction will decrease as the frequency increases. Experimental results are in the same direction.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/12036
Type: Technical Report
Appears in Collections:Eng - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
chatchai_ant2.pdf5.51 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.